Финские ученые нашли новую роль для углекислого газа

Ученые получили еду из воздуха

В будущем у каждого на кухне может появиться биореактор для производства белка из углекислого газа

03.08.2017 в 17:18, просмотров: 9922

Манну небесную, а точнее еду из воздуха, получили на днях в одной из лабораторий Технологического университета Лаппеэнранта финские ученые. Для этого им понадобился особый биореактор и микробы, которым ученые «поручили» один из этапов переработки воздуха в органические соединения. Финны обещают в ближайшем будущем поставить такие реакторы всем голодающим народам мира. А в нашем Федеральном исследовательском центре питания, биотехнологии и безопасности пищи вспоминают, что во времена СССР наша страна владела подобной технологией.

-Все, что нужно для производства белковой еды, есть в воздухе, – говорит один из авторов финской разработки Юха-Пекка Питканен. – Это вода и углекислый газ. При желании разработанный нами биореактор может установить в каждом доме и использовать по необходимости.

Главным помощниками ученые выбрали особый вид микроорганизмов, благодаря которым не пришлось создавать сложнейшие приборы, превращающие воздух в органику. Бактерии, для которых СО2 является главной пищей, все делают сами: поглощают углекислый газ, кислород, воду из воздуха и преобразуют все это в белки и сахара.

Когда микробная масса достигает определенных размеров, ученые подают в реактор электрический разряд, отчего бактерии погибают, разлагаясь на белковые и углеводные молекулы. Получившуюся массу высушивают и получают гранулы, богатые полезными веществами. Пока эффективность финской лаборатории не высока, – один грамм белка она производит на протяжении двух недель. Но ученые усиленно работают над ускорением процесса, чтобы довести производительность биореактора до нескольких килограммов белковой пищи из воздуха в день.

– Я бы хотел добавить, что для размножения микроорганизмов ко всему вышеперечисленному нужен азот, – говорит заместитель директора ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи Александр Батурин. – Его также много в воздухе. Идея получения белка «из воздуха», безусловно, интересная, но не совсем новая. Сейчас, к сожалению, все забыли, что в СССР была очень хорошо развита система промышленной биотехнологии (сейчас она полностью развалена), которая обеспечивала кормовым белком все сельское хозяйство в достаточных количествах. В частности в 60-е годы именно советские ученые первыми нашли микроорганизмы, которые оказались способны использовать для синтеза белка отходы нефтяного производства — тяжелые фракции нефти. Был создан биореактор, в котором при определенной температуре микробы размножались, используя в качестве субстрата нефтяные отходы. Также можно сделать нормальный белок из любого субстрата, надо только найти нужных микробов, способных его перерабатывать. Финны нашли организмы, способные перерабатывать СО2.

Первым делом сотрудники университета Лаппеэнранта намерены обеспечивать белком воздушно-микробного происхождения сельскохозяйственных животных, а уж потом подумать над обеспечением таким продуктом питания людей.

– Белок — это источник аминокислот, а уж какого он происхождения — животного, растительного или микробного, – это не очень принципиально, – поясняет директор ФИЦ вирусологии и микробиологии Денис Колбасов. – Здесь главный вопрос — это вопрос безопасности: если микроб, вырабатывающий белок, не размножается в человеческом организме, его продукт вполне можно использовать в качестве заменителя животного белка. Я считаю, что появление биореакторов по выработке белка микробиологического происхождения — это очень хорошая идея, и нашему Минсельхозу пора задуматься над тем, что когда эта идея станет реальностью, вся наша жизнь в корне поменяется. Если вы у себя поставите такой, я поставлю, – уж в магазины мы точно будем ходить пореже.

– Но и философия питания может поменяться?

– Употребление такого белка больше будет напоминать спортивное питание, — никто же не задумывается, из чего состоит порошковый протеин, просто принимают его, как продукт богатый белком.

– Производство такого белка будет дешевле, чем животного?

– Все будет зависеть от способа производства и стоимости оборудования. Это как с биткоинами — они вроде как из воздуха, но на них электричества надо столько, что возможно дешевле мыть золото. К примеру, установите реактор дома. Сколько он будет стоить сам по себе? А сколько будут стоить культуры микроорганизмов, которые вы в него будете закладывать? Скорей всего, это будет напоминать систему продажи закваски для йогуртов, которая давно коммерциализирована и стоит денег.

Заголовок в газете: Еда воздушного происхождения
Опубликован в газете “Московский комсомолец” №27462 от 7 августа 2017 Тэги: Биотехнологии

Ученые нашли новый способ получения пригодного для дыхания кислорода на Марсе

Марсианскую атмосферу сложно назвать дружелюбной: давление в 170 раз меньше, чем на Земле, и состоит она на 95% из углекислого газа. Кислорода в ней всего 0.15%, так что без защитных средств выжить на Марсе человеку невозможно. Поэтому в будущих марсианских миссиях кислород придется везти с Земли, что не эффективно, так что одной из первоочередных задач является получение этого газа прямо на Марсе, при этом, желательно, с наименьшей тратой ресурсов. И ученые нашли новый способ, который будущие колонисты могут использовать для генерации своего собственного кислорода.

