CC BY
1XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2023;8(3):212-227 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
ЭКОЛОГИЯ
УДК 621.515 Обзорная статья EDN: KXDPSI
DOI:10.21285/2500-1582-2023-3-212-227
Технологии снижения углекислого газа в атмосфере
Е.И. Молокова13
Иркутский национальный исследовательский технический университет, Россия, г. Иркутск
Аннотация. В статье дается краткий обзор существующих и находящихся на разных стадиях разработки методов улавливания, концентрирования (депонирования) и использования диоксида углерода (углекислого газа СО2). Внимание к этим технологиям обусловлено реализацией в природоохранном законодательстве России требований Парижского соглашения о сокращении к 2030 году объемов выбросов парниковых газов и прежде всего диоксида углерода. Приведена классификация технологий, позволяющих снизить содержание СО2 в атмосфере, включая технологии, направленные на улавливание газа непосредственно из воздуха. Отдельно рассмотрены пилотные технологии и потенциальные направления для хранения уловленного СО2. Показано, что для улавливания газа существуют отработанные годами технологические процессы и аппараты. Несмотря на это, разрабатываются принципиально новые подходы к очистке газовых смесей от СО2. Проходят испытания и разрабатываются новые технологии улавливания и концентрирования диоксида углерода, что даст дополнительные возможности для предприятий по снижению выбросов парниковых газов в атмосферу.
Ключевые слова: парниковый эффект, диоксид углерода (углекислый газ), технологии, очистка выбросов в атмосферу, улавливание из атмосферы, концентрирование
Для цитирования: Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере // XXI век. Технос-ферная безопасность. 2023. Т. 8. № 3. С. 212-227. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2023-3-212-227. EDN: KXDPSI.
ECOLOGY
Original article
Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere
Elena I. Molokova^
Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract. The article provides a brief overview of existing and developing methods for capturing, depositing and using carbon dioxide. These technologies are of interest due to the implementation of the Paris Agreement on greenhouse emission reduction in the environmental legislation of Russia. The article classifies technologies that reduce CO2 in the atmosphere; the classification includes technologies aimed at capturing carbon dioxide directly from the ai2. Pilot technologies and potential directions for storing captured carbon dioxide are considered. The article shows that there are technological processes and devices that have been used for years to capture carbon dioxide, but new approaches to the purification of gas mixtures from CO2 are being developed. New methods of carbon dioxide capture and deposition are being tested and developed to provide additional opportunities for enterprises and reduce emissions of carbon dioxide and other greenhouse gases in the atmosphere.
Keywords: greenhouse effect, carbon dioxide, purification of gas emissions from CO2, carbon dioxide capture from the atmosphere, carbon dioxide deposition, carbon dioxide
For citation: Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost' = XXI century. Technosphere Safety. 2023;8(3):212-227. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2500-1582-2023-3-212-227. EDN: KXDPSI.
© Молокова Е.И., 2023
<w 212
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere...
ВВЕДЕНИЕ
Основываясь на многолетних наблюдениях за ростом среднегодовых температур на планете (рис.1), мировое сообщество ученых пришло к заключению о том, что в настоящее время наблюдается повышение среднегодовых температур в глобальном масштабе, а именно - глобальное потепление [1-4]. В этих условиях нарушается установившееся равновесие в природе, повышаются риски для жизнедеятельности человека и всей биосферы на Земле. Так государство Тувалу, располагающееся на атоллах в Полинезии, обратилось в ООН о содействии в переселении её народа в Австралию и Новую Зеландию. Из-за подъема уровня Мирового океана территория этого государства может быть полностью затоплена в ближайшие 20 лет [5].
Независимо от причин, породивших глобальное потепление, увеличение содержания парниковых газов в атмосфере невозможно отрицать, как и их влияние на повышение среднегодовых температур в масштабах планеты. Поэтому поиски оптимальных путей снижения содержания парниковых газов в атмосфере являются актуальной научно-практической проблемой. Наряду с развитием возобновляемых источников получения электроэнергии, ведется интенсивная разработка решений по улавливанию парниковых газов из газовых выбросов ТЭС и предприятий, а также из атмосферного воздуха.
Цель работы - дать обзор существующих и перспективных технологий улавливания, хранения и использования диоксида углерода, как одного из самых массовых выбросов парниковых газов в атмосферу промыш-ленно развитыми странами мира.
