Global Thermostat

Global Thermostat — это американская компания, основанная в 2006 году, специализирующаяся на разработке и внедрении технологий прямого улавливания углекислого газа из атмосферы (DAC — Direct Air Capture). Компания позиционирует себя как один из ведущих игроков в области климатических технологий, стремящихся к коммерциализации процессов удаления парниковых газов для борьбы с глобальным потеплением.

История

Компания была основана в 2006 году в Нью-Йорке предпринимателем и изобретателем Эдгаром Бронфманом-младшим (Edgar Bronfman Jr.) и учёным Питером Айзенбергером (Peter Eisenberger). Первоначальная концепция технологии была разработана в Колумбийском университете, где Айзенбергер занимался исследованиями в области материаловедения и химической инженерии. Основная идея заключалась в создании пористого сорбента на основе аминов, способного селективно связывать молекулы CO₂ из воздуха при нормальных условиях, а затем выделять его при нагревании до относительно низких температур (85–100 °C).

В 2010 году компания построила свою первую пилотную установку в Сан-Франциско, Калифорния, мощностью около 1 тонны CO₂ в год. В 2014 году была запущена более крупная демонстрационная установка в Хантсвилле (Алабама), способная улавливать до 50 тонн CO₂ в год. В 2018 году Global Thermostat объявила о партнёрстве с ExxonMobil для тестирования технологии на нефтеперерабатывающих заводах, однако в 2021 году сотрудничество было прекращено.

В 2020-х годах компания столкнулась с финансовыми трудностями и реструктуризацией. В 2022 году было объявлено о слиянии с инвестиционной компанией Rice Acquisition Corp. с целью выхода на фондовую биржу, однако сделка не состоялась. В 2023 году Global Thermostat привлекла дополнительное финансирование от частных инвесторов, включая фонды, ориентированные на климатические технологии.

Технология

Принцип действия

Технология Global Thermostat основана на использовании твёрдых сорбентов — пористых материалов, пропитанных аминами (органическими производными аммиака). Процесс улавливания CO₂ включает три основных этапа:

1. Адсорбция: Воздух продувается через модули с сорбентом при температуре окружающей среды (20–30 °C). Амины химически связывают молекулы CO₂, образуя карбаматы.
2. Нагрев: После насыщения сорбента модуль нагревается до 85–100 °C. При этой температуре химическая связь разрушается, и CO₂ выделяется в виде концентрированного газа.
3. Регенерация: Очищенный сорбент охлаждается и возвращается в цикл. Выделенный CO₂ может быть либо захоронен (CCS — Carbon Capture and Storage), либо использован в промышленности (CCU — Carbon Capture and Utilization).

Отличительные особенности

• Низкая температура регенерации: В отличие от многих других DAC-технологий, требующих нагрева до 400–900 °C, Global Thermostat использует тепло низкого потенциала, что снижает энергозатраты.
• Модульная конструкция: Установки состоят из стандартизированных модулей, которые могут масштабироваться путём добавления новых блоков.
• Использование отходящего тепла: Компания предлагает интегрировать свои установки с промышленными предприятиями, где имеются источники низкопотенциального тепла (например, ТЭЦ, цементные заводы).

Энергопотребление

По заявлениям компании, энергозатраты на улавливание одной тонны CO₂ составляют около 1,5–2,0 МВт·ч тепловой энергии и 0,3–0,5 МВт·ч электроэнергии. Это значительно ниже, чем у конкурентов (например, у компании Climeworks — около 2,5–3,0 МВт·ч тепла и 0,5–0,7 МВт·ч электроэнергии на тонну). Однако точные данные независимо не подтверждены.