Исследовательская группа обнаружила эту новую реакцию генерации кислорода, изучая кометы. Большинство этих маленьких ледяных миров происходят из далекой области Солнечной системы, известной как Облако Оорта, находящейся далеко за пределами орбиты Нептуна — последней планеты нашей звездной системы. Когда кометы, двигаясь по орбите, приближаются к Солнцу, его тепло заставляет лед испаряться (сублимировать). Эта реакция производит длинные кометные хвосты, которые могут простираться на тысячи километров, и, в некоторых случаях, быть заметными с Земли даже невооруженным глазом.

Группа исследователей из Калифорнийского технологического института (КТИ) в Пасадене нашла новое объяснение тому, как кометы генерируют молекулярный кислород, то есть два атома кислорода, которые объединяются вместе и находятся в таком виде в привычном нам воздухе.

Один из уже известных методов — через кинетическую энергию. Сублимирующая комета — это занятая среда, где солнечный ветер (постоянный поток частиц, исходящих от Солнца) может сильно ускорять молекулы воды на ее поверхности. И если на поверхности есть кислородсодержащие соединения, разогнанные молекулы воды могут отрывать от них атомы кислорода и производить молекулярный кислород.


Комета Галлея 8 марта 1986 года.

Исследователи обнаружили, что молекулярный кислород также может быть получен в результате реакций с углекислым газом: он содержит один атом углерода и два атома кислорода. Бывший сотрудник докторантуры КТИ Юньси Яо и нынешний профессор химической инженерии Константинос Гиапис смоделировали эту реакцию, направив разогнанные молекулы двуокиси углерода на золотую фольгу. Поскольку золотая фольга не может быть окислена, сама по себе она не должна производить молекулярный кислород. Но когда углекислый газ проникает в фольгу с высокой скоростью, на поверхности золота начинает образовываться молекулярный кислород.

«Это означает, что оба атома кислорода происходят из одной и той же молекулы CO2 при ее эффективном расщеплении таким необычным образом», — говорится в заявлении представителей Калифорнийского технологического института. Чтобы лучше понять, как углекислый газ может разлагаться на молекулярный кислород, профессор химии КТИ Том Миллер и его научный сотрудник Филипп Шушков создали компьютерную симуляцию.

Исследователи утверждают, что одной из проблем при моделировании реакции является то, что реагирующие молекулы очень сильно возбуждены, то есть они колеблются и вращаются сложным образом. «В общем, возбужденные молекулы часто могут привести к необычной химии, поэтому мы решили начать именно с этого», — говорится в заявлении Миллера. «Но, к нашему удивлению, возбужденное состояние не создавало молекулярный кислород. Вместо этого молекула распадалась на другие продукты». Но вскоре ученые поняли, в чем дело — для производства молекулярного кислорода требуются необычные «изогнутые» молекулы углекислого газа с нетипичный геометрией. Правда, есть одна проблема — в естественной среде они встречаются достаточно редко.

Для существенного разгона молекул углекислого газа в своем эксперименте по столкновению CO2 с золотой фольгой Яо и Гиапис использовали электрическое поле. Тем не менее, они утверждают, что реакция может происходить и при меньших скоростях, что может объяснить, почему в марсианской атмосфере присутствует некоторое количество кислорода.


Продукты столкновения углекислого газа с золотой фольгой включают в себя и необходимый для дыхания молекулярный кислород.

«Вы можете бросить камень с достаточной скоростью в емкость с углекислым газом и достичь того же», — сказал Гиапис в своем заявлении. «Скорость должна быть сравнима с той, с которой кометы или астероиды путешествуют в космосе».

Раньше ученые думали, что крошечная концентрация кислорода в атмосфере Марса, вероятно, генерируется после того, как ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляет молекулы двуокиси углерода в воздухе Красной планеты. Однако Гиапис полагает, что марсианский кислород может также генерироваться, когда частицы пыли, ускоренные в атмосфере до высокой скорости, врезаются в молекулы углекислого газа.

Экспериментальная установка Гиаписа имеет очень низкий КПД, генерируя только одну или две молекулы кислорода на каждые 100 молекул углекислого газа, проходящих через ускоритель. Однако, по словам ученого, возможно, его реактор можно будет модифицировать, чтобы создавать пригодный для дыхания кислород астронавтам на Марсе. А на Земле реактор может быть полезен для выведения углекислого газа (который также является мощным парниковым газом и основным фактором глобального потепления) из атмосферы и превращения его в кислород.

«Это конечное устройство? Нет. Это устройство, которое может решить проблему с кислородом на Марсе? Пока что тоже нет», — сказал Гиапис. «Но это устройство, которое может делать что-то очень сложное. Мы проводим на нем сумасшедшие эксперименты».

Кстати, реактор Гиаписа — не единственное устройство по получению молекулярного кислорода. НАСА в 2020 году собирается отправить на Красную планету новый ровер, оснащенный инструментом MOXIE. Он будет вытягивать углекислый газ из тонкой марсианской атмосферы и электрохимически превращать его в чистый кислород и окись углерода. И если этот эксперимент окажется удачным, то колонизировать Марс станет существенно проще.