Рис. 1. Динамика изменения среднегодовых температур по данным многолетних наблюдений График температур охватывает интервал последних 180 лет. За точку отсчета выбрана средняя температура периода 1401-1800 гг. Изображение из доклада Всемирной метеорологической организации
Fig. 1. Dynamics of changes in average annual temperatures according to long-term observations. The temperature graph covers the interval of the last 200 years. The average temperature of the 1401-1800 period is chosen as the reference point. Image fromthe WMO Report, 2020
https://tb.istu.edu/jour/index
Ш
213
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2023;8(3):212-227 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Нормативно-правовая основа. Возникновение парникового эффекта в атмосфере связано с накоплением в ней парниковых газов, к которым относят: диоксид углерода, метан, закись азота, гидрохлорфторуглероды (ГХФУ), гидрофторуглероды (ГФУ) и озон в нижних слоях атмосферы [6]. Парниковый эффект выражается в повышении температуры воздуха в приповерхностном слое атмосферы Земли [7]. Такое повышение приводит к глобальному потеплению -увеличению среднегодовых температур по планете (рис.1) и увеличению числа природных чрезвычайных ситуаций. Источниками поступления парниковых газов в атмосферу являются различные природные и техногенные процессы, соответственно, извержения вулканов, лесные пожары, осушение болот, сельское хозяйство и сжигание ископаемого топлива, функционирование промышленных предприятий, работа двигателей внутреннего сгорания и др. [8-13].
В последние десятилетия значительная часть ученого сообщества пришла к выводу, что антропогенная составляющая в общих выбросах (эмиссии) парниковых газов приобрела значимость и, возможно, назрела необходимость ограничивать выбросы парниковых газов от хозяйственной деятельности человека. По оценкам экспертной группы, до 50 % от общего уровня парниковых газов в атмосфере может быть связана с деятельностью людей. Такая точка зрения не является общепринятой среди научного сообщества и есть работы [14-16] о том, что глобальное потепление вызвано иными, пока не до конца понятными причинами. Более того, рассматривая данные палеогеографии, можем отметить несколько периодов как глобального потепления, так и похолодания.
Опираясь на успешный опыт совместных усилий правительств и ученых в борьбе с разрушением озонового слоя [17], учёными и политиками под эгидой ООН было разработано Парижское соглашение [18], подписавшие этот документ страны, в том числе и Российская Федерация, взяли на себя обязательства по борьбе с глобальным потеплением. Целью соглашения стало укрепление глобальных мер по борьбе с изменением климата для того, чтобы удержать повышение глобальной температуры в этом веке в пределах 2 °С и попытаться даже снизить этот показатель до 1,5 °С.
Парижское соглашение было ратифицировано Постановлением Правительства РФ от 21 сентября 2019 г. № 1228. В дальнейшем для его реализации был принят Указ Президента РФ от 4 ноября 2020 г. N 6661, в котором говорилось о необходимости обеспечить к 2030 году сокращение выбросов парниковых газов до 70 % относительно уровня 1990 года. Другим важным документом стал Федеральный закон N 296-ФЗ «Об ограничении выбросов парниковых газов»2, задачей которого является создание условий для устойчивого и сбалансированного развития экономики РФ при снижении уровня выбросов парниковых газов. Этот документ закрепил ряд понятий, необходимых для регулирования в области сокращения выбросов парниковых газов, а именно - кадастр антропогенных выбросов от источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, реестр выбросов парниковых газов климатический проект, углеродный след и другие
Таким образом, можно сделать вывод о том, что экономика РФ получила новое экологическое направление - на снижение выбросов парниковых газов. Это стиму-
1Указ Президента РФ от 4 ноября 2020 г. N 666 «О сокращении выбросов парниковых газов». [Электронный ресурс]. URL.: http://www.kremlin.ru/acts/bank/45990(20.08.2023).
2Федеральный закон N 296-ФЗ от 2 июля 2021 г. «Об ограничении выбросов парниковых газов». [Электронный ресурс]. URL.: http://www.kremlin.ru/acts/bank/47013(20.08.2023).
iW
214
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere...
лирует использование и модернизацию давно известных технологий по очистке газовых выбросов, а также разработку новых подходов как к очистке отходящих газов в промышленности, так и к снижению содержания СО2 в атмосфере. Новым направлением для технологов и исследователей является поиск эффективных областей применения значительных объёмов улавленного углекислого газа, во-первых, потому, что необходимо удерживать углекислый газ в связанном состоянии как можно дольше, а во-вторых, с экономической целесообразностью процесса газоочистки.
Безусловно, тема очистки газовых выбросов далеко не нова, и существует множество зарекомендовавших себя стабильно работающих технологий. Однако задача снижения выбросов парниковых газов заключается не только в том, чтобы извлечь их, но и эффективно либо утилизировать, желательно с получением полезных про-
дуктов, либо обеспечить долговременное хранение уловленных парниковых газов, чтобы исключить повторную эмиссию диоксида углерода и других газов в атмосферу.
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования были технологии, направленные на улавливание диоксида углерода, который, наряду с водяным паром и метаном, является основным парниковым газом. Кроме того, он относится к условным углеродным единицам для обозначения массовых выбросов других парниковых газов. Безусловно, существуют комплексные технологии (Рис.2), например, разные виды сорбционных методов очистки, позволяющие улавливать сразу несколько различных газов, но в данной статье рассмотрены технологии, разработанные для улавливания и депонирования диоксида углерода.
