Исследования показывают, что захват углерода дороже, чем переход на возобновляемые источники энергии

Для большинства стран мира полностью переход на энергию, получаемую от ветра, солнца, геотермальной и гидроэнергии к 2050 году, сократит их потребности в энергии и расходы, улучшит качество воздуха и поможет замедлить изменение климата, согласно исследованию, опубликованному в журнале Environmental Science & Technology. Авторы утверждают, что эти преимущества могут быть достигнуты за счет гораздо меньших затрат по сравнению с внедрением технологий, которые удаляют углекислый газ (CO2) из воздуха и захватывают его с стационарных источников выбросов, таких как промышленные дымовые трубы.

«Если вы тратите 1 доллар на захват углерода вместо того, чтобы инвестировать в ветер, воду и солнечную энергию, вы увеличиваете выбросы CO2, загрязнение воздуха, потребности в энергии, расходы на энергоснабжение, строительство трубопроводов и общие социальные расходы», — сказал ведущий автор исследования Марк Якобсон, профессор гражданского и экологического инженерного факультета Школы устойчивости Дорра Стэнфордского университета. Это верно даже в случае, если технологии захвата углерода работают на энергии, полученной от систем с нулевыми выбросами, добавил Якобсон. «Использовать чистую, возобновляемую энергию для прямого захвата углерода — это всегда упущенная возможность, ведь эта энергия могла бы заменить источники углекислого газа от ископаемых топлив, как, например, это происходит с ИИ или майнингом биткойнов. Вы препятствуете замещению ископаемых топлив, создавая большее потребление возобновляемой энергии», — сказал он.

Сравнение двух крайностей

Якобсон и соавторы сравнили ежегодные расходы на энергию, выбросы, воздействие на здоровье населения и социальные расходы, связанные с внедрением двух крайних сценариев в 149 странах за следующие 25 лет. Один сценарий предполагает полный переход на использование тепла и электроэнергии, получаемых от ветра, солнца, геотермальной и гидроэнергии для всех нужд в энергии, а также некоторые достижения в области энергоэффективности; снижение потребности в энергии за счет улучшенного общественного транспорта, увеличения использования велосипедов и удаленной работы; и коммерциализацию водородных топливных элементов для дальних воздушных перевозок и судоходства.

Для этого сценария исследователи предполагают, что водород будет производиться с использованием воды и электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников, а не с использованием ископаемых топлив, что является текущим методом производства водорода. Другой сценарий предполагает, что страны сохранят текущую зависимость от ископаемых топлив с некоторыми возобновляемыми источниками, ядерной энергией и биомассой, при этом улучшив энергоэффективность на уровне, соответствующем первому сценарию. В этом втором случае все 149 стран также будут использовать оборудование для захвата углекислого газа с промышленных труб и технологии синтетического прямого захвата углерода из окружающего воздуха.

Сравнение этих двух «нереалистичных крайностей», как отмечают авторы, позволяет выявить климатические, медицинские и социальные расходы, связанные с инвестированием средств в захват углерода и прямой захват углерода, которые могли бы быть направлены на электрификацию и использование ветра, воды и солнечной энергии. Ни один из сценариев не учитывает возможные затраты или выгоды от усилий по улучшению захвата углерода в природных углеродных sinkах, таких как водно-болотные угодья, леса, почвы и океаны.

Преимущества отказа от сжигания

Якобсон и соавторы выяснили, что если 149 исследуемых стран успешно исключат сжигание ископаемых топлив и биомассы с помощью возобновляемых источников энергии и повышения энергоэффективности к 2050 году, то они смогут снизить свои потребности в конечной энергии более чем на 54%. Ежегодные расходы на энергию, по их заключению, снизятся почти на 60%. Сотни миллионов заболеваний и 5 миллионов смертей ежегодно, связанных с загрязнением воздуха от энергетики — будь то от кухонных плит, работающих на дровах, керосиновых ламп или газовых электростанций — будут предотвращены.

«Когда вы добавляете ветряные турбины для замены угольной станции, вы устраняете не только CO2, но и загрязнение, вызванное углем», — сказал Якобсон, который также является старшим научным сотрудником Стэнфордского института по охране окружающей среды. Широкая электрификация снижает потребление энергии отчасти потому, что электрические тепловые насосы и транспортные средства более эффективны, чем газовые обогреватели, бытовые приборы, обычные кондиционеры и двигатели внутреннего сгорания, сказал Якобсон. Дополнительные экономии энергии происходят за счет исключения потребности в добыче, транспортировке и переработке нефти, газа, угля и урана. «Можно использовать самую эффективную технологию для удаления CO2 из воздуха, но это не меняет эффективности сжигания.

Вы сохраняете эту неэффективную энергетическую инфраструктуру», — отметил Якобсон. «Гораздо дешевле и эффективнее просто заменить источник углерода на электричество или тепло, получаемое из возобновляемых источников», — сказал он. Климатическая политика, которая продвигает расширение возобновляемых источников энергии, а также захват углерода и прямой захват углерода для борьбы с выбросами от ископаемых топлив и биомассы «не различает хорошие и плохие решения», и любая политика, поддерживающая захват углерода и прямой захват углерода, «должна быть отменена», пишут авторы исследования.

Они добавляют: «Единственный способ устранить все загрязняющие вещества и климатические газы и частицы от энергии — это исключить сжигание». Соавторы исследования включают Даннинга Фу, магистра биомедицинских данных; Даниэля Самбора, научного сотрудника в области гражданского и экологического инженерного дела; и Андреаса Мюльбауэра, магистра в области атмосферы/энергетики и кандидата наук в области энергетических систем. Фу теперь является аспирантом Кембриджского университета.

• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед
• Саудовской Аравии продолжает расти, страна ставит большие ставки на искусственный интеллект
• Новинка — наушники с обворачивающим дизайном для качественного звучания
• Если какой-либо ИИ станет «несоответствующим», система скроет это настолько долго, чтобы нанести вред — управление им — это заблуждение
• Модульный дизайн робота использует привязанные прыжки для исследования планет