Читайте также:  Что взять на шашлыки: перечень продуктов и предметов

Окислившиеся микрометеориты указали на насыщенную углекислым газом атмосферу в архее

O. Lehmer et al. / Science Advances, 2020

Ученые промоделировали химический состав найденных в известняке возрастом 2,7 миллиарда лет микрометеоритов. Полученные результаты указывают на крайне высокое (более 70 процентов по объему) содержание углекислого газа в атмосфере того времени. Газовая оболочка с такими свойствами может объяснить высокую температуру на Земле в позднем архее, несмотря на то, что Солнце в то время должно было быть существенно тусклее, пишут авторы в журнале Science Advances.

Состав атмосферы Земли претерпевал значительные изменения на протяжении существования планеты. В ранние периоды в газовой оболочке практически отсутствовал необходимый для дыхания кислород, так как это вещество химически очень активно.

Одним из ключевых событий в эволюции Земли является кислородная катастрофа, произошедшая около 2,45 миллиарда лет назад. В это время в воздухе начал появляться чистый кислород, что связывают с деятельностью фотосинтезирующих организмов. Этот этап настолько сильно повлиял как на биосферу, так и на геологию земной коры, что он разделяет древнейший период истории планеты, архей, от последующей истории.

Концентрация углекислого газа в архее известна плохо. Существуют отдельные оценки, основанные на разных методах которые дают значения от 3 × 10 -3 до 0,75 бар, то есть отличаются примерно на три порядка. Вопрос о составе древней атмосферы важен в контексте климата ранней Земли и условий существования первичной жизни. С одной стороны, настолько давно в прошлом Солнце было на 20–30 процентов тусклее, но с другой — на планете однозначно присутствовала жидкая вода, а по некоторым данным ее характерная температура достигала 70 градусов Цельсия.

Американские ученые при участии Оуэна Лемера (Owen Lehmer) из Вашингтонского университета оценили раннее содержание углекислого газа с помощью моделирования окисления микрометеоритов, сохранившихся в известняковых породах возрастом 2,7 миллиарда лет. В предыдущих работах было показано, что наблюдаемый состав тел можно объяснить взаимодействием с атмосферой с современной долей кислорода, что не соответствует текущим представлениям. Согласно результатам нового исследования, в случае углекислого газа понадобится содержание не менее 70 процентов.

Когда железно-никелевые микрометеориты входят в атмосферу на большой скорости, то они могут расплавляться вследствие нагрева от трения. В случае перехода в жидкое состояние такие тела вступают в активную реакцию с кислородом или углекислым газом, окисляясь до вюстита или магнетита. При этом такие тела могут затвердевать задолго до соударения с поверхностью, а в окисленном состоянии оказывают химически инертными и сохраняются на протяжении геологического времени.

Ученые создали численную модель и провели 15 тысяч симуляций падения микрометеоритов сквозь атмосферу из углекислого газа и азота с давлением, равным современному. Также вычисления повторили для случая атмосферы с добавлением чистого кислорода с концентрацией не более процента, который может возникать вследствие фотодиссоциации углекислого газа в верхних слоях атмосферы.

В итоге авторы приходят к выводу, что для объяснения имеющихся данных по окислению микрометеоритов нужного возраста необходима атмосфера с содержанием углекислого газа примерно в 64 процента. Полученная оценка практически не зависит от наличия примеси кислорода и общего давления, но ее ошибки весьма велики — два стандартных отклонения составляют от -58 до +36, то есть охватывают диапазон от 6 до 100 процентов. Ученые отмечают, что такая невысокая точность в первую очередь связана с большим разбросом двух единственных на данный момент качественных измерений окисленности микрометеоритов — 0,555 и 0,003. В то же время, для получения практически полностью окисленного тела вне зависимости от параметров его траектории требуется не менее 70 процентов углекислого газа в атмосфере (против 0,04 процентов в современной).

Климатические модели с таким высоким содержанием углекислого газа предсказывают глобальную среднюю температуру на Земле в позднем архее на уровне 30 градусов Цельсия (ниже, если давление было меньше современного). Также исследователи отмечают, что известно немало железных микрометеоритов, упавших в следующий эон — протерозой. Если измерить степень окисления вещества в них, то опробованным методом можно будет оценить концентрацию углекислого газа и в течение других эпох, по крайней мере, пока содержание кислорода на небольших высотах была низка.

Ранее ученые нашли свидетельства, что атмосферное давление на древней Земле было в два раза ниже современного. Также есть ограниченные свидетельства, что кислород присутствовал в атмосфере и до кислородной катастрофы.

Учёные рассчитали, когда Земля станет необитаемой

По их мнению, для этого достаточно поднять содержание двуокиси углерода в воздухе всего в четыре раза.

Исследователи из Германии и США рассчитали условия, при которых планета, подобная Земле, может стать непригодной для жизни из-за роста концентрации углекислого газа. С текстом с оответствующей статьи можно ознакомиться на сервере препринтов Корнелльского университета.