Существуют несколько подходов к снижению содержания диоксида углерода в
Рис. 2. Основные методы и технологии очистки отходящих газов от СО2 Fig. 2. The main technological methods of purification of exhaust gases from CO2
https://tb.istu.edu/jour/index
w
215
2023;8(3):212-227
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)
атмосфере. Традиционным и наиболее технологически отработанным считается очистка отходящих газов от диоксида углерода, позволяющая снизить эмиссию СО2 в источнике выбросов. Новым подходом к снижению содержания диоксида углерода в глобальной атмосфере, стала очистка непосредственно атмосферного воздуха от СО2. Кроме разработки технологий улавливания диоксида углерода, внимание уделяют и естественным способам улавливания и депонирования СО2 из атмосферы с использованием различных видов растений и бактерий. Прежде чем рассмотреть существующие технологии очистки газовых выбросов от диоксида углерода, представим классификацию этих технологий в зависимости от методов улавливания СО2 из газовых смесей (см. рис. 2).
Как видно из схемы, технологии улавливания СО2 из газовых выбросов весьма разнообразны, большинство имеют достаточно долгую успешную историю практического применения. Новыми можно назвать технологии мембранной очистки, используемые для очистки попутного нефтяного газа и выделения СО2 из атмосферного воздуха. Каждая группа методов имеет свои традиционные области применения, достоинства и недостатки. Одними из первых методов, предложенных для очистки газовых выбросов предприятий от СО2, были сорбционные методы. Наиболее простым и недорогим в применении является метод абсорбции, использующий в качестве абсорбента воду, однако этот метод имеет и свои недостатки. Одним из главных недостатков является невысокая растворимость углекислого газа в воде и низкая селективность абсорбента, что компенсируется дешевизной аппаратного оформления и собственно, абсорбента. Более современные технологии в качестве абсорбента используют метанол, или реагенты для хемосорбции диоксида углерода -такие как амины, растворы щелочей, карбонатов, аммиака (рис. 3) [19-26].
Рис. 3. Схема абсорбционной установки: 1 - вентилятор (газодувка); 2 - абсорбер; 3 - брызгоотбойник; 4, 6 - оросители; 5 - холодильник; 7 - десорбер; 8 - куб десорбера; 9 -теплообменник-рекуператор; 10, 12 - емкости для абсорбента; 11 - насосы
Fig. 3. The scheme of the absorption unit: 1 - fan (gas blower); 2 - absorber; 3 - sprinkler; 4, 6 - sprinklers; 5 - refrigerator; 7 - desorber; 8 - desorber cube; 9 -heat exchanger-recuperator; 10, 12 - absorbent tanks; 11 - pumps
Использование метанола для улавливания диоксида углерода сопряжено с проведением процесса при низкой температуре, что усложняет аппаратное оформление процесса и делает его весьма энергозатратным. К достоинствам использования метанола следует отнести высокую селективность и сорбционную ёмкость, а также высокую степень регенерации метанола.
Процессы хемосорбции, в большинстве своём менее энергозатратны также обладают высокой селективностью по СО2, но сопряжены с рядом трудностей -необходимостью использования повышенной температуры (для регенерации этаноламинов) или, наоборот, её понижение (для процесса сорбции с использованием поташа). Выбор конкретного метода абсорбционной очистки зависит больше от целей улавливания диоксида углерода и имеющихся на предприятии ресурсов.
iW 216
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere...
Поскольку отходящие газы редко бывают монокомпонентными, при использовании водных растворов абсорбентов возможно образование кислот и снижение рН раствора, что приводит к коррозии оборудования и обосновывает дополнительные требования по материалам абсорберов. Использование аминов в качестве абсорбента требует осушки отходящего газа и утилизации кислых газов перед выпуском углекислого газа в атмосферу.
Для адсорбции СО2 из газовых выбросов широко применяют кокс, цеолиты, сили-кагель и углеродистые волокна [27-30]. Все эти адсорбенты имеют хорошо оптимизированные технологические схемы применения, сложности возникают, как правило, лишь с регенерацией адсорбента - для этого используют высокую температуру (рис. 4). Отдельную проблему представляет утилизация адсорбента после снижения его сорбционной ёмкости. Поскольку требуется снизить содержание диоксида углерода в атмосфере, сжигание или обжиг сорбентов способны свести к минимуму, или даже в отрицательную количество уловленного углекислого газа. Поэтому необходимо рассматривать только те технологии, которые будут предусматривать использование сорбентов для раскисления земель или их структурирования.
Одним из лучших, по мнению ряда экспертов, методов сорбции является использование кальцево-карбонатного цикла для поглощения СО2. В этом процессе используется непрерывный цикл сорбции-десорбции углекислого газа в условиях повышенных температур на карбонат кальция в присутствии оксида кальция. Но его применение оправдано только для ТЭС, где возможно поддерживать высокую температуру для сорбции и ещё более высокую - для регенерации сорбента.
