Climeworks

Climeworks — швейцарская компания, специализирующаяся на разработке и эксплуатации технологий прямого улавливания углекислого газа из атмосферы (Direct Air Capture, DAC). Основана в 2009 году, штаб-квартира расположена в Цюрихе. Climeworks считается одним из мировых лидеров в области коммерциализации DAC-технологий, наряду с канадской компанией Carbon Engineering и американской Global Thermostat.

История

Компания была основана в 2009 году выпускниками Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) Кристофом Гебальдом и Яном Вурцбахером. Изначально проект развивался как стартап при поддержке ETH Zurich и Швейцарского федерального технологического института. В 2014 году Climeworks запустила первый промышленный прототип DAC-установки, способный улавливать до 50 тонн CO₂ в год.

В 2017 году компания открыла первый в мире коммерческий завод по прямому улавливанию CO₂ из воздуха — установку в Хинвиле (Швейцария), производительностью около 900 тонн CO₂ в год. Уловленный газ частично использовался для удобрения тепличных растений, частично — для газификации напитков.

В 2021 году Climeworks ввела в эксплуатацию завод Orca (название от исландского «orka» — энергия) в Исландии, близ города Хедлисхейди. Это первая в мире крупномасштабная установка DAC, способная улавливать до 4000 тонн CO₂ в год. Проект реализован совместно с исландской компанией Carbfix, которая разрабатывает технологию минерализации CO₂ (закачка газа в базальтовые породы для его превращения в карбонатные минералы).

В 2022 году Climeworks объявила о планах строительства завода Mammoth (также в Исландии) мощностью до 36 000 тонн CO₂ в год. Запуск ожидался в 2024–2025 годах. В 2023 году компания привлекла около 650 миллионов долларов США в ходе раунда финансирования, что стало крупнейшим вложением в сектор DAC на тот момент.

Технология

Принцип работы

Технология Climeworks основана на цикле адсорбции-десорбции CO₂ с использованием фильтрующих материалов на основе аминов. Процесс состоит из нескольких этапов:

1. Забор воздуха. Вентиляторы прогоняют атмосферный воздух через модули с фильтрами, содержащими твёрдые сорбенты (обычно пористые полимеры или цеолиты, покрытые аминогруппами). Эти сорбенты химически связывают молекулы CO₂.

1. Насыщение фильтра. После того как фильтр насыщается CO₂ (обычно через 2–4 часа работы), поток воздуха перекрывается.

1. Нагрев и выделение CO₂. Фильтр нагревается до температуры 80–100 °C с помощью электричества или тепла от возобновляемых источников. При нагреве химическая связь CO₂ с сорбентом разрушается, и чистый углекислый газ выделяется в виде концентрированного потока.

1. Сбор CO₂. Выделенный газ собирается, сжимается и может быть либо захоронен (например, путём закачки в геологические формации), либо использован в промышленности (для производства синтетического топлива, удобрений, газированных напитков и т. д.).

Энергопотребление

Основной энергетический затратой является нагрев фильтров. Climeworks использует низкотемпературное тепло (80–100 °C), которое может быть получено от возобновляемых источников (геотермальная энергия, солнечная тепловая энергия) или от электричества. По оценкам компании, для улавливания 1 тонны CO₂ требуется около 2000–2500 кВт·ч тепловой энергии и 400–600 кВт·ч электрической энергии.

Масштабирование

Модульная конструкция установок Climeworks (каждый модуль — контейнер размером с морской контейнер) позволяет наращивать мощность простым добавлением новых модулей. Завод Orca состоит из 8 модулей, Mammoth — из 72 модулей.

Применение уловленного CO₂

Углекислый газ, уловленный Climeworks, может использоваться двумя основными способами:

• Захоронение (секвестрация). В проекте Orca CO₂ закачивается в базальтовые породы Исландии, где вступает в реакцию с минералами и превращается в твёрдые карбонаты (карбонизация). Этот метод считается постоянным хранением, так как CO₂ не возвращается в атмосферу. Технология разработана компанией Carbfix.

• Промышленное использование. Часть CO₂ продаётся тепличным хозяйствам (для ускорения фотосинтеза) и производителям газированных напитков. Однако такой CO₂ в конечном счёте возвращается в атмосферу, поэтому не считается «отрицательной эмиссией».

Критика и ограничения

Эффективность и стоимость

Основной критикой DAC-технологий, включая Climeworks, является высокая стоимость улавливания CO₂. По оценкам на 2023 год, себестоимость улавливания 1 тонны CO₂ на заводе Orca составляла от 600 до 1000 долларов США (при целевом показателе компании — 100–200 долларов к 2030 году). Для сравнения, стоимость посадки лесов или восстановления торфяников может составлять 10–50 долларов за тонну CO₂. Критики утверждают, что DAC является дорогим и энергоёмким способом борьбы с изменением климата, который отвлекает ресурсы от более эффективных мер (снижение выбросов, возобновляемая энергетика).

Энергетический баланс

Для работы DAC-установок требуется значительное количество энергии. Если эта энергия производится из ископаемых источников, то выбросы от её производства могут частично или полностью нивелировать эффект улавливания. Climeworks заявляет, что использует только возобновляемую энергию (геотермальную в Исландии), но критики отмечают, что в глобальном масштабе обеспечить DAC-установки «зелёной» энергией в достаточном объёме пока невозможно.

Масштабируемость

Для достижения значимого климатического эффекта (улавливание миллиардов тонн CO₂ в год) потребуется строительство десятков тысяч заводов, аналогичных Orca. Это требует колоссальных инвестиций, ресурсов (земля, строительные материалы) и инфраструктуры. На 2024 год суммарная мощность всех DAC-установок в мире (включая проекты других компаний) составляла менее 0,01% от глобальных выбросов CO₂ (около 40 миллиардов тонн в год).

Этические аспекты

Некоторые экологические организации (например, Friends of the Earth) критикуют DAC за то, что она может восприниматься как «технологическое решение», позволяющее продолжать использование ископаемого топлива без сокращения выбросов. Они настаивают на том, что приоритетом должно быть снижение выбросов, а не их последующее улавливание.

Значение и перспективы

Несмотря на критику, технологии прямого улавливания CO₂, включая разработки Climeworks, рассматриваются Международным энергетическим агентством (МЭА) и Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК) как один из инструментов для достижения целей Парижского соглашения (ограничение глобального потепления 1,5–2 °C). DAC считается единственной технологией, способной удалять из атмосферы CO₂, уже накопленный за предыдущие десятилетия (так называемые «исторические выбросы»).

Компания Climeworks активно привлекает инвестиции от крупных корпораций (Microsoft, Audi, Swiss Re, Shopify), которые покупают «кредиты на удаление CO₂» (carbon removal credits) для компенсации собственных выбросов. В 2024 году Climeworks объявила о планах строительства заводов в Норвегии, США и на Ближнем Востоке, а также о разработке технологии улавливания CO₂ с использованием солнечной тепловой энергии.

Источники

• Climeworks AG. Официальный сайт компании (climeworks.com).
• Международное энергетическое агентство (IEA). «Direct Air Capture: A Key Technology for Net Zero» (2022).
• Межправительственная группа экспертов по изменению климата (IPCC). «Sixth Assessment Report» (2023).
• Carbfix. «Mineral Storage of CO₂ in Basalt» (carbfix.com).
• National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. «Negative Emissions Technologies and Reliable Sequestration» (2019).
• Статья «The Cost of Direct Air Capture» в журнале Joule (2021).
• Отчёт компании Climeworks о финансировании (2023).