По современным представлениям, планеты типа Земли у звёзд, подобных Солнцу, должны со временем становиться менее пригодными для жизни. Светимость жёлтого карлика, Солнца, со временем довольно сильно растёт и уже через 1—2 миллиарда лет будет слишком большой, чтобы на Земле существовала сложная жизнь в привычном виде. Однако остаётся другой важный вопрос: может ли обитаемость быть потеряна за счёт роста содержания углекислого газа в воздухе?

Чтобы ответить на него, учёные использовали последние разработки в области трёхмерного моделирования климата. В их модели особое внимание помимо углекислого газа было уделено изменениям насыщенности атмосферы водяным паром. Как отмечается в работе, рост концентрации диоксида углерода играет роль спускового крючка. Из-за него температура повышается, а вместе с ней растёт и концентрация водяных паров в воздухе. Водяной пар — мощный парниковый газ. Повышение его содержания в атмосфере уменьшает потери тепла планеты. При этом чем теплее становится климат, тем больше в воздухе появляется водяного пара, обеспечивающего Земле дополнительную теплоизоляцию.

Согласно расчётам исследователей, климат планеты со среднегодовой температурой примерно в 20 градусов Цельсия (ожидается, что именно такой она будет на Земле после 2100 года) при повышении концентрации углекислого газа в 4 раза (до 1520 частей на миллион, т.е. до 0,152 процента) может резко потеплеть за счёт роста влажности воздуха. Модель показала, что процесс этот будет не плавным, а скачкообразным. Климат перейдёт в новое устойчивое состояние, когда среднегодовая температура на планете станет не ниже + 57 по Цельсию.

Фото: © Flickr/NASA Goddard Space Flight Center

Даже когда исследователи убрали из моделируемой атмосферы избыток углекислого газа, вернув его к 770 частям на миллион, обратного перехода к прохладному климату, типичному для современности, не произошло. Насыщенная водяным паром атмосфера всё равно теряла тепло недостаточно быстро.

Выводы исследователей сильно отличаются от тех, что часто упоминаются в научной литературе. До сих пор считалось, что повышение концентрации углекислого газа даже до 4500 частей на миллион не может перевести Землю в разряд планет, непригодных для сложной жизни. Авторы объясняют необычные результаты своей работы тем, что они учли будущее повышение среднегодовой температуры, которое поможет углекислому газу насытить атмосферу за счёт водяного пара.

Технически уровень в 1520 и даже в 4500 частей на миллион для углекислого газа в земной атмосфере вполне достижим. В последнее время концентрация росла почти на две части на миллион за год. Содержание диоксида углерода в воздухе с нынешних 400 до 1520 частей на миллион можно поднять всего за 2—2,5 тысяч лет, а до 4500 — за 8—9 тысяч лет. Однако вероятность такого развития событий, к счастью, невелика. Для этого нужно, чтобы человечество сжигало ископаемое топливо в современном темпе ещё тысячи лет. А запасы угля и нефти, скорее всего, кончатся существенно раньше — всего через сотни лет.

Работа явно противоречит известным палеоклиматологическим данным. 55 миллионов лет назад, во время п алеоцен-эоценового термического максимума, концентрация углекислого газа достигала 2000—3000 частей на миллион. В те времена до резкого повышения содержания углекислого газа базовая температура на планете была даже выше, чем предполагаемая в XXII веке. Тем не менее, никакого перехода в новое устойчивое состояние со средней температурой выше + 57 градусов не произошло.

Тем не менее, у морской части биосферы в то время возник ряд проблем. Океаны разогрелись до 35—40 градусов, а глубоководные организмы подверглись вымиранию из-за подкисления морей . Однако на суше никакого заметного исчезновения видов не было. Наоборот, разнообразие млекопитающих резко выросло. Л ошади и приматы распространились по всей планете через 13 000 — 22 000 лет после начала того потепления.

П алеоцен-эоценовый термический максимум — пример чистого эксперимента над климатом Земли, результат процесса, не связанного с её собственными климатическими циклами . По современным представлениям, его вызвала комета, с одержавшая около триллиона тонн замёрзшего углекислого газа. Упав на поверхность планеты, он а молниенос но насыт и л а её атмосферу испарившимся диоксидом углерода, подняв его концентрацию в несколько раз. Очевидно, что современные представления об этом событии несовместимы с выводами новой работы, по которой столь резкое изменение состава воздуха должно было уничтожить все сложные формы жизни.

Дешевая нефть породила сверхприбыльный бизнес

Фото: twitter.com/USCGLosAngeles

Черное золото отправляют дрейфовать в трюмах танкеров. Корабли с нефтью начали скапливаться у берегов Калифорнии, Мальты, Южной Африки и других стран. Эта уникальная ситуация ярко демонстрирует, насколько в одночасье изменился спрос на нефть. Впрочем, специалисты полагают, что эпоха извлечения сверхприбылей владельцами танкерного флота может оказаться не очень долгой. Подробности.

Читайте также:  Электрический котел отопления своими руками - видео инструкция

Украина объявила России войну в «Википедии»

Фото: ВЗГЛЯД

МИД Украины решил провести самоизоляцию с пользой и занялся внесением правок в «Википедию» по важным для себя вопросам − Крым, Донбасс, НАТО. Превращение дипломатов в энциклопедистов не самая плохая карьера по меркам Украины, но править в Киеве собрались еще и русскоязычный раздел, хотя отказывают «москальской мове» в праве считаться государственной. Эта затея смешна. Но все-таки опасна. Подробности.