Специальные методы очистки от СО2 пока не нашли своего воплощения в промышленности, однако задающих интересные направления для научного поиска в области
Vil
установки:
1,2 - адсорберы; 3 - конденсатор водяного пара и паров десорбированного вещества; 4 - калорифер; 5 - конденсатоотводчик
Fig. 4. The scheme of the recovery adsorption plant: 1,2 - adsorbers; 3 - condenser of water vapor and vapors of desorbed substance; 4 - heater; 5 -condensate trap
их использования для снижения содержания в атмосфере. Например, электрохимическое восстановление в щелочной среде позволяет получать различные продукты, такие как метанол, этанол, этилен, этан и другие органические производные, а также атомарный углерод [31-38]. К этой группе методов стоит отнести криогенное поглощение углекислого газа из попутного нефтяного газа или газовых выбросов [39-41]. на различных видах адсорбентов, их широкое применение сдерживается высокой энергозатратностью этого процесса, пока ещё эмиссия при его реализации превышает или равна его поглощению.
Биологические методы очистки используют природные циклы углерода, в которых углерод и используются для питания водорослей [42-45], или бактерий [46-48]. Процессы биологической очистки лучше применять на финальных стадиях доочистки промышленных выбросов от диоксида углерода, поскольку скорость биологического потребления углекислого газа является
https://tb.istu.edu/jour/index
W
217
ЙУ
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2023;8(3):212-227 xxi CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
некой постоянной величиной и практически не зависит от внешних условий. Кроме того, использование живых культур (бактерий или водорослей) требует создания оптимальных условий для их жизнедеятельности. Несомненным достоинством биотехнологий является их экономичность, относительно простое аппаратное оформление, а также возможность получения биомассы или сырья для производства биотоплива или других целевых продуктов. Всё это делает биотехнологии конкурентоспособными, особенно с позиций устойчивого развития и использования возобновимых ресурсов.
Относительно новая мембранная технология очистки основана на разделении смесей газов с помощью специальных мембран в мембранных контактерах. В них происходит массоперенос через мембрану со специально подобранными свойствами поверхности [49-53]. Снижение стоимости молекулярных мембран позволило этому методу найти свое место и в снижении содержания СО2 в попутном нефтяном газе. Мембраны используются как для очистки попутного нефтяного газа перед его закачкой в газотранспортную систему, так и для улавливания углекислого газа из атмосферного воздуха. Мембранные технологии для очистки попутного нефтяного газа позволяют очищать их от целого комплекса неорганических и органических загрязнителей, таких как диоксид углерода, оксид углерода, метан, оксиды азота, предельные углеводороды, сажа, метанол [54-62].
Наряду с очисткой отходящих газов в промышленности и попутного нефтяного газа, проводятся исследования [63-68] и реализуются пилотные проекты по улавливанию диоксида углерода при помощи мембран или твердых сорбентов непосредственно из атмосферы. Достоинством таких методов является то, что установки для улавливания могут быть расположены в любом месте, где есть необходимость получить диоксид углерода. Основным сдерживающим фактором для широкого распространения таких
технологий является их высокая стоимость и высокие затраты энергии. Несмотря на это, при поддержке государства и инвесторов, подобные проекты уже реализованы в Исландии и США. Также не стоит забывать и о такой естественной «технологии» улавливания СО2 из атмосферы как выращивание высших растений, которые в процессе своего роста улавливают и надежно связывают значительное количество углекислого газа. С точки зрения устойчивого развития именно использование растений для улавливания диоксида углерода является наиболее предпочтительным методом.
Успехи в развитии технологии улавливания углекислого газа из различных источников очевидны, но в контексте снижения содержания его в атмосфере решающим фактором в целесообразности использования той или иной технологии становится углеродный баланс. При выборе способа снижения содержания углекислого газа стоит рассчитать эмиссию СО2 при реализации данной технологии и то, какое количество СО2 удастся уверенно выделить, также стоит рассматривать возможность его последующего долговременного хранения и использования.
Одним из наиболее востребованных направлений применения уловленного СО2 является его использование для повышения нефтеотдачи нефтяных пластов, что обеспечивает снижение энергозатрат, исключение риска образования газовых гидратов, повышение нефтеотдачи месторождений с высоковязкой нефтью. Такие технологии реализуются в США и некоторых компаниях на территории России [69-72]. Также применяются варианты геологического хранения в природных газовых резервуарах или солевых рассолах, угольных пластах и даже в лаве [73-79]. Геологическое хранение С02 сопровождается его закачиванием в плотном состоянии в формацию породы, находящуюся ниже земной поверхности. Основной опасностью при геологическом
<w 218
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere ...
хранении уловленного углекислого газа представляется нарушение целостности подземного хранилища, которое приведет к утечке того или иного объема улавленного СО2.
Потенциальным вариантом хранения углекислого газа является закачивание его после улавливания непосредственно в глубинную часть океана (на глубины более 1000 м), где большая его часть будет изолирована от атмосферы в течение столетий. Это может быть достигнуто посредством транспортировки С02 по трубопроводам или судами к месту хранения в океане, где он закачивается в водяной столб или на морское дно. Возможности хранения уловленного СО2 в океане, в настоящий момент, находится на этапе теоретических исследований [80-82].
