В Нью-Джерси запущена новая установка, предназначенная для извлечения углекислого газа прямо из воздушной среды. Её мощность позволяет ежегодно поглощать до 450 тонн CO2, а также генерировать приблизительно 475 000 галлонов очищенной воды.
Ирина Медведева
Установка для улавливания углерода. Источник: Wikimedia Commons
Данный объект, получивший название «Брайтон», был создан инженерами компании Avnos при финансовом содействии Управления военно-морских исследований США. Он разместился в Бриджуотере и будет использоваться для тестирования методов переработки собранного углерода в экологически чистое авиационное топливо. Кроме того, здесь планируется накапливать данные о работе оборудования, что необходимо для будущего внедрения подобных систем в промышленных масштабах.
Комбинированный подход: очистка воздуха и получение воды
«Брайтон» на сегодняшний день представляет собой самый масштабный действующий объект Avnos. Он расположен в непосредственной близости от научно-технического центра компании.
Эта площадка объединяет исследовательскую деятельность, испытания и доработку продукции на одной территории. Такое расположение даёт возможность Avnos проверить свою гибридную технологию прямого захвата воздуха (HDAC) в реальных рабочих условиях, прежде чем приступить к увеличению мощности системы.
Существует множество способов улавливания CO2, многие из которых требуют подвода тепла или воды из внешних источников. Однако технология, применяемая в Avnos, функционирует иначе: она не только поглощает атмосферный углерод, но и параллельно вырабатывает чистую воду, причём без привлечения дополнительного тепла.
Подобное сочетание характеристик делает разработку востребованной в различных сферах — от обслуживания серверных центров и подземного хранения газов, в частности углерода, до создания топлива с низким уровнем выбросов.
«„Брайтон“ — это наше крупнейшее действующее предприятие, и оно наглядно подтверждает, что мы способны строить инфраструктуру всё более внушительных масштабов», — отмечает Уилл Кейн, основатель и исполнительный директор Avnos.
Он также добавляет: «Здесь мы получаем практический опыт и объективные показатели работы, которые ускорят продвижение технологии на коммерческий рынок и помогут нашим клиентам одновременно решать задачи, связанные с энергоресурсами, водоснабжением и сокращением выбросов».
Углерод как основа для авиационного топлива
Одно из главных направлений работы «Брайтона» — содействие проектам Avnos по превращению CO2, извлечённого из атмосферы, в компонент для производства экологичного авиационного горючего.
Процесс заключается в том, что устройство удаляет углекислый газ, уже присутствующий в воздухе. Далее этот газ можно либо отправить на хранение, либо задействовать как сырьё для выпуска синтетического топлива.
В авиастроении уловленный углерод может смешиваться с другими веществами для получения топлива, которое поможет снизить использование традиционного авиакеросина.
Работы в Брайтоне, проводимые при поддержке Военно-морского научного управления, позволяют Avnos создать более широкую операционную базу для сбора статистики о производительности в ходе подготовки к запуску установок в индустриальном формате.
«Проект „Брайтон“ демонстрирует те инвестиции, которые округ Сомерсет и весь штат Нью-Джерси стремятся привлечь: технологические фирмы возводят реальную инфраструктуру внушительного масштаба», — заявляет Крис Эдвардс, глава и исполнительный директор организации Business Partnership округа Сомерсет.
Он продолжает: «Avnos уже продолжительное время является частью нашего делового сообщества, и мы рады видеть, что этот проект достиг стадии активной эксплуатации».
Ключевой этап – захват CO2 из воздуха
Стоит отметить, что запуск «Брайтона» происходит в переломный момент для всей отрасли прямого захвата воздуха. До сих пор большинство подобных проектов либо оставались на стадии пилотных лабораторных установок, либо требовали огромных энергетических вложений, что делало их экономически нерентабельными.