Массовые нападки на Тодоренко и Соловьева имеют общий корень

Фото: Komsomolskaya Pravda/Global Look Press

Рунет с пугающей быстротой накрывают волны кибербуллинга. Не успели в соцсетях пройти организованные нападки на телеведущего Владимира Соловьева, как новой мишенью стала его коллега Регина Тодоренко. Причем, если Соловьева атаковала внесистемная оппозиция, то 29-летнюю Тодоренко травили сторонники российского крыла движения MeToo. Обе ситуации стали предметом эмоционального общественного обсуждения. Чем они отличаются и что их объединяет? Подробности.

Украина поступила с Арменией не по-европейски

Фото: Ringo Chiu/ZUMA/ТАСС

Дипломатия Киева «пробила очередное дно», разослав «документ национального позора». Так в Раде охарактеризовали письмо украинского МИД, где чиновников призвали не использовать термин «геноцид армян» и не участвовать в памятных мероприятиях по случаю 105-й годовщины трагедии. Что заставило власти Украины пойти на такой шаг и почему он противоречит европейским стандартам? Подробности.

Людей на празднике блогерши погубил «гигантский огнетушитель»

Фото: mskagency.ru

К трагедии на праздновании дня рождения блогера-миллионника Екатерины Диденко привели законы физики, известные из школьной программы. В результате высыпания в бассейн 30 кг сухого льда появилась удушающая подушка из углекислоты. Сама Диденко, которая потеряла мужа, а всего погибли трое человек, призналась подписчикам, что осознала произошедшее только на следующий день. Кто должен отвечать за произошедшее? Подробности.

Как заставить британский суд уважать суверенитет России

Геворг Мирзаян, доцент департамента политологии Финансового университета при Правительстве РФ

Зачем они поджигают наши храмы

Сергей Худиев, публицист, богослов

Отделять Сталина от войны и победы – постыдно

Ирина Алкснис, обозреватель РИА «Новости»

Что случилось с Ким Чен Ыном

Россия громко отметит победу над Японией

Крупнейшие нефтяные кризисы в истории

Лучшие снимки Вселенной с помощью телескопа «Хаббл»

Россия борется с коронавирусом

Из-за пропускного режима в Москве появились очереди людей и машин

«Абат»: Дизайнерский стартап с кавказским характером

«Радуга»: История успеха фермерского стартапа

ED Сymbals: Успешный стартап из гаража

  • Надо отменить полностью
  • Можно ослаблять постепенно
  • Оставить все как есть
  • Надо ужесточить меры
  • Скорее положительно
  • Скорее отрицательно

Что такое «гаражная амнистия» и как зарегистрировать свой гараж?

Какие новинки автопрома приедут в Россию в 2020 году

Как хотят ужесточить штрафы для автомобилистов?

НОВОСТЬ ЧАСА

Главная тема

завершение пандемии

украинский подход

громкий скандал

Видео

Пандемия коронавируса с ограничительными мерами, которые коснулись большинства граждан и компаний, привела к существенному снижению спроса на нефть, вслед за чем резко упали и сами цены. Кроме того, негативно на рынок повлияло и отсутствие соглашения ОПЕК+, страны смогли договориться по ограничениям добычи лишь в апреле. Это стабилизировало ситуацию, но ненадолго.

психологический рубеж

плато заболеваемости

нападки в интернете

атомная энергетика

династия Кимов

Храмы и символы

Диван или фитнес

Переложить ответственность

на ваш взгляд

Углекислая погода

28 марта 2013, 12:40

Текст: Иван Афиногенов

Аномально холодная весна в северных странах (жители европейской части России могут выглянуть в окно) спровоцирована, как говорят ученые, таянием арктических льдов, не выдерживающих выбросов углекислого газа (в том числе и после закрытия АЭС). Разбалансировка климата происходит на фоне кризиса альтернативной энергетики.

Пока в России еще не наступила весна, ученые и метеорологи выступают со все более пугающими заявлениями. «Глобальное потепление», против которого борются с 1980-х годов прошлого века, сменяется «глобальной непредсказуемостью», но легче от этого не становится никому.

Все тает

Единодушие исследователей в вопросе о первопричинах столь неприятных климатических сюрпризов удивительно.

«По иронии судьбы отступление льдов в Арктике, вызванное неоднократно описанным парниковым эффектом, связано как с холодной погодой в средних широтах зимой, так и с аномально горячим летом», – рассказал во вторник на специально устроенной пресс-конференции Стивен Ваврус, старший научный сотрудник Института экологических исследований Нельсона при Университете Висконсина.

По его словам, которые передает Los Angeles Times, таяние морского льда в последние десятилетия позволило арктическим водам поглощать больше тепла и энергии солнца, которая, в свою очередь, нагревает атмосферу над водой. Этот нагрев влияет на атмосферное давление, а вернее, создает разницу в давлении. После чего группа очень сильных ветров, которые дуют с запада на восток, создает мощный воздушный поток, который, в свою очередь, приводит в движение океанские течения.