Одновременно с поиском способов безопасного и надежного хранения больших объемов СО2 ведутся поиски новых и совер-
шенствование традиционных направлений использования углекислого газа.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Подводя итоги, хотелось отметить, что для улавливания диоксида углерода существуют отработанные годами технологические схемы, а также разрабатываются принципиально новые подходы к очистке газовых смесей от СО2. Имеются разработки и отработанные технологии различных способов использования и хранения уловленного диоксида углерода, порой весьма и весьма амбициозные. Учитывая значительный промышленный потенциал России, внедрение технологий декарбонизации позволит добиться заявленных в законе «О снижении выбросов парниковых газов» целей. Внедрение климатических технологий на предприятиях позволит создать дополнительные углеродные квоты и получать доступное и недорогое вторичное сырье для производства различных продуктов.
Список источников
1. Hansen J., Sato M., Ruedy R., Lacis A., Oinas V. Global warming in the twenty-first century: an alternative scenario // PNAS. 2000. Vol. 97. Iss. 18. Р 9875-9880. https://doi.org/10.1073/pnas.170278997.
2. Brander M. Greenhouse gases, CO2, CO2e, and carbon: what do all these terms mean? // Ecometrica. August 2012.
3. Berlie A.B. Global warming: a review of the debates on the causes, consequences and politics of global response // Journal of Geography. 2018. Vol. 10. Iss. 1. P. 144-164. https://doi.org/10.4314/gjg.v10i1.8.
4. Abbass K., Qasim M.Z., Song Huaming, Murshed M., Mahmood H., Younis I. A review of the global climate change impacts, adaptation, and sustainable mitigation measures // Environmental Science and Pollution Research. 2022. Vol. 29. Р 42539-42559. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19718-6.
5. Вагенер Дирк. Группа ООН по устойчивому развитию. [Электронный ресурс]. URL: https://unsdg.un.org/ru/un-in-action/tuvalu(18.02.2023).
6. Семенов С.М. Что представляют собой парниковые газы? Всемирная метеорологическая ассо6и-ация. [Электронный ресурс]. URL: https://youth.wmo.int/ru/content (18.02.2023).
7. Семенов С.М. Парниковый эффект: открытие, развитие. Концепции, роль в формировании глобального климата и его антропогенных изменений // Фундаментальная и прикладная климатология. 2015.№ 2 С.103-126.
8. Costa Jr.C., Wironen M., Racette K., Wollenberg E. Global warming potential* (GWP*): Understanding the implications for mitigating methane emissions in agriculture // CCAFS Info Note. Wageningen, The Netherlands: CGIAR Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS). 2021. [Электронный ресурс]. URL: https://cgspace.cgiar.org/bitstream/handle/10568/114632/2021_Info%20 Note%20GWP_FINAL.pdf?sequence=6&isAllowed=y (18.02.2023).
9. Santos R.M., Bakhshoodeh R. Climate change/global warming/climate emergency versus general climate research: comparative bibliometric trends of publications // Heliyon. 2021. Vol. 7. Iss. 11. Р. e08219. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e08219.
10. Lynch J., Cain M., Frame D., Pierrehumbert R. Agriculture's contribution to climate change and role in mitigation is distinct from predominantly fossil co2-emitting sectors // Frontiers in Sustainable Food Systems. Climate-Smart Food Systems. 2021. Vol. 4. Р. 518039. https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.518039.
11. Ritchie H., Roser M., Rosado P. CO2 and Greenhouse Gas Emissions. 2020. [Электронный ресурс].
https://tb.istu.edu/jour/index
ш
219
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2023;8(3):212-227 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
URL: https://ourworldindata.org/co2-and-greenhouse-gas-emissions (18.02.2023).
12. Gorchov Negron A.M., Kort E.A., Chen Yuanlei, Brandt A.R., Smith M.L., Plant G., Ayasse A.K., Schwietzke S., Zavala-Araiza D., Hausman C., Adames-Corraliza Á.F. Excess methane emissions from shallow water platforms elevate the carbon intensity of US Gulf of Mexico oil and gas production // PNAS. 2023. Vol. 120. No. 15. Р. e2215275120. https://doi.org/10.1073/pnas.2215275120.
13. Lamb W.F., Wiedmann T., Pongratz J., Andrew R., Crippa M., Olivier J.G.J., et al. A review of trends and drivers of greenhouse gas emissions by sector from 1990 to 2018 // Environmental Research Letters. 2021. Vol. 16. No. 7. Р 073005. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abee4e.
14. Skrable K., Chabot G., French C. World Atmospheric CO2, Its 14C specific activity, non-fossil component, anthropogenic fossil component, and emissions (1750-2018) // Health Physics. 2022. Vol. 122. No. 2. P. 291-305. https://doi.org/10.1097/HP.0000000000001485.
15. Nazarov E.I., Kruzhalov A.V., Vasyanovich M.E., Ekidin A.A., Kukarskikh V.V., Parkhomchuk E.V., et al. 14. C in Tree Rings in the Vicinity of the Nuclear Facility Deployment Areas // Izvestiya Vuzov. Yadernaya Energetika. 2022. No. 1. Р. 107-117. https://doi.org/10.26583/npe.2022.1.09.