Проекты и пилотные установки

Демонстрационные объекты

• Пилотная установка в Сан-Франциско (2010–2014): Масштаб 1:1000, производительность 1 тонна CO₂/год. Использовалась для отработки технологии.
• Установка в Хантсвилле (2014–2020): Производительность 50 тонн CO₂/год. Работала на базе исследовательского центра Southern Research.
• Партнёрство с ExxonMobil (2018–2021): Тестирование технологии на нефтеперерабатывающем заводе в Бомонте (Техас). Цель — оценка возможности интеграции с промышленными процессами.

Планируемые проекты

В 2022 году Global Thermostat объявила о планах строительства коммерческой установки мощностью 500 тонн CO₂ в год в Колорадо (США) в партнёрстве с местной энергетической компанией. Однако сроки реализации проекта неоднократно переносились. В 2024 году компания заявила о намерении построить завод мощностью 10 000 тонн CO₂ в год к 2027 году, но конкретные контракты и финансирование пока не раскрыты.

Рынок и конкуренция

Global Thermostat работает на рынке прямого улавливания воздуха, который, по оценкам Международного энергетического агентства (МЭА), к 2030 году может достичь объёма 50–100 млн тонн CO₂ в год. Основные конкуренты компании:

• Climeworks (Швейцария) — крупнейший игрок, эксплуатирующий установку Orca мощностью 4 000 тонн CO₂/год в Исландии.
• Carbon Engineering (Канада) — разрабатывает технологию с использованием жидких растворителей (гидроксида калия). В 2023 году компания была приобретена Occidental Petroleum.
• Heirloom Carbon (США) — использует природные минералы (известняк) для улавливания CO₂.

По состоянию на 2024 год Global Thermostat не имеет действующих коммерческих установок, что ставит её в позицию догоняющего по сравнению с Climeworks и Carbon Engineering.

Критика и ограничения

Технология Global Thermostat подвергается критике по нескольким направлениям:

• Масштабируемость: На сегодняшний день компания не продемонстрировала работу установок производительностью более 50 тонн CO₂/год. Переход к коммерческим масштабам (тысячи тонн) остаётся под вопросом.
• Экономическая эффективность: По оценкам экспертов, стоимость улавливания одной тонны CO₂ с помощью технологии Global Thermostat может составлять от 250 до 600 долларов США, что выше целевого показателя в 100 долларов, необходимого для массового внедрения.
• Долговечность сорбентов: Аминовые сорбенты со временем деградируют под воздействием кислорода и примесей в воздухе (например, оксидов серы и азота). Компания заявляет о сроке службы сорбента в 3–5 лет, но независимые испытания не проводились.
• Энергетический баланс: Для нагрева воздуха до 100 °C требуется значительное количество тепла. Если это тепло получать от сжигания природного газа, то выбросы CO₂ от процесса могут частично нивелировать пользу от улавливания.

Перспективы

Несмотря на критику, технология Global Thermostat рассматривается как один из перспективных подходов к удалению CO₂ из атмосферы. В 2023 году компания получила грант от Министерства энергетики США в размере 12 миллионов долларов на разработку более эффективных сорбентов. Кроме того, в 2024 году было объявлено о партнёрстве с японской корпорацией Mitsubishi Heavy Industries для совместного изучения возможности интеграции технологии с системами улавливания CO₂ на электростанциях.

Успех Global Thermostat будет зависеть от способности компании продемонстрировать надёжную работу коммерческой установки и снизить стоимость улавливания до уровня, приемлемого для рынка углеродных кредитов и промышленного использования.

Источники

• Международное энергетическое агентство (МЭА). «Direct Air Capture: A Key Technology for Net Zero». 2023.
• Отчёт Министерства энергетики США. «Carbon Dioxide Removal: Technology Assessment». 2022.
• Научная статья: Eisenberger, P., et al. «The Global Thermostat: A Low-Cost Direct Air Capture Technology». Energy & Environmental Science, 2018.
• Публичные отчёты компании Global Thermostat за 2019–2023 годы.
• Аналитический обзор BloombergNEF. «Direct Air Capture: Market Outlook and Costs». 2024.