На корабоплаването се пада 80% от световната търговия. То е причина за около 3% от световните въглеродни емисии, но към момента не е на път да постигне целите си по отношение на климата.
Преди една година Международната морска организация - агенцията на ООН, която регулира корабоплаването - изравни целите за емисиите в корабоплаването с тези за други индустрии, които трябва да постигнат нулев въглероден отпечатък до 2050 г. Но предлагането на горива с ниски емисии като метанол, водород и амоняк не се случва достатъчно бързо.
Джес Адкинс, химик-океанограф от Калифорнийския технологичен институт (Калтек), смята, че може да помогне, като оборудва товарните кораби с реактори, способни да превръщат въглеродния диоксид (CO2), отделян при изгарянето на горивата, в океански соли, които според него ще държат CO2 „заключен“ в продължение на 100 000 години.
Процесът е подобен на това, което по естествен начин се случва в океаните. „Това е реакция, която планетата познава от милиарди години. Ако успеем да я ускорим, ще имаме шанс да създадем безопасен и постоянен начин за съхранение на CO2“, казва Адкинс, основател на „Калкареа“ - стартъп, който проектира и тества реакторите.
Естествено, но по-бързо
Морската вода по естествен начин поглъща около една трета от CO2, изхвърлян в атмосферата. Това повишава нейната киселинност и води до разтваряне на калциев карбонат, който е в изобилие в океана. „Калциевият карбонат е това, от което са изградени скелетите на коралите, черупките и всички неща, които съставляват по-голямата част от седиментите на дъното на океана“, казва Адкинс.
След това разтвореният калциев карбонат реагира с CO2 във водата и образува бикарбонатни соли, които „заключват“ въглеродния диоксид. „Към момента в океана вече има 38 000 гигатона (38 трилиона тона) бикарбонат“, добавя Адкинс.
„Калкареа“ иска да имитира този естествен процес, като насочва изгорелите газове на кораба към реактор в корпуса на кораба, където те се смесват с морска вода и варовик - вид скала, изградена предимно от калциев карбонат и често срещана съставка в бетона. СО2 в отработените газове реагира със сместа, като образува солена вода, която на свой ред „заключва“ СО2 под формата на бикарбонатни соли. Адкинс казва, че с пълномащабен реактор той цели да улови и съхрани около половината от CO2 емисиите на кораба.
Според Адкинс в естествения свят реакцията отнема повече от 10 000 години, но
в реакторите на „Калкареа“ ще се случи за около минута
Това се постига, като CO2 и варовикът влизат в непосредствен контакт помежду си. Създадената солена вода просто се изпуска в океана, където не представлява заплаха за морския живот или за химическия баланс на морската вода, според Адкинс. Той допълва, че компанията обмисля да добави и предварителен филтър към системата, за да изчисти отработените газове от други замърсители, които могат да се смесят с водата, като частици и неизгоряло гориво, както и други замърсители.
След две години работа по проекта, през януари 2023 г. той отделя компанията от Калтек, където все още е професор, макар и в отпуск. Към него се присъединяват трима съоснователи: Мелиса Гутиерес, студентка в Калтек, инженерът Пиер Форин и професорът и геохимик Уил Берелсън от Южнокалифорнийския университет.
Те набират финансиране от 3,5 млн. долара и се фокусират върху корабната индустрия. „Най-хубавото е, че корабът е естествена водна помпа“, казва Адкинс, като отбелязва, че системата изисква водата да се движи постоянно, за да може да се осъществи реакцията между различните елементи - нещо, което движението на кораба осигурява по естествен начин.
Досега „Калкареа“ са построили
два прототипа на реактори -
един на паркинга на Южнокалифорнийския университет и един в пристанището на Лос Анджелис. В края на май стартъпът обяви партньорство с изследователския и развоен отдел на международната корабна компания „Ломар“. Адкинс е убеден, че това ще доведе до създаването на първия пълномащабен прототип на неговия реактор, който да бъде монтиран на кораб.
Реакторите ще бъдат пригодени за различни размери кораби, включително „най-големите, които съществуват“, клас "нюкасъл макс", които могат да превозват 180 000 метрични тона товари. „На един от тях ще заемем около 4-5% от мъртвото тегло и ще превозваме около 4000 метрични тона варовик. Но всъщност няма да използваме всичко това“, казва Адкинс.
Улавяне на въглерод в морето
Преди стартъпът „Калкареа“ да стане готов да инсталира първия си реактор, остават някои инженерни предизвикателства, които трябва да бъдат решени. Например как точно реакторът да бъде монтиран на кораба, както и логистиката на товарене на варовика и създаването на верига за доставка. Това може да се случи бавно, предупреждава Адкинс.
Цената на системата по текущи изчисления възлиза на около 100 долара на тон уловен CO2, което включва и приходите, които корабът губи от освобождаването на място за реактора за сметка на търговския полезен товар. Някои товарни кораби вече имат на борда си подобни
устройства, наречени скрубери
Те са предназначени за улавяне и изхвърляне на серни емисии - вредни за човешкото здраве и околната среда - но не и на CO2. Според Британската пристанищна асоциация, към юни 2023 г. те са инсталирани в около 5% от световния търговски флот, въпреки че проучвания са установили, че отпадъчните води от скруберите могат да бъдат „силно токсични за водните организми“. Реакторите на „Калкареа“ улавят и сяра като част от процеса на отстраняване на CO2.
Съществува и технология за улавяне на въглерод, която е много сходна на тази на „Калкареа“. Британска компания на име Seabound, например, произвежда устройство, което улавя между 25% и 95% от корабните емисии на CO2. То обаче произвежда твърди карбонатни камъчета, които трябва да бъдат разтоварени на пристанище.
Според Даниел Сигман, професор по геоложки и геофизични науки в Принстънския университет, който не работи за „Калкареа“, подходът на компанията има редица предимства пред подобни стратегии, които се прилагат в момента. Първо, това е ускоряване на естествен процес, който така или иначе се случва. Второ, тъй като реакцията протича в конструиран реактор на кораба и не изразходва напълно CO2, тя няма да повиши нивата на киселинност на океана и няма да допринесе за проблема с подкиселяването на океана, който вреди на морските организми.
Тъй като основателите на „Калкареа“ са експерти в областта на въглеродния цикъл на океана, добавя той, това ги поставя в добра позиция да избегнат потенциалните
капани на отстраняването на CO2:
„Много други компании, които се занимават с повишаване на алкалността на океана, не разбират въглеродния цикъл във всички съответни мащаби и затова са склонни да прилагат подходи, които са неефективни или дори контрапродуктивни.“
Адкинс вярва, че „Калкареа“ може да помогне на индустрията да се декарбонизира в хода на прехода към по-екологично гориво и че в по-далечно бъдеще реакторите биха могли дори да заемат цялото пространство на специални съдове, предназначени да „заключват“ уловения на сушата CO2 от атмосферата, като алтернатива на съхранението му под земята:
„Смятаме, че корабите всъщност ще могат да се конкурират с подземното съхранение на CO2. Специално построени кораби, които вземат CO2 и варовик в дадено пристанище, излизат в морето и просто прилагат нашата реакция - те ще бъдат единствено машини за ефективно и безопасно съхранение на въглерода в океана като бикарбонат“, обяснява ученият.