«Это существенно помогает охлаждать землю в зимнее время, и мы получаем снег и более экстремальные холода», – отметил ученый.

Арктический морской лед также называют кондиционером планеты из-за его влияния на глобальное потепление.

В прошлом году, по данным ученых, толщина арктических льдов достигла самого низкого уровня за время их отслеживания со спутников. И таяние льдов происходит быстрее, чем предсказывали любые модели. Теперь, по словам некоторых экспертов, Арктика может почти полностью освободиться ото льда летом к 2020 году.

«Мы прямо сейчас переходим в новое состояние в Арктике», – отметил Дэвид Титли, директор по операциям в Национальной океанической и атмосферной администрации США.

С американцами согласны и англичане. The Guardian приводит высказывание главного научного советника правительства Великобритании сэра Джона Беддингтона, который предупреждает, что дальнейшие катаклизмы, вызванные увеличением в атмосфере углекислого газа, неизбежны. «Нас ждут не только перепады температур, но и засухи, наводнения, торнадо», – утверждает ученый.

Канадский сайт The Star Phoenix в свою очередь цитирует климатолога Ранга Мунени, который соглашается с тем, что Арктика находится под угрозой, и обращает внимание на нарушение устойчивых биологических цепочек: это, по мнению ученых, может привести и к биологической катастрофе.

Немецкий прецедент

На эту тему

Так, например, в отчете министерства охраны окружающей среды Германии о состоянии экологии в 2012 году говорится о том, что количество выбросов парниковых газов увеличилось на 1,6%, достигнув величины 931 млн тонн СО2.

Объективные экономические показатели этот рост спровоцировать не могли: экономика Германии (как и всего ЕС) находится в сложной ситуации, а по официальным заявлениям представителей металлургической и химической промышленности (эти отрасли выступают одними из наиболее крупных источников парниковых газов), в прошлом году в этих секторах наблюдался спад.

Как сообщает специализированное информагентство Stahl, объемы производства стали в Германии в 2012 году по сравнению с 2011 сократились на 3,7%: росту потребления энергии при таких цифрах взяться неоткуда.

Германия потребляет все больше угля и газа вследствие диверсификации энергетики и отказа от мощностей АЭС. Как сообщает информационное агентство «Ореанда», после аварии на японской «Фукусиме» восемь энергоблоков германских атомных станций были остановлены.

Существующие АЭС, как сообщает Федеральная статистическая служба Германии, дают 16% потребности страны в электроэнергии (до остановки энергоблоков эта цифра достигала 28%). По данным, которые приводит ИА «Ореанда», восемь остановленных реакторов могли бы в 2012 году произвести около 40,2 ТВт-часов электроэнергии, если бы они работали на своей плановой мощности. Замена привела к излишним 18–34 млн тонн выбросов СО2 по сравнению с АЭС.

Арктические льды от этого крепче явно не стали.

Болгарский опыт

Популярные материалы

Немецкое правительство формально полагается на «зеленую» энергию (солнечные батареи, ветряки и т. д.), однако, как отмечает Der Spiegel, 130 млрд евро, которые страна вложила в новую энергетику, обернулись лишь 3% всей производимой электроэнергии. Легко можно посчитать, сколько именно средств нужно, чтобы обеспечить искомые 16%. Филипп Рёстлер, федеральный министр экономики и технологий, уже назвал эти траты «бездонной ямой»: нестабильность ЕС сказывается и на Германии, которая спасает то Грецию, то Кипр, и лишних денег в бюджете нет.

В ловушку «зеленой» энергетики уже попала значительно более бедная Болгария, которая не в состоянии справиться с энергетическим кризисом, давно ставшим политическим.

Напомним, что, как уже сообщала газета ВЗГЛЯД, в 2006 году Болгария в рамках выполнения требований о вступлении в Евросоюз была вынуждена закрыть четыре блока станции «Козлодуй». Строительство АЭС «Белене» и вовсе оказалось замороженным.

Эти решения привели к тому, что с 1 июля 2012 года цены на электричество в стране выросли на 14%.

Министр экономики, энергетики и туризма Делян Добрев объяснял новые вызвавшие массовое возмущение болгар тарифы тем, что страна стала использовать альтернативные источники электроэнергии (солнечные батареи). «Электричество, выработанное ими, гораздо дороже, чем выработанное ТЭЦ и АЭС», что привело к росту цены на 8%. И еще на 5% выросли некие невосстановимые затраты из-за долгосрочных договоров с ТЭЦ «Марица Изток 1» и «Марица Изток 3».

Бывший директор АЭС «Козлодуй» Йордан Костадинов еще два года назад предупреждал: «Если «Белене» не будет, то доля атомной энергетики в балансе Болгарии будет нарушена. Тарифы на электроэнергию возрастут до потолка, а владельцы «привилегированных» ТЭЦ будут получать сверхприбыли».

Тем не менее выиграли ТЭЦ, правительство Бойко Борисова, громко хлопнув дверью, ушло в отставку (не оно первое, не оно последнее), планов по спасению энергетики страны у Болгарии как не было, так и нет, а выбросы углекислого газа постоянно увеличиваются: свет в дома подавать все-таки нужно.

Читайте также:  Как развести «полинезийский» костер правильно и быстро?

Европейский кризис тормозит развитие очень дорогой на этапе инвестиций и не слишком эффективной «зеленой» энергетики, планы по отказу от АЭС выполняются, и основную нагрузку на экологию несут ТЭЦ, так что о снижении выбросов «парниковых» газов на ближайшее время можно забыть.

Таяние снегов в Арктике продолжится, потепления ожидать не стоит, а вот климатических катаклизмов – сколько угодно.

Синтетическое топливо из атмосферы: экостартап Carbon Engineering придумал, как бороться с глобальным потеплением

Нужно удалить углерод прямо из атмосферы, чтобы потом его утилизировать или переработать. Новая технология поможет в борьбе с глобальным потеплением, и в неё уже вкладываются нефтяные компании.

Подробно об этом рассказывает The New York Times, а перевела этот материал для вас редакция DTI Algorithmic.

Вентилятор помогает ощутить прохладу в жаркий день. Может ли он сдержать глобальное потепление?

Крупные мировые компании, которые занимаются ископаемым топливом, готовы это проверить: Chevron, Occidental Petroleum и австралийский горнодобывающий гигант BHP в этом году инвестировали в Carbon Engineering.

Канадский стартап утверждает, что практически нашёл решение проблемы глобального потепления. Прорыв — в удалении углерода прямо из атмосферы.

В рамках эксперимента в Сквамише, старом лесопромышленном городке примерно в 30 милях к северу от Ванкувера, компания использует огромный вентилятор для захвата большого количества воздуха в аппарат, предназначенный для извлечения углекислого газа. Затем газ может быть захоронен или переработан в полностью сгораемое, хотя и достаточно дорогое, синтетическое топливо.

Забота об экологии

Инвестициями в Carbon Engineering и поддержкой других инициатив по сокращению выбросов углерода занимаются компании, которые работают на ископаемом топливе. Им это необходимо, чтобы оставаться в тренде и с прибылью, несмотря на глобальное потепление.

Электромобили, солнечная энергия и энергия ветра становятся всё более доступными, а это заставляет топ-менеджеров признавать, что продолжать работать по-старому — значит ставить компанию под угрозу разорения.

Уже сейчас компании, работающие на ископаемом топливе, сталкиваются со шквалом судебных исков, контролем от инвесторов и законами, подталкивающими их к инвестициям в экологически чистую энергетику.

Инициативные группы оказывают давление на компании и законодательные органы власти. Они требуют прекращения добычи нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта и ведут активную борьбу с трубопроводами, с помощью которых транспортируют сырьё из нефтеносных песков Канады.

Речь идёт о признании факта, что изменение климата создаёт значительные риски для всех секторов экономики. Изменение климата больше не рассматривается как второстепенная проблема. Это риск для бизнеса, который требует реакции.

Конечно, крупные энергетические компании продолжают добычу нефти и газа, подталкивая правительства США и других стран открывать всё больше новых территорий для разведки.

Однако некоторые компании уже сигнализируют об изменениях. Так, несколько компаний, в том числе Royal Dutch Shell и BP, принимают меры по сокращению выбросов. Норвежская нефтяная компания Equinor планирует к 2030 году увеличить расходы на экологически чистую энергетику с текущих 5% капиталовложений до 15–20%.

Carbon Engineering

Пилотный проект компании Carbon Engineering — один из нескольких существующих в мире проектов по «прямому захвату углерода». Это всё ещё небольшая инициатива, но она может сыграть немаловажную роль в замедлении изменений климата.

Большая часть работ проводится на старом промышленном складе из гофрированного металла, украшенного выцветшими граффити. Когда-то сооружение использовалось компанией, которая производила химикаты для целлюлозной промышленности.

Офис — чистая импровизация с туалетами на улице. Пока углерод не извлекается из атмосферы постоянно: компания всё ещё работает в тестовом режиме.

Chevron и Occidental, занявшие кресла в совете директоров Carbon Engineering, отказались раскрывать размер своих инвестиций. Стартап утверждает, что собрал в общей сложности $68 млн в своём последнем раунде финансирования. Деньги ушли на расширение пилотного проекта и разработку первого коммерческого завода.

Критики от компаний, работающих на ископаемом топливе, говорят, что такие инвестиции слишком скромны, чтобы быть чем-то большим, чем просто PR-ходом.

Для этих ребят это мелочи.

Но другие эксперты не согласны.

Это может быть «зелёный камуфляж» (или гринвошинг — маркетинговый ход, используемый сомнительными компаниями для создания имиджа экологически-ориентированной компании с целью увеличения продаж), но что с того? Если деньги тратятся на исследования и разработки способов улавливания углерода из атмосферы — это хорошо.

Руководители Carbon Engineering заявили, что они приветствуют инвестиции компаний, работающих на ископаемом топливе, не только за вкладываемые ими средства, но и за инженерную помощь и лоббирование.

Сначала компании хотели лишь показать, какие они «зелёные», а теперь вы видите реальные действия.

