Breaking the carbon cycle — ABC Chemicals

Сосредоточение внимания на новых технологиях для борьбы с изменением климата может позволить политикам уклоняться от своих собственных обязанностей

«В этом столетии произойдет серьезная трансформация в том, как энергия приобретается, хранится и используется в глобальном масштабе», — заявили трое крупнейших игроков химической отрасли — Ричард Эйзенберг, Гарри Грей и Джордж Крэбтри — в докладе о симпозиуме, проведенном Национальной академией США по Науки прошлого года о декарбонизации энергетического ландшафта. Но это оптимистичный взгляд; можно добавить: «потому что, если это не так, человеческая цивилизация может рухнуть».

Авторы не сдерживают мрачные реалии. «Чтобы избежать наихудших последствий изменения климата, глобальные выбросы углерода должны достигнуть максимума к 2020–2030 годам, снизиться до нуля к 2050 году и стать отрицательными (удаляя двуокись углерода из атмосферы) после 2050 года», — говорят они, основываясь на анализе 2018 года. Межправительственной группой экспертов по изменению климата (МГЭИК). Но текущие тенденции выглядят не очень хорошо: хотя выбросы углерода оставались более или менее неизменными с 2014 по 2016 год, они выросли на 2% в 2017 году и на 2,7% в 2018 году. Мы не можем винить во всем этом изменение климата президента Дональда Трампа политика отрицания, хотя те едва помогли.

Химия на помощь?

Эйзенберг и его коллеги отмечают, что одним из недостатков доклада МГЭИК является то, что в нем не объясняется, каким образом может быть достигнута экономика с нулевым уровнем выбросов углерода. В ответ они дают понять, что химия занимает центральное место во все более отчаянном предприятии по разработке новых безуглеродных энергетических технологий.

Среди задач для химиков — новые материалы для батарей, накопители энергии и солнечная фотоэлектрическая энергия, катализаторы для устойчивого производства химикатов и производства водорода, новые экологически чистые виды топлива с нулевым содержанием углерода и методы улавливания углерода. Возможности огромные и захватывающие. Но они вряд ли являются новыми — большая часть этих научных задач могла быть написана 10 или даже 20 лет назад. Вот что меня беспокоит.

Что не сказать ничего не изменилось. Например, рынок литиевых батарей резко вырос за последнее десятилетие, при этом их стоимость на 73% снизилась с 2010 по 2016 год. Сегодня литиево-воздушные батареи, впервые поставленные на рынок в 1970-х годах, являются предпочтительным кандидатом для электромобилей, хотя их коммерческое использование остается на расстоянии лет.

Машинное обучение является еще одним важным достижением. В одном приложении этот вычислительный инструмент используется для создания и добычи материалов и химических баз данных для ускорения темпов открытий и инноваций — явная цель, о которой говорил президент Барак Обама, когда он начал Инициативу генома материалов в 2011 году. Поиск с помощью компьютера Новым соединениям и материалам также помогают усовершенствования методов моделирования, которые сами по себе используют машинное обучение вместо трудоемких квантовых расчетов свойств.

Но многие вещи действительно не изменились вообще. Мы ближе к коммерческому фотокаталитическому расщеплению воды для генерации водорода? Нет, и отчасти, как следствие, для «водородной экономики» не хватает инвестиций в инфраструктуру — фраза, которая уже звучит странно ретро. Эффективность коммерческих солнечных элементов более или менее плоская (хотя дорогие современные «многопереходные» исследовательские ячейки становятся все лучше) и дешевые сенсибилизированные красителем элементы, которые выглядели настолько привлекательными, когда были изобретены в 1991 году. до сих пор не достигли рынка, отчасти потому, что их эффективность остается низкой.

Больше того же самого

Все это может звучать пораженчески. Но это больше вопрос установления правильных приоритетов. Айзенберг и его коллеги отмечают, что в статье для Всемирного экономического форума (ВЭФ) о будущем энергетики пропущены ученые из списка «ключевых игроков», необходимых для преобразования способа его производства, и они вправе оплакивать это упущение. Тем не менее, статья WEF была также правильной, чтобы возложить ответственность на компании, инвесторов и правительства на поиск оригинальных решений, потому что у нас уже есть много технологий, в которых мы нуждаемся; не хватает стимулов и инфраструктуры, необходимой для их реализации.

Например, использование фотогальваники зависит не от того, чтобы повысить эффективность использования новых материалов на несколько процентов, а от таких инициатив, как стимулы и тарифы, которые увеличили долю электричества, вырабатываемого в Германии на солнечной энергии, всего с 1 до 2% в 2010 году до 7% в 2017 году.

Айзенберг и его коллеги не упоминают ядерную энергию, которая должна быть жизненно важной частью энергетического портфеля (а также ставит сложные научные задачи для повышения безопасности и эффективности, а также для решения проблемы синтеза). Любой, кто исследовал электромобили или отечественную солнечную энергию, знает, что рынок не в состоянии обеспечить хорошую инфраструктуру: подход «невмешательства» недостаточен.

Правда в том, что не существует технофикса, который предотвратит разрушительные изменения климата. Конечно, ученые должны — и должны — продолжать искать лучшие энергетические решения. Но они не должны отпускать индустрию, политиков и рынки, обещая своевременно их предоставлять.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *