Зеленая революция

Углерод — краеугольный камень химической промышленности. Поэтому двуокись углерода представляет такой интерес в качестве сырья. Уже сегодня она в промышленных масштабах используется для синтеза основного химического сырья. Только на производство мочевины, необходимой для синтеза удобрений и искусственных смол, требуется 50 млн т[193]. Растворитель на основе CO₂ используется также при удалении кофеина из кофе. Более широкому применению пока мешает высокий расход энергии: в двуокиси углерода мало энергии, он неохотно вступает в химические реакции. Их можно проводить лишь при высоких температурах и под высоким давлением. Поэтому важно разрабатывать биохимические катализаторы и процессы, которые ускорят реакцию двуокиси углерода с другими веществами, что позволит понизить энергопотребление и затраты. Углекислый газ может служить исходным веществом для производства извести, соды, строительных материалов, широко распространенных химикатов, лекарственных препаратов, искусственных покрытий, пенопласта и упаковок, пригодных для компоста. При этом углекислый газ заменяет нефть и газ. Некоторые методы уже нашли широкое промышленное применение. Ученые Фрайбургского центра изучения материалов разработали метод, позволяющий при помощи синтеза водорода и двуокиси углерода получать чистый метан. Используя специальные катализаторы, можно повысить реактивность CO₂ и сократить энергопотребление. 10 % сегодняшнего объема выбросов углекислого газа в ФРГ могут удовлетворить годовую потребность страны в топливе[194].

Еще одна возможность — использование углекислого газа в качестве удобрений в теплицах. CO₂ необходим для роста растений: при помощи солнечного света и воды растения синтезируют из него молекулы сахара, являющиеся энергоносителями и стройматериалом. В плотно «населенных» теплицах концентрация CO₂ в воздухе часто бывает недостаточной. Его дополнительное количество ускорит рост растений, при условии что в их распоряжении будет достаточно света.

Интерес также вызывает возможность использования углекислого газа в качестве питательного вещества при выращивании водорослей. Таким образом можно получить до 100 т сухой субстанции на 1 га в год. При этом поглощается до 200 т CO₂ — почти в 20 раз больше, чем, например, при выращивании на той же площади рапса. Иными словами, водоросли — эффективные «переработчики» CO₂. Сегодня они уже используются как богатая протеином добавка к кормам, основное сырье в химической и фармацевтической отраслях, а также при производстве биотоплива. Компания по производству оборудования GEA разрабатывает метод, при котором CO₂ можно будет использовать в качестве исходного материала производственной цепочки. Сначала с помощью углекислого газа выращивают крупные партии водорослей. Дрожжевые клетки преобразуют содержащийся в субстрате водорослей сахар в алкоголь, затем алкоголь отделяют и перерабатывают в биотопливо. В дальнейшем дрожжевые клетки, как и водорослевая масса, могут быть использованы в качестве кормов или удобрений. По сути это практически безотходный производственный цикл. В настоящее время идет эксперимент в Испании, в ходе которого утилизуют выбросы CO₂ одного цементного завода. Окажется ли этот метод экономически рентабельным, зависит, во-первых, от стоимости конечного продукта и, во-вторых, от платы за выбросы CO₂. Чем она будет выше, тем выгоднее будут инвестиции во вторичную переработку углерода[195].

Как это часто бывает, на этом пути нас тоже подстерегает опасность, что новая, многообещающая технология будет использована для того, чтобы прикрыть старую, экологически вредную промышленность зеленым фиговым листком. Если энергетические концерны вроде RWE или Vattenfall устанавливают на угольных ТЭС экспериментальные хранилища, используя лишь мизерную часть выбросов углекислого газа для выращивания водорослей, это еще не есть экологическое преобразование угля в электричество. Вторичная переработка CO₂ может стать выходом для промышленных предприятий, которые пока еще нуждаются в ископаемых источниках энергии. В сочетании с ТЭС, работающими на биомассе, и биогазовыми установками вторичная переработка CO₂ способна даже несколько понизить уровень выбросов углекислого газа, но никак не может служить санкцией на строительство угольных ТЭС.

6. Будущее сельского хозяйства