Недавно подписанный президентом Байденом Закон о снижении инфляции (Inflation Reduction Act) направляет десятки миллиардов долларов на проекты, предназначенные для улавливания углекислого газа, который в противном случае попал бы в атмосферу с электростанций и промышленных предприятий. Этот раздел вызывающего споры пакета мер по климату становится одним из самых обсуждаемых.
Критики утверждают, что налоговые льготы, предусмотренные для так называемого улавливания и хранения углерода (CCS), — это прямой подарок для индустрии ископаемого топлива. Они опасаются, что субсидии позволят энергетическому сектору продолжать добычу нефти и газа в тот момент, когда мир должен как можно скорее перейти на солнечную, ветровую и другие чистые источники электроэнергии. Они заявляют, что это отвлечение ресурсов от действительно чистых решений.
Однако в ожесточенных дебатах о технологии улавливания углерода часто упускается из виду, что она может сыграть решающую роль в ускорении сокращения выбросов во множестве отраслей. Это включает очистку тяжело загрязняющих секторов, таких как производство цемента, стали и удобрений. Эти меры также могут поддержать развитие низкоэмиссионного топлива и так называемой биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода (BECCS), на которую в значительной степени опираются модели МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата) при разработке осуществимых сценариев, предотвращающих потепление планеты более чем на 2 ˚C выше доиндустриального уровня.
По словам Паулины Харамильо, профессора инженерии и государственной политики в Университете Карнеги-Меллона, субсидии должны стимулировать развитие трубопроводов для углекислого газа и хранилищ, которые понадобятся для транспортировки и надежного захоронения растущих объемов CO2 в ближайшие десятилетия.
Это будет иметь решающее значение для снижения стоимости других усилий по улавливанию углерода, делая очистку более широкого спектра продуктов более доступной. Это также даст мощный толчок растущим усилиям по извлечению парникового газа из атмосферы в огромных масштабах — технология, которая, согласно растущему числу исследований, также будет необходима для удержания глобального потепления в узде. (Этот тип технологии, известный как удаление углерода, отличается от улавливания выбросов до их выхода из электростанции или завода.)
Проект Repeat Project, базирующийся в Принстоне и моделирующий влияние климатической политики, оценивает, что к 2030 году пакет стимулирует около 28 миллиардов долларов ежегодных капиталовложений в проекты по транспортировке и хранению CO2, а также на электростанции с оборудованием для улавливания углерода. К этому моменту американские объекты будут улавливать и захоранивать около 200 миллионов метрических тонн углекислого газа в год, что в 13 раз больше, чем ожидалось только при принятии инфраструктурного законопроекта, принятого в прошлом году. По данным анализа, объем уловленного углерода более чем удвоится к 2035 году. (Для сравнения: общие выбросы парниковых газов в стране в 2021 году составили около 5,6 миллиарда тонн.)
«Закон о снижении инфляции создает возможность для США правильно реализовать [улавливание и хранение углерода]», — говорит Хулио Фридманн, главный научный сотрудник Carbon Direct, фирмы, занимающейся исследованиями, инвестициями и консалтингом в области удаления углерода. «Он предоставляет возможности для сокращения загрязнения в сообществах, для роста и тестирования технологий, для создания чистых рабочих мест и для глобальной конкурентоспособности в торговле и технологиях».
Детали
Закон о снижении инфляции включает сотни миллиардов долларов в виде грантов, кредитов, государственных закупок и налоговых кредитов, предназначенных для стимулирования исследований и разработок, проектов в области возобновляемой энергетики, продаж электромобилей, развития сектора производства чистой энергии и многого другого. Кроме того, он может ускорить развитие улавливания и хранения углерода несколькими способами.
Наиболее примечательно, что он увеличивает так называемые налоговые кредиты 45Q для проектов, которые улавливают, удаляют и хранят углерод. Благодаря этим более крупным субсидиям компании в определенных секторах смогут выйти на безубыточность или даже получить прибыль от установки необходимого оборудования и управления образующимся углеродом.
В частности, кредит увеличивается с 50 до 85 долларов за метрическую тонну для промышленных предприятий и электростанций, которые постоянно захоранивают углекислый газ в глубоких подземных геологических резервуарах, согласно анализу юридической фирмы Gibson Dunn. Он также повышает этот кредит с 50 до 180 долларов для объектов, которые извлекают углекислый газ непосредственно из воздуха и постоянно его хранят — процесс, известный как прямое улавливание из воздуха (DAC).
Кроме того, закон увеличивает субсидии для предприятий, которые закачивают уловленный CO2 в скважины для добычи дополнительной нефти и газа — спорная практика, известная как увеличение нефтеотдачи (EOR). Эти показатели теперь составляют 60 долларов для промышленных предприятий и 130 долларов для установок прямого улавливания из воздуха.
Закон также упрощает проектам получение финансирования и квалификацию для получения субсидии, снижая минимальный объем углекислого газа, который должен быть уловлен в год, и продлевая срок начала новых проектов примерно на шесть лет. Наблюдатели отмечают, что дополнительные изменения упрощают разработчикам получение средств за налоговые кредиты, что должно значительно облегчить финансирование и строительство проектов.
Наконец, предусмотрены субсидии, поддерживающие производство чистых форм водорода — топлива и сырья для других продуктов. Процессы производства водорода, начинающиеся с природного газа, сельскохозяйственных культур и других растительных материалов, могут претендовать на субсидии, при условии, что значительная доля выбросов улавливается на этом пути.
Все эти повышенные субсидии дополняют примерно 12 миллиардов долларов федеральной поддержки проектов по удалению, улавливанию и хранению углерода, а также трубопроводов и хранилищ, предусмотренных в ранее принятом инфраструктурном законопроекте.
«Ложные решения»
Основная обеспокоенность по поводу улавливания углерода заключается в риске продления срока службы электростанций, работающих на угле или газе, стимулировании строительства новых и замедлении развития чистых источников энергии.
Критики особенно обеспокоены налоговыми льготами на повышение нефтеотдачи, которое на сегодняшний день является способом применения углекислого газа в большинстве проектов улавливания в США. Технически, когда газ закачивается в скважины, он должен оставаться запертым, если скважины должным образом заглушены. Если это произойдет, возможно, хотя и не гарантировано, что получаемое топливо будет как минимум углеродно-нейтральным. Это означает, что в итоге они не будут выбрасывать больше CO2, чем было сохранено в процессе их добычи.
Но многие утверждают, что правительство не должно субсидировать или продлевать социальное разрешение на дальнейшую добычу ископаемого топлива на данном этапе. Даже некоторые сторонники улавливания и удаления углерода опасаются, что эта практика подрывает общественное восприятие этих областей. Существуют также обоснованные опасения, что нефтегазовые компании найдут способы манипулировать этими кредитами, получая деньги за проекты, которые улавливают или надежно хранят меньше CO2, чем заявлено.
«Нам нужно прекратить субсидировать добычу нефти и производство углекислого газа под видом борьбы с изменением климата и прекратить тратить миллиарды государственных денег на «слонов-белоручек», — утверждали недавно Чарльз Харви, профессор экологической инженерии в MIT, и Курт Хаус, генеральный директор KoBold Metals, в статье для New York Times. «Чистая энергия от улавливания и хранения углерода умерла с успехом возобновляемых источников энергии; пора хоронить эту технологию глубоко под землей».
Улавливание углерода также не гарантирует, что электростанции, нефтеперерабатывающие заводы и фабрики не выбрасывают другие вредные загрязнители, включая токсичные металлы и твердые частицы. Эта энергетическая инфраструктура исторически располагалась преимущественно рядом с неблагополучными районами.
«К сожалению, корпоративные расходы также принесли значительные уступки в Законе о снижении инфляции, включая обязательные лизинги на ископаемое топливо в Мексиканском заливе и на Аляске, а также ложные решения вроде улавливания углерода, которые непропорционально навредят чернокожим, смуглым и коренным общинам», — заявила в пресс-релизе на этой неделе Сульма Ариас, исполнительный директор People’s Action, сети низовых организаций. «Мы удвоим усилия по организации, чтобы добиться большего и лучшего представительства, которое не поставит наши сообщества в такую ситуацию в будущем, и будем противостоять этой разрушительной сделке».
Тем не менее, существует множество областей экономики, где у нас пока нет доступных, масштабируемых способов устранения выбросов, вызывающих изменение климата. По мнению других экспертов, улавливание углерода и поддерживающие его налоговые льготы могут сильно помочь в этих областях. В частности, производство стали, цемента, удобрений и других химикатов часто требует большого количества тепла, которое обычно обеспечивается печами, работающими на ископаемом топливе. Кроме того, химические реакции в производственных процессах часто приводят к выделению углекислого газа.
Компании исследуют различные технологические подходы для очистки этих секторов посредством использования электропечей, чистых форм водорода и — как в случае со стартапами MIT в области стали и цемента Boston Metal и Sublime Systems — альтернативных электрохимических методов.