Уникальность подхода Avnos заключается в том, что он решает сразу две ключевые проблемы современной инфраструктуры — дефицит пресной воды и избыток парниковых газов — без создания дополнительной нагрузки на энергосети. Эта особенность особенно ценна для регионов с засушливым климатом, где традиционные методы улавливания CO2, требующие значительных объемов воды, просто неприменимы.
Техническая сторона процесса заслуживает отдельного внимания. Вместо использования дорогостоящих сорбентов, требующих нагрева для регенерации, система HDAC полагается на естественные химические реакции, происходящие при контакте воздуха с специальными растворителями. Это позволяет не только снизить эксплуатационные расходы, но и сделать установку более автономной.
При этом попутная генерация воды происходит за счет конденсации влаги, которая неизбежно присутствует в атмосфере, — таким образом, каждая тонна уловленного CO2 сопровождается получением примерно тысячи галлонов очищенной жидкости. По оценкам инженеров, такая производительность делает «Брайтон» привлекательным для размещения вблизи крупных дата-центров, где охлаждение серверов требует постоянного водоснабжения.
Следующая ступень: ещё более амбициозный проект
С вводом в строй объекта «Брайтон» компания Avnos не останавливается. Параллельно ведётся разработка проекта «Седар» — новой установки по улавливанию и хранению углерода, на которую выделено финансирование в размере до 17 миллионов долларов.
Предполагается, что в рамках «Седара» будут задействованы четыре модуля для сбора и хранения CO2. Они спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать ускоренное строительство, лёгкое масштабирование и возможность многократного применения. Этот шаг рассматривается как очередная веха на пути Avnos к созданию широкомасштабной инфраструктуры для прямого улавливания воздуха.
Переход от «Брайтона» к проекту «Седар» демонстрирует четкую дорожную карту масштабирования. Если текущая установка работает как демонстрационный полигон, то «Седар» представляет собой уже коммерческий прототип с модульной архитектурой.
Такой подход позволяет инвесторам и заказчикам увидеть реальную экономику процесса, а инженерам — отладить производственные циклы без риска остановки всей системы при поломке одного из узлов. По предварительным расчетам, четыре модуля «Седара» смогут ежегодно удалять из атмосферы до 1800 тонн CO2, что в четыре раза превышает мощность «Брайтона». При этом каждый модуль может работать независимо, что повышает отказоустойчивость и гибкость всей конструкции.
Заинтересованность государства
Кроме того, компания получила поддержку от Министерства энергетики и Министерства обороны США. Эти ведомства содействуют разработке систем HDAC, которые будут применяться для удаления углекислого газа, получения воды и решения других коммерческих задач.
Стратегическое партнерство с Военно-морским управлением США также накладывает определенный отпечаток на развитие проекта. В условиях растущей геополитической напряженности американские военные ведомства активно ищут способы снижения зависимости от импортных топливных ресурсов.
Разработка технологии получения авиационного топлива из атмосферного CO2 напрямую отвечает этим задачам, позволяя создавать замкнутый цикл производства горючего прямо на месте базирования.
Это особенно актуально для удаленных военных объектов, где доставка традиционного керосина сопряжена с логистическими сложностями и рисками. Данный аспект, вероятно, станет ключевым драйвером для дальнейшего финансирования и ускоренного внедрения системы в оборонном секторе.
Кроме того, участие Министерства энергетики и Министерства обороны США в проекте подчеркивает государственный интерес к развитию низкоуглеродных технологий.
Регуляторная поддержка и доступ к федеральным программам субсидирования могут стать решающим фактором для перехода от пилотных испытаний к полноценному промышленному развертыванию. Уже сейчас ведутся переговоры с несколькими крупными энергетическими компаниями о размещении подобных установок на их объектах.
Эксперты сходятся во мнении, что если «Брайтон» и «Седар» оправдают ожидания по производительности и надежности, то к концу десятилетия прямые технологии захвата воздуха смогут занять достойное место в общей структуре мировой климатической политики, дополнив традиционные методы сокращения выбросов.