Как это работает

Carbon Engineering заявила, что на коммерческих заводах будут стоять огромные вентиляторы диаметром в 10 метров, чтобы собирать воздух и пропускать его через сложный химический процесс.

Удаление углекислого газа из воздуха с использованием технологии прямого захвата воздуха

Это одна из нескольких компаний в мире, работающих с подобной технологией. Каждая такая установка могла бы в конечном итоге ежегодно удалять из атмосферы количество углекислого газа, сопоставимое с результатом работы 40 миллионов деревьев.

Диоксид углерода может быть переработан в топливо или захоронен для утилизации. Захоронение безвредно, если углерод не просочится обратно в атмосферу.

Синтетическое топливо

Выделенный углекислый газ также будут смешивать с водородом, извлекаемым из воды, и получать синтетическое топливо. Оно будет переработано в бензин, дизельное или реактивное топливо. Энергия, необходимая для производства водорода, будет поступать от ветровых турбин и солнечных батарей.

Синтетическое топливо будет дороже обычного бензина. По данным Carbon Engineering, себестоимость производства может составить около $4 за галлон (3,7 литра). Это выше, чем средняя розничная цена в США — около $2,70 за галлон. Несмотря на высокую стоимость, предложение будет актуальным для Индии и Японии, которые тратят десятки миллиардов долларов на импорт нефти.

В Carbon Engineering заявляют, что синтетическое топливо может использоваться в стандартных двигателях автомобилей, грузовиков и самолётов и будет меньше загрязнять воздух. При сжигании топлива Carbon Engineering будет выделяться углекислый газ, но это не приведёт к значительному увеличению парниковых газов в атмосфере, так как в процессе будет перерабатываться углерод, уже находившийся в воздухе.

Чего хотят инвесторы

Одним из первых инвесторов в Carbon Engineering стал Билл Гейтс, соучредитель Microsoft, а также Н. Мюррей Эдвардс ­­— исполнительный председатель Canadian Natural Resources, крупного производителя нефтеносных песков, тяжёлой нефти, которая известна большим количеством выбросов углерода.

Нефтяные и газовые компании должны задуматься о своём будущем. Они знают, что когда-нибудь состав энергетического комплекса будет другим. И мотивов для этих инвестиций предостаточно.

Occidental хочет получать регулярные поставки углекислого газа. Его можно будет использовать для закачки в нефтяные месторождения. Газ повысит давление в скважине, количество добытой нефти увеличится.

Компания уже использует углерод, который был найден в естественных подземных месторождениях, но это не приносит большую пользу для окружающей среды.

Утилизируя углерод из атмосферы, она надеется захоронить столько углерода, сколько выделяет топливо, или даже больше. Дополнительная выгода для компании — налоговые льготы за сокращение выбросов углекислого газа.

Каждая нефтяная компания должна стремиться к нулевому выбросу углерода. Мы думаем, что можем показать отрицательный уровень эмиссии углерода. Решение вопроса изменения климата — поворотный момент для отрасли.

Chevron также стремится удовлетворить одну из своих потребностей. Закон штата Калифорния требует, чтобы нефтеперерабатывающие заводы и другие дистрибьюторы постепенно снижали выброс углерода для своего топлива.

Компания, которая базируется в городе Сан-Рамон, в штате Калифорния, имеет два больших нефтеперерабатывающих завода в штате, и они могли бы использовать синтетическое топливо.

У нас есть потребность в низкоуглеродном топливе — миру все же необходимо топливо для транспорта, в то время как общественность выступает за сокращение выбросов углерода. И это один из вариантов выхода из этой ситуации.

Перспективы Carbon Engineering

Для воплощения амбициозных идей компании Carbon Engineering потребуются значительные инвестиции.

Одна из установок по улавливанию и хранению диоксида углерода будет ежегодно удалять из атмосферы 1 млн тонн углекислого газа — это небольшая доля от более чем 33 миллиардов тонн, которые человечество выбрасывает в год.

Технологический процесс будет стоить примерно $100 за тонну. Это может быть частично компенсировано увеличением добычи нефти, которое может обеспечить углерод. Его также можно использовать для производства цемента и других строительных материалов.

У синтетического топлива могут быть проблемы с выходом на рынок из-за его стоимости.

Дэвид Кит, инженер, прикладной физик из Гарварда, который основал компанию Carbon Engineering и находится в составе правления, утверждает, что синтетическое топливо будет скорее необходимо для грузовиков, кораблей и самолётов, в то время как автомобили и другие более мелкие транспортные средства перейдут в будущем на аккумуляторы.

«Мы не сможем победить добычу нефти в условиях прямой конкуренции без дополнительных регулирований» ,— сказал Кит, имея в виду налоги на выбросы углерода и другие природоохранные нормы.

Однако в случае глобальной климатической чрезвычайной ситуации правительствам, вероятно, придётся вмешаться, чтобы ускорить удаление углерода из атмосферы. Для улавливания и поглощения необходимого количества углерода потребуются триллионы долларов.

Если есть существенная политическая воля для серьёзного сокращения выбросов, тогда я думаю, что в ближайшее десятилетие или два мы увидим распространение этой технологии.

Добавить комментарий