Здесь я сделаю паузу и подчеркну, что наш небольшой обзор охватывает только три самых важных материала на сегодняшний день. Я не учитываю удобрения, стекло, бумагу, алюминий и многое другое. Ключевые побочные эффекты при их производстве те же: колоссальные выбросы парниковых газов — почти треть от 51 миллиарда тонн в год. Чтобы свести такие объемы эмиссии к нулю, нельзя просто перекрыть производство. Далее мы изучим альтернативы, рассчитаем зеленые наценки, а затем подумаем, как с помощью технологий снизить эти наценки, чтобы все захотели перейти на методы производства с нулевыми выбросами.
Чтобы рассчитать зеленые наценки на материалы, нужно понимать, откуда берутся производственные выбросы. Я разбиваю этот процесс на три этапа: парниковые газы выделяются, когда мы 1) используем ископаемое топливо для производства электроэнергии, в которой нуждаются фабрики; 2) используем ископаемое топливо при высокотемпературных процессах, таких как плавление железной руды для изготовления стали; и 3) производим сами материалы, например цемент, и происходит неизбежная эмиссия СО2. Рассмотрим эти этапы один за другим и проанализируем, как они влияют на зеленые наценки.
Что касается первого этапа, то мы уже отметили большинство связанных с ним ключевых задач в главе 4. Если учесть расходы на хранение и передачу, а также потребность большинства фабрик в стабильной подаче электроэнергии 24 часа в сутки, то расходы на чистую энергию быстро вырастут — причем для большинства стран они будут намного выше, чем для США и Европы.
Переходим ко второму этапу: как получать тепло без сжигания ископаемого топлива? Если не нужна сверхвысокая температура, можно использовать тепловые электрические насосы или другие технологии. Но если нужна температура в тысячи градусов, электроэнергия не самый рациональный в плане экономии вариант, по крайней мере при современных технологиях. Придется использовать атомную энергию или сжигать ископаемое топливо и собирать выбросы с помощью улавливающих углерод устройств. К сожалению, улавливание углерода не бесплатный процесс: он повышает расходы производителя и бьет по карману потребителя.
Наконец, третий этап: что делать с производственными процессами, в результате которых образуются парниковые газы? Напомню, что при производстве стали и цемента углекислый газ выделяется не только во время сжигания топлива, но и в результате химических реакций, необходимых для создания этих материалов.
На текущий момент ответ очевиден: чтобы избежать выбросов, нужно закрыть эти части производственного сектора. Если бы мы поставили целью избавиться от выбросов с помощью технологий, которыми располагаем, наши варианты были бы такими же ограниченными, как на втором этапе. Пришлось бы использовать ископаемое топливо и улавливание углерода — что опять-таки повышает расходы.
С учетом этих трех этапов рассчитаем зеленые наценки на применение метода улавливания углерода для производства чистого пластика, стали и цемента.
За исключением цемента, эти наценки кажутся небольшими. И действительно, в некоторых случаях потребители вообще не почувствуют разницу. К примеру, автомобиль стоимостью 30 тысяч долларов может содержать одну тонну стали. Стоит ли эта сталь 750 или 950 долларов — для общей цены не так уж и важно. Даже в бутылке кока-колы, которую можно купить в вендинговом аппарате за 2 доллара, пластик представляет мизерную долю от общей стоимости.
Однако итоговая цена для потребителей не единственный значимый фактор. Допустим, вы инженер, работаете в Сиэтле и отбираете заявки на ремонт одного из наших многочисленных мостов. Одна строительная компания требует 125 долларов за тонну цемента, а другая — 250 с учетом расходов на улавливание углерода. Какую заявку вы выберете? Не имея особой причины закупать безуглеродный цемент, вы отдадите предпочтение более дешевому варианту.
Или, допустим, вы руководите автомобилестроительной компанией. Готовы ли вы потратить на 25% больше на всю закупаемую сталь? Скорее всего, нет, особенно если конкуренты выберут дешевые материалы. Тот факт, что общая стоимость автомобиля немного вырастет, вряд ли вас утешит. Ваша прибыль и так оставляет желать лучшего, и вы не обрадуетесь, если цены на ваш главный товар вырастут на четверть. В отрасли с низкой прибылью 25% наценки могут решить судьбу — останетесь вы в бизнесе или обанкротитесь.
Отдельные производители в некоторых отраслях, вероятно, и возьмут на себя дополнительные расходы, чтобы заявить о внесении вклада в борьбу с климатическими изменениями. Но все равно с такими ценами мы никогда не добьемся преобразования всей системы, необходимого для достижения нулевой эмиссии. И мы не можем рассчитывать, что потребители снизят цены путем повышения спроса на «зеленые» товары. В конце концов, потребители не покупают цемент и сталь — этим занимаются крупные корпорации.
Есть разные способы снизить наценки. Один из них — использовать государственную политику, чтобы создать спрос на чистые товары: к примеру, ввести материальные стимулы или даже требования покупать безуглеродные цемент и сталь. Бизнес будет платить наценку за чистые материалы, если это предписано законом, если этого требуют клиенты и если это делают конкуренты. О материальных стимулах мы поговорим в главах 10 и 11.
Но (и это важно) нам нужны инновации в производственном процессе, способ изготавливать все необходимые материалы без эмиссии СО2. Рассмотрим несколько вариантов.
Из всех материалов, о которых я говорил в этой главе, цемент — самый тяжелый случай. Невозможно обойти простой факт: известняк + высокая температура = оксид кальция + диоксид углерода. Однако у некоторых компаний есть на этот счет перспективные идеи.
Один из вариантов — взять переработанный углекислый газ (вероятно, уловленный в процессе производства цемента) и добавить его обратно в цемент до использования на стройке. Компания, которая занимается этим проектом, уже нашла несколько десятков клиентов, включая Microsoft и McDonald’s; на данный момент она смогла сократить выбросы всего на 10%, но надеется достичь 33%. Другой, более теоретический подход предполагает производство цемента из морской воды и улавливание СО2 на электростанциях. Авторы этой идеи считают, что их процесс способен сократить выбросы более чем на 70%.
Однако даже если эти подходы сработают, они не дадут нам безуглеродный цемент. В ближайшем будущем можно рассчитывать только на улавливание углерода на производстве и прямое улавливание углерода из атмосферы (если этот метод станет целесообразным с практической точки зрения).
Для производства остальных материалов нужно прежде всего много бесперебойной и чистой электроэнергии. На электроэнергию приходится примерно четверть всей энергии, необходимой для мирового промышленного сектора. Для поддержания производственных процессов, нужно задействовать технологии, которыми мы уже располагаем, и развивать те, что позволят производить и хранить большие объемы безуглеродной электроэнергии, причем дешево.
И вскоре нам понадобится намного больше энергии, поскольку мы работаем над еще одним способом сокращения выбросов: электрификацией, где для некоторых производственных процессов вместо ископаемого топлива используется электричество. К примеру, есть один замечательный подход к производству стали: заменить уголь на чистую электроэнергию. Компания, за исследованиями которой я в последнее время тщательно слежу, разработала новый метод под названием «электролиз расплавленных оксидов»: вместо того чтобы жечь железо в печи вместе с коксом, ток подают через емкость, содержащую смесь жидкого оксида железа и других компонентов. Под действием тока оксид железа распадается, оставляя чистое железо, необходимое для производства стали, и чистый кислород. И никакого СО2. Это многообещающий метод — он похож на процесс, которым мы пользуемся уже больше века для выплавки алюминия, однако его еще не опробовали в промышленных масштабах.
Чистая электроэнергия помогла бы решить и другую проблему — производство полимерных материалов. Если все получится, в один прекрасный день пластик станет поглотителем углерода: он будет участвовать в удалении углерода из атмосферы и перестанет быть источником выбросов.
Как этого добиться? Для начала потребуется безуглеродная энергия для переработки нефти. Пригодится чистая электроэнергия или водород, полученный с ее помощью. Затем нужно найти способ получения углерода для пластика без сжигания угля. Один из методов — собрать углекислый газ из атмосферы и выделить из него углерод, хотя это дорого. Другой подход, над которым работают многие компании, — добывать углерод из растений. Наконец, нам понадобится безуглеродный источник нагрева — и это тоже будет чистая электроэнергия, или водород, или природный газ с технологией улавливания углерода.
Таким образом можно производить пластик с отрицательной эмиссией. По сути, мы сможем удалять углерод из атмосферы (с помощью растений или других методов) и хранить его в бутылке или другом пластиковом контейнере, где он останется на десятилетия или даже на века без каких-либо выбросов. Мы будем накапливать больше углерода, чем производим.
Производство материалов с нулевыми выбросами — один путь, другой — снижение потребления этих материалов. Вторичной переработки стали, цемента и пластика будет недостаточно, чтобы устранить выбросы парниковых газов, но это, безусловно, поможет. Можно перерабатывать больше материалов и искать новые методы сокращения объемов энергии, необходимой для переработки. И поскольку повторное применение требует гораздо меньше энергии, чем переработка, нужно также по возможности повторно использовать в строительстве и на производстве некоторые материалы. Наконец, ограничить использование бетона и стали при строительстве зданий и дорог. В некоторых случаях фанера, состоящая из многослойных слоев шпона, достаточно прочна, чтобы заменить оба материала.