16. Yu Ming-Yuan, Lin Yu-Chi, Zhang Yan-Lin. Estimation of Atmospheric Fossil Fuel CO2 Traced by A14C: Current Status and Outlook // Atmosphere. 2022. Vol. 13. No. 12. Р. 2131. https://doi.org/10.33902atmos13122131.
17. Секи М. Восстановление озонового слоя: как мир объединился для капитального ремонта // Программа по окружающей среде. [Электронный ресурс]. URL.: https://www.unep.org/ru/novosti-i-istorii/ istoriya/vosstanovlenie-ozonovogo-sloya-kak-mir-obedinilsya-dlya-kapitalnogo (23.05.2023).
18. Секи М. Меры по борьбе с изменением климата. Организация объединенных наций. [Электронный ресурс]. URL.: https://www.un.org/ru/climatechange/paris-agreement (23.05.2023).
19. Жумабоев А.Г., Содиков У.Х. Очистка дымовых газов от диоксида углерода и з промышленных выбросов и его // Universum: химия и биология. 2021. № 10. С. 17-19.
20. Beiron J., Normann F., Kristoferson L., Stromberg L., Gardarsdóttir S.O., Johnsson F. Enhancement of CO2 Absorption in Water through pH Control and Carbonic Anhydrase-A Technical Assessment // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2019. Vol. 58. No. 31. Р. 14275-14283 https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b02688.
21. Vázquez G., Antorrena G., Navaza J.M., Santos V., Absorption of CO2 by water and surfactant solutions in the presence of induced Marangoni effect // Chemical Engineering Science. 1996. Vol. 51. Iss. 12. P. 3317-3324. https://doi.org/10.1016/0009-2509(96)85979-3.
22. Ooi Zhe Lun, Tan Pui Yee, Tan Lian See, Yeap Swee Pin. Amine-based solvent for CO2 absorption and its impact on carbon steel corrosion: a perspective review // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020. Vol. 28. Iss. 5. P. 1357-1367. https://doi.org/10.1016/j.cjche.2020.02.029.
23. Dutcher B., Fan Maohong, Russell A.G., Amine-Based CO2 Capture technology development from the beginning of 2013-a review // ACS Applied Materials & Interfaces. 2015. Vol. 7. Iss. 4. Р. 2137-2148. https://doi.org/10.1021/am507465f.
24. Tontiwachwuthikul P., Meisen A., Jim Lim C. CO2 absorption by NaOH, monoethanolamine and 2-amino-2-methyl-1-propanol solutions in a packed column // Chemical Engineering Science. 1992. Vol. 47. Iss. 2. P. 381-390. https://doi.org/10.1016/0009-2509(92)80028-B.
25. Krauss M., Rzehak R. Reactive absorption of CO2 in NaOH: detailed study of enhancement factor models // Chemical Engineering Science. 2017. Vol. 166. Р. 193-209 https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.03.029
26. Purba E., Agustina D., Pertama P.F., Senja F. Absorption of CO2 from modified flue gases of power generation Tarahan chemically using NaOH and Na2CO3 and biologically using microalgae // Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2018. Vol. 141. Р. 012023. https://doi.org/10.1088/1755-1315/141/1/012023.
27. Siriwardane R.V., Shen Ming-Shing, Fisher E.P., Losch J. Adsorption of CO2 on zeolites at moderate temperatures // Energy Fuels. 2005. Vol. 19. Iss. 3. Р. 1153-1159. https://doi.org/10.1021/ef040059h.
28. Megías-Sayago C., Bingre R., Huang Liang, Lutzweiler G., Wang Qiang, Louis B. CO2 adsorption capacities in zeolites and layered double hydroxide materials // Frontiers in Chemistry. 2019. Vol. 7. Р. 00551. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00551.
29. Bezerra D.P., Oliveira R.S., Vieira R.S. et al. Adsorption of CO2 on nitrogen-enriched activated carbon and zeolite 13X // Adsorption. 2011. Vol. 17. Р. 235-246. https://doi.org/10.1007/s10450-011-9320-z
30. Gunawan T., Wijiyanti R., Widiastuti N. Adsorption-desorption of CO2 on zeolite-Y-templated carbon at various temperatures // RSC Advances. 2018. Vol. 8. Iss. 72. Р. 41594-41602. https://doi.org/10.1039/C8RA09200A.
31. Seger B., Robert M., Jiao Feng. Best practices for electrochemical reduction of carbon dioxide // Nature Sustainability. 2023. Vol. 6. Р. 236-238. https://doi.org/10.1038/s41893-022-01034-z.
32. Yang Dexin, Zhu Qinggong, Chen Chunjun, Liu Huizhen, Liu Zhimin, Zhao Zhijuan, et al. Selective electroreduction of carbon dioxide to methanol on copper selenide nanocatalysts // Nature Communications. 2019. Vol. 10. Р. 677. https://doi.org/10.1038/s41467-019-08653-9.
iW 220
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere...
33. Liu Yanrong, Li Fangfang, Zhang Xiangping, Ji Xiaoyan. Recent progress on electrochemical reduction of CO2 to methanol // Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. 2020. Vol. 23. P. 10-17. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2020.03.009.