Но улавливание углерода может оказаться одним из наиболее эффективных и доступных долгосрочных подходов в некоторых случаях — и, безусловно, это будет один из самых быстрых способов сокращения выбросов от огромного существующего парка предприятий, которые уже производят эту продукцию, как отмечает Фридманн из Carbon Direct. В конце концов, ни одна компания не спешит закрывать и заменять чрезвычайно дорогие объекты до истечения их экономического срока службы.
Стимулирование BECCS
Стимулы также могут ускорить развитие различных типов биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода (BECCS). Этот термин охватывает различные способы использования сельскохозяйственных культур, обрезков деревьев или растительного материала, собранного в лесах, для производства электроэнергии или топлива с последующим улавливанием и постоянным хранением образующихся выбросов.
Модели в последнем отчете МГЭИК полагаются на BECCS для поглощения более 300 миллиардов тонн углекислого газа в период с 2020 по 2100 год в качестве средней оценки.
Однако эта технология едва начала развиваться: по данным отчета, опубликованного Energy Futures Initiative в январе, в мире насчитывается менее двух десятков проектов, большинство из которых находятся на ранних стадиях. Концепция сталкивается с рядом проблем. Например, объекты относительно дороги, а процесс требует земли и урожая, которые иначе могли бы использоваться для производства продовольствия.
Но налоговые кредиты на улавливание и хранение углерода могут помочь сделать такие проекты прибыльными, как и стимулы для чистого водорода в определенных случаях. Mote Hydrogen из Лос-Анджелеса планирует построить завод в Центральной долине Калифорнии, который будет использовать сельскохозяйственные отходы для производства чистой формы водорода, который затем может использоваться для заправки грузовиков или автобусов. Стартап рассчитывает на существующие государственные субсидии за производство низкоуглеродного топлива, чтобы сделать свои проекты финансово жизнеспособными.
Мак Кеннеди, генеральный директор компании, заявляет, что в настоящее время они оценивают, что могут значить для бизнеса различные сложные положения федерального закона, включая средства на управление лесами. Но уже сейчас ясно, что субсидии могут сделать возможным расширение их планов за пределы Калифорнии.
«Теперь мы можем находиться где угодно в Соединенных Штатах», — говорит он. «Это действительно открывает карту для нас».
«Огромный толчок»
Сегодня в США работает всего около дюжины коммерческих установок по улавливанию и хранению углерода, включая заводы по производству этанола, удобрений и переработке природного газа для трубопроводов, согласно базе данных, поддерживаемой Глобальным институтом CCS. Но многие другие, включая газовые электростанции и цементные заводы, находятся на стадии планирования по всей стране.
Различные факторы будут определять, какие проекты немедленно воспользуются субсидиями для установки оборудования для улавливания углерода, начиная с того, покроет ли повышение налогового кредита до 85 долларов за тонну хотя бы затраты.
Эти затраты сильно варьируются для разных процессов, в зависимости от того, насколько разбавлен или концентрирован углекислый газ, и от других факторов. Улавливание углерода обходится в 12–30 долларов за тонну для этанольных установок, 15–21 доллар для аммиака, 36–57 долларов для водорода, 54–63 доллара для природного газа, 55–64 доллара для стали и 40–75 долларов для цемента, согласно данным Clean Air Task Force, Great Plains Institute и Университета Вайоминга. Дополнительные затраты на транспортировку и хранение могут составлять от 3 до 40 долларов за тонну в зависимости от региона и других переменных.
Как правило, типы объектов, где улавливание углерода дешевле, с большей вероятностью начнут использовать кредиты в первую очередь. К ним могут относиться этанольные установки, производящие топливные присадки из кукурузы (что может быть формой BECCS при наличии улавливания и хранения углерода), или заводы по производству аммиака, производящие важнейший компонент удобрений, говорит Джон Томпсон, директор отдела технологий и рынков в Clean Air Task Force.
How important are the 45Q enhancements for industry and emissions reductions?
Make or break
from @Marc_Jaruzel @MattBBright @cleanaircatf https://t.co/wDYjTKiqWE pic.twitter.com/vHz0T5MoiH
— Jack Andreasen (@AndreasenJack) July 28, 2022
Заводы, такие как цементные и сталелитейные, все еще могут получить выгоду в географических районах, где уже имеется много геологических хранилищ и трубопроводов, например, в некоторых частях Техаса и Луизианы, говорит он. Но по мере того, как налоговые субсидии будут стимулировать развитие этой инфраструктуры, а предприятия получат опыт и снизят затраты, улавливание и хранение углерода должно становиться все более доступным в большем количестве регионов и отраслей.
«Это огромный толчок», — считает Томпсон. «Это первый раз, когда Конгресс принял политику, которая действительно создаст отрасль улавливания и хранения углерода в масштабе». Он полагает, что к началу 2030-х годов могут появиться «сотни проектов».
Глубокая декарбонизация
Проект Repeat Project предполагает, что к 2030 году энергетический сектор США сможет улавливать около 90 миллионов тонн углекислого газа ежегодно, в основном за счет существующих газовых и, возможно, угольных электростанций. (В прошлом году они произвели около 1,5 миллиарда тонн выбросов.)
Продление любых субсидий, помогающих производителям ископаемого топлива и электростанциям, вполне неприятно для многих в климатическом сообществе, учитывая роль отрасли в распространении климатической дезинформации, нападках на ученых и отказе решать проблемы загрязнения и связанных с ним последствий для здоровья.
Тем не менее, с прагматической точки зрения, ориентированной на сокращение выбросов, улавливание и хранение углерода все еще может играть несколько важных ролей в производстве электроэнергии.
Для начала, как и в случае с тяжелой промышленностью, это может быть более экономически и политически целесообразным способом устранения выбросов с некоторых существующих электростанций уже сегодня, говорит Фридманн. Здесь снова, владельцы вряд ли закроют станции, которые могут продолжать работать прибыльно десятилетиями, по крайней мере, если их не вынудят дополнительные государственные или федеральные меры. И местные жители с политиками часто не захотят терять связанные с этим рабочие места.
(Закон о снижении инфляции, ориентированный на стимулы, не включает мандатов на сокращение выбросов или цен на углерод, которые во многом оказались политически неосуществимыми в США. Он включает сбор за утечки метана.)
Улавливание углерода также может сыграть роль в так называемой «глубокой декарбонизации» энергетического сектора. Солнечные панели и ветряные турбины могут обеспечивать значительную долю электроэнергии в сети по ценам, конкурентоспособным с ископаемым топливом. Но исследования постоянно показывают, что полагаться на эти источники сверх определенных порогов становится все сложнее и невероятно дорого, поскольку выработка сильно колеблется в течение дня и года.
Фактически, модели показывают, что общие системные затраты резко возрастают по мере приближения возобновляемых источников к обеспечению 100% электроэнергии в сетях, поскольку регионам приходится строить огромные банки аккумуляторов или другие формы систем накопления энергии, которые могут поддерживать всю электроэнергетическую систему в рабочем состоянии, когда солнечные и ветровые источники ослабевают. Кроме того, регионам потребуется строить гораздо больше ветряных и солнечных ферм, только чтобы зарядить эти батареи в часы пиковой генерации. Эти объекты будут избыточными и недоиспользованными в течение большей части остального года.
Поддержание в работе всего нескольких газовых электростанций с системами улавливания углерода может резко снизить эти системные затраты в региональных сетях, продолжая при этом сокращать климатические выбросы.
Конечно, существуют и другие, возможно, лучшие способы решения этой проблемы, но многие из них также непопулярны в политическом плане. Мы могли бы построить больше ядерных или геотермальных станций, которые обеспечивают постоянный источник низкоуглеродной электроэнергии. Мы можем развивать высоковольтные линии электропередачи, которые позволяют обмениваться возобновляемыми источниками на гораздо больших территориях. И мы можем надеяться, что стартапы совершат прорывы в области хранения энергии, которые позволят экономично поддерживать свет включенным неделями при очень низких затратах.
Но основной аргумент в пользу улавливания углерода в энергетическом секторе заключается в том, что мы не должны ограничивать варианты, пока не станет ясно, какие решения окажутся наиболее доступными и эффективными в различных энергосистемах.
«У нас большая, разнообразная страна с различной региональной доступностью ресурсов, моделями развития, социальными приоритетами… и маловероятно, что один чистый стабильный ресурс подойдет везде», — сказал Джесси Дженкинс, доцент Принстона и главный исследователь проекта Repeat Project, в электронном письме. «Что-то должно работать в каждой части страны, иначе мы не достигнем цели 100% безуглеродной электроэнергии. Поэтому улавливание CO2 может стать решением в одних частях страны, но не в других».
Та же стратегия «распределения ставок» применима и к другим секторам. Если центральная цель климатических мер — максимально быстро и полно сократить угрозы — а это должно быть так — мы не можем отбрасывать инструмент, который может предотвратить попадание в атмосферу как минимум сотен миллионов тонн климатических выбросов каждый год.
Обновление: Эта статья была дополнена, чтобы предоставить диапазон затрат на улавливание, хранение и транспортировку углерода по секторам, а не только максимальные значения.
