Постројките за директно отстранување на јаглерод диоксид од воздухот (Direct Air Capture – DAC) користат големи вентилатори и хемиски филтри за одземање на CO2. Најпознати примери за вакви постројки се Climeworks во Исланд и проектот STRATOS во Тексас, САД.

Како функционираат постројките?

Со вшмукување на воздухот – моќни индустриски вентилатори насочуваат огромни количини од околниот воздух низ системот. Потоа се врши филтрација со сорбенси. Посебни материјали (цврсти филтри или течни раствори) селективно го врзуваат јаглеродниот диоксид додека останатиот воздух се испушта назад во атмосферата. Конечно, со процес на регенерација филтрите се загреваат за да го ослободат зачуваниот гас во чиста и концентрирана форма.

Главни светски DAC постројки се:
• Мамут (Mammoth) на Исланд, пуштена во погон 2024 година, со капацитет да отстрани до 36 000 тони CO2 годишно со користење на геотермална енергија;

• Стратос (STRATOS) во Тексас, САД – проект на 1PointFive дизајниран да заробува преку 500 000 тони CO2 годишно, со негово понатамошно складирање во длабоки подземни слоеви;

• Орка (Orca) на Исланд е првата помала комерцијална постројка на Climeworks за минерализација на гасот во подземни карпи.

Во продолжение следуваат подетални информации за трите клучни аспекти на технологиите за директно заробување на CO2 од атмосферата (DAC).

Вентилаторите на Стратос со коишто околниот воздух се  вшмукува за издвојување на CO₂ . Фото: STRATOS

Цврсти наспроти течни системи за филтрирање

Постојат два доминантни технолошки пристапи коишто се користат за хемиско врзување од воздухот – со цврсти и течни системи за филтрирање. Предностите и недостатоците на овие системи се прикажани во табелата подолу.

Течни системи (Апсорпција со амини)

Кај течните системи е потребна многу висока топлина, бидејќи CO₂ се врзува со силна хемиска врска во целиот волумен на течноста. Вообичаено е потребна температура помеѓу 120°C и 140°C, којашто се испорачува преку големи количини на дестилирана водена пареа во посебни кули (т.н. стрипери).

Како предизвик кај овие системи е потребата од огромна енергија, не само за да се раскине хемиската врска туку и за да се загрее целата количина на вода во која е растворен аминот. Ако температурата надмине 140°C, течниот растворувач почнува термички да се распаѓа и уништува.

Цврсти системи (Адсорбенти)

Цврстите системи вообичаено работат на значително пониски температури, бидејќи гасот се прилепува само на површината од материјалот, честопати со послаби физички врски. Функционираат на температура најчесто помеѓу 80°C и 100°C, иако кај некои специјални индустриски цврсти филтри температуртаа може да се искаќи и до 200°C.

Работната температура се испорачува најчесто со примена на нискотемпературна топлина во комбинација со вакуум т.н. Temperature Vacuum Swing Adsorption - TVSA. Поради ниската точка на загревање (околу 100°C), овие системи можат да ја користат отпадната топлина од околните фабрички процеси или најевтината геотермална и соларна термална енергија, што ги прави енергетски поефикасни.

Накусо, течните филтри бараат ~120°C скапа, високоенергетска пареа, додека цврстите филтри  бараат ~90°C евтина, нискотемпературна или отпадна енергија.

Како се врши постојаното подземно складирање?

Откако гасот ќе се изолира во чиста форма, тој мора трајно да се отстрани за да не се врати во атмосферата. Тоа се прави на два главни начини:

• Со минерализација во базалтни карпи (Исланд). Концентрираниот CO2 се раствора во огромни количини вода (слично како газирана вода) и се инјектира длабоко под земја во базалтни формации. Кај решението на компанијата Carbfix, гасот реагира со калциумот и магнезиумот од карпите и во рок од помалку од две години се претвора во цврста карпа. Ова е најбезбедниот метод бидејќи ризикот од истекување е практично нула.

Како функционира постројката Мамут на Клајмворкс фото: Climeworks

• Складирање во солени аквифери (САД). Под висок притисок гасот се компресира во течна состојба и се инјектира во длабоки, затворени геолошки слоеви со солена вода (салиферни аквифери), на длабочина од над 1,5 километар, каде што останува заробен под густи слоеви од глинени карпи.

• Цена за отстранување на еден тон. Во моментов, ова е најголемиот предизвик за масовно ширење на технологијата бидејќи процесот бара огромно количество енергија и скапа опрема. Тековната цена се движи помеѓу 400 и 600 долари по тон отстранет CO2. Компаниите (како Microsoft и Bain & Company) ги плаќаат овие високи износи преку купување на предвремени „јаглеродни кредити“ за да ги поништат сопствените јаглеродни емисии. Со масовно производство на опремата и поевтинување на обновливата енергија, целта на глобалната индустрија е до 2030 – 2040 година цената да падне на под 100 долари по тон, што би го направило процесот економски одржлив на глобално ниво.

Во продолжение се деталните информации за двете клучни теми: кои корпорации инвестираат во овие технологии и какви се критиките на еколозите.

Кои светски корпорации инвестираат најмногу?

Бидејќи технологијата во моментов е премногу скапа за поширокиот пазар, нејзиниот развој е целосно финансиран од големи технолошки и финансиски гиганти кои сакаат да ги неутрализираат своите емисии на стакленички гасови.

Компанијата Microsoft е најголемиот купувач на услуги за отстранување на јаглерод диоксид во светот. Тие потпишаа долгорочни договори со Climeworks и 1PointFive (за проектот STRATOS) за отстранување на стотици илјади тони CO2, со цел да станат „јаглеродно негативни“ до 2030 година.

Frontier Fund (Stripe, Alphabet, Meta, Shopify) има заеднички фонд вреден над 1 милијарда американски долари. Неговата цел е однапред да купува услуги за заробување на CO2 од нови стартап компании за да им помогне да ја развијат технологијата и да ги намалат почетните трошоци.

Нафтените гиганти (Occidental Petroleum, ExxonMobil) директно инвестираат и градат вакви постројки. На пример, Occidental е сопственик на компанијата која го гради мега-проектот STRATOS во Тексас.

Контејнерите за собирање CO₂ на Mammoth – три од нив наредени на една основа. Фото: Climeworks

Критиките на еколозите во однос на ефикасноста

Иако технологијата звучи револуционерно, многу еколошки организации и научници се скептични и упатуваат сериозни критики, наведувајќи на неколку валидни причини.

• Огромна потрошувачка на енергија. За отстранување на милијарди тони CO2 на овие постројки им е потребна огромна количина на чиста електрична и топлинска енергија. Еколозите тврдат дека таа зелена енергија (од сонце, ветер, геотермална) е подобро да се користи директно за замена на термоелектраните на јаглен и гас, отколку за чистење на веќе загадениот воздух.

• Постројките како „изговор“ за продолжување со загадувањето. Постои страв дека нафтените и гасните компании ги користат овие постројки како маркетинг алатка (greenwashing). Тврдејќи дека можат да го „извадат“ јаглеродот од воздухот, тие го оправдуваат продолжетокот на ископување и согорување на фосилните горива.

• Проблем со скалирање (Масштаб). Денешните најнапредни постројки заробуваат околу неколку десетици илјади тони CO2 годишно. Човештвото, од друга страна, испушта околу 40 милијарди тони секоја година. Критичарите нагласуваат дека технологијата е едноставно пребавна и прескапа за да направи вистинска разлика во моменталната климатска криза.

Еве детална споредба со природните методи, како и преглед на индустриите каде што веќе се користи заробениот CO2.

Иако природата со милиони години успешно го регулира јаглеродот, индустриските постројки имаат свои специфични предности и маани во споредба со дрвјата.

Искористување на заробениот CO2

Наместо да се складира под земја, некои компании го продаваат изолираниот CO2 како суровина за различни индустрии. Овој концепт се нарекува CCU (Carbon Capture and Utilization). Така, на пример, се добиваат одржливи авионски горива (e-fuels).

Имено, авијацијата е сектор кој најтешко се декарбонизира со батерии. Со комбинирање на заробен CO2 и зелен водород, се создаваат синтетички горива за авиони (Sustainable Aviation Fuel - SAF). Кога авионот гори вакво гориво, тој испушта само онолку CO2 колку што претходно било извадено од воздухот, правејќи го летот јаглеродно неутрален.

Заробениот CO2 може да се употребува и во прехранбената индустрија во производството на газирани пијалаци и храна. Компании како Climeworks веќе имаат соработувано со брендови како Coca-Cola за користење на атмосферскиот CO2 во газираните сокови и минерални води, со што се заменува комерцијалниот фосилен гас.

Примена се наоѓа и во градежништвото, кај градежните материјали. Така, CO2 може да се вбризга во свеж бетон за време на мешањето. Гасот реагира со цементот и се претвора во цврст калциум карбонат. Ова не само што трајно го заробува јаглеродот, туку го прави бетонот структурно поцврст, намалувајќи ја потребата од повеќе цемент (кој е огромен загадувач)