34. Wiranarongkorn K., Eamsiri K., Chen Yong-Song, Arpornwichanop A. A comprehensive review of electrochemical reduction of CO2 to methanol: technical and design aspects // Journal of CO2 Utilization. 2023. Vol. 71. Р. 102477. https://doi.org/10.1016/j.jcou.2023.102477.
35. Nitopi S., Bertheussen E., Scott S.B., Liu Xinyan, Engstfeld A.K., Horch S., et al. Progress and Perspectives of Electrochemical CO2 Reduction on Copper in Aqueous Electrolyte // Chemical Reviews. 2019. Vol. 119. Iss. 12. 7610-7672. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00705.
36. Liang Shuyu, Huang Liang, Gao Yanshan, Wang Qiang, Liu Bin. Electrochemical reduction of CO2 to CO over transition Metal/N-Doped carbon catalysts: the active sites and reaction mechanism // Advanced Science. 2021. Vol. 8. Р. 2102886. https://doi.org/10.1002/advs.202102886.
37. Ramdin M., Morrison A.R.T., Groen M., Haperen R., Kler R., Irtem E., et al. High-pressure electrochemical reduction of CO2 to Formic Acid/Formate: Effect of pH on the downstream separation process and economics // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2019. Vol. 58. Iss. 51. Р. 22718-22740. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b03970.
38. Grande C.A., Blom R. Cryogenic Adsorption of Methane and Carbon Dioxide on Zeolites 4A and 13X // Energy Fuels. 2014. Vol. 28. Iss. 10. Р. 6688-6693. https://doi.org/10.1021/ef501814x.
39. Tuinier M.J., Hamers H.P., Annaland M.S. Techno-economic evaluation of cryogenic CO2 capture-a comparison with absorption and membrane technology // International Journal of Greenhouse Gas Control. 2011. Vol. 5. Iss. 6. P. 1559-1565. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2011.08.013.
40. Rodrigues G., Raventos M., Dubettier R., Ruban S. Adsorption assisted cryogenic carbon capture: an alternate path to steam driven technologies to decrease cost and carbon footprint // International Energy Agency Greenhouse Gas R&D Programme. 15th Greenhouse Gas Control Technologies Conference. 2020.
41. Iglina T., Iglin P., Pashchenko D. Industrial CO2 capture by algae: a review and recent advances // Sustainability. 2022. Vol. 14. Р. 3801. https://doi.org/10.3390/su14073801.
42. Onyeaka H., Miri T., Obileke K.C., Hart A., Anumudu C., Al-Sharify Z.T., Minimizing carbon footprint via microalgae as a biological capture // Carbon Capture Science & Technology. 2021. Vol. 1. Р. 100007. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2021.100007.
43. Cordoba-Perez M., Lasa H. CO2-derived carbon capture and photon absorption efficiency by microalgae in novel photobioCREC // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2020. Vol. 59. Iss. 33. Р. 1471014716. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c02319.
44. Sen Unal, Gurol M.D. Integration of CO2 absorption from flue gas with co2 assimilation by microalgae using a coupled chemical-biological model // Process Integration and Optimization for Sustainability. 2022. Vol. 6. Р. 1185-1199. https://doi.org/10.1007/s41660-022-00251-5.
45. Qian Chunxiang, Yu Xiaoniu, Zheng Tianwen, Chen Yanqiang. Review on bacteria fixing CO2 and bio-mineralization to enhance the performance of construction materials // Journal of CO2 Utilization. 2022. Vol. 55. Р. 101849. https://doi.org/10.1016/jJcou.2021.101849.
46. Ma Xiaoyi, Liu Le, Tang Kai. Carbon storage by marine microorganisms for carbon neutrality // Aquatic Microbiology. 2022. Vol. 9. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.1018397.
47. Onyeaka H., Ekwebelem O.C. A review of recent advances in engineering bacteria for enhanced CO2 capture and utilization // International Journal of Environmental Science and Technology. 2023. Vol. 20. Iss. 4. Р. 4635-4648. https://doi.org/10.1007/s13762-022-04303-8.
48. Иванова М.С., Вишнецкая М.В., Томский К.О. Очистка газовых выбросов от СО2в среде триф-торуксусной кислоты при добыче нефти и газа // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 5. https://doi.org/10.18799/24131830/2020/5Z2636.
49. Умнякова Н.П., Окунев А.Ю., Шагинян К.С., Смирнов В.А., Андрейцева К.С. Мембранно-абсорб-ционная очистка воздуха от углекислого газа // Вестник МГСУ. 2011. № 3-1. С. 201-208.
50. Wijmans J.G., Merkel T.C., Baker R.W. Patent no. 8177885B2, United States of America. Method of gases separation using membranes with blowing of output surface to remove СО2 from combustion products of gaseous fuel // Journal of Membrane Science. 1995. Р. !-29.
51. Chuah Chong Yang, Kim Kyunam, Lee Junghyun, Koh Dong-Yeun, Bae Tae-Hyun. CO2 absorption using membrane contactors: recent progress and future perspective // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2020. Vol. 59. Iss. 15. Р. 6773-6794 https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b05439.
52. Ahmad A.L., SunartiA.R., Lee K.T., Fernando W.J.N. CO2 removal using membrane gas absorption // International Journal of Greenhouse Gas Control. 2010. Vol. 4. Iss. 3. P. 495-498, https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2009.12.003.
53. Li Xue, He Wenhao, Hou Xiaonan, Zhao Li, Zhao Ge, Lu Guiwu, et al. Study on CO2 Adsorption
https://tb.istu.edu/jour/index
Ш
221
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2023;8(3):212-227 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
and Permeance of Porous Carbon and Nitrogen Membranes Coregulated by Charge and Strain // Journal of Physics: Conference Series. 2022. Vol. 2168. Р. 012002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2168/1/012002.
54. Пимнева Л.А. Загорская А.А. Иванько А.Н. Использование каталитической очистки для подавления газовых выбросов Уренгойского НГКМ // Фундаментальные исследования. 2016. № 5-2. С. 279-283.
55. Мухаметгалиев И.М., Черкасова Е.И., Муллахметова Л.И., Ласковенокова Е.А. Очистка газов от кислых компонентов // Вестник Технологического университета. 2017. Т. 20. № 3. С. 54-60. EDN XXQHOV.
56. Муллахметова Л.И., Черкасова Е.И., Р.И. Сибгатуллина, Бикмухаметова Г.К., Мустафина А.М., Са-лахов И.И. Газофракционирование // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 24. С. 49-56.
57. Молчанов С.А., Шкоряпкин А.И. Новые адсорбенты для осушки и очистки природного газа // Газовая промышленность. 2002. № 6. С. 78-85.
58. Воеводкин Д.А., Скрипниченко В.А. Рациональное использование вторичных ресурсов в экономике нефтегазового хозяйства // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. 2013. № 4. С. 83-89.
59. Xiao Youchang, Low Bee Ting, Hosseini S.S., Chung Tai Shung, Paul D.R. The strategies of molecular architecture and modification of polyimide-based membranes for CO2 removal from natural gas—a review // Progress in Polymer Science. 2009. Iss. 34. Р. 561-580. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.12.004.
60. Maddox R.N., Morgan J. Gas conditioning and processing // Gas treating and sulfur recovery. 2008. Vol. 4. Iss. 3. 500 р.
61. Yampolsky Yu., Freeman B. Membrane Gas Separation // John Wiley & Sons. 2010.
62. Антропов А.И., Тур А.С., Л.А. И. Технология захвата СО2 из атмосферы // StudNet. 2022. № 5. EDN: VJWIGT.
63. Castel C., Bounaceur R., Favre E. Membrane processes for direct carbon dioxide capture from air: possibilities and limitations // Frontiers in Chemical Engineering. 2021. Vol. 3. https://doi.org/10.3389/fceng.2021.668867.
64. Shi Lin, Zhao,Yun, Matz S., Gottesfeld S., Setzler B.P., Yan Yu. A shorted membrane electrochemical cell powered by hydrogen to remove CO2 from the air feed of hydroxide exchange membrane fuel cells // Nat Energy. 2022. Vol. 7. Р 238-247. https://doi.org/10.1038/s41560-021-00969-5.
65. Brethome F.M., Williams N.J., Seipp C.A., Kidder M.K., Custelcean R. Direct air capture of CO2 via aqueous-phase absorption and crystalline-phase release using concentrated solar power // Nature Energy. 2018. Vol. 3. Р. 553-559. https://doi.org/10.1038/s41560-018-0150-z.
66. Sanz-Perez E.S., Murdock C.R., Didas S.A., Jones C.W. Direct capture of CO2 from ambient air // Chemical Reviews. 2016. Vol. 116. Iss. 19. Р. 11840-11876. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00173.
67. Zhang Chaoran. Absorption principle and techno-economic analysis of CO2 absorption technologies: A review // Environmental Earth Sciences: IOP Conference Series. 2021. Vol. 657. Р. 012045.
68. Трухина О.С. Синцов И.А. Опыт применения углекислого газа для повышения нефтеотдачи пластов // Успехи современного естествознания. 2016. № 3. С. 205-209.
69. Алтунина Л.К., Кувшинов В.А. Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов нефтяных месторождений // Успехи химии. 2007. Т. 76. С. 1034-1052.
70. Афанасьев С.В., Сергеев С.П., Волков В.А. Современные направления производства и переработки диоксида углерода // Химическая техника. 2016. №11. С. 30-32.
71. Liu Shu-Yang, Ren Bo, Li Hang-Yu, Yang Yong-Zhi, Wang Zhi-Qiang, Wang Bin, et al. CO2 storage with enhanced gas recovery (CSEGR): а review of experimental and numerical studies // Petroleum Science. 2022. Vol. 19. Iss. 2. P. 594-607. https://doi.org/10.1016/j.petsci.2021.12.009.
72. Fawad M., Mondol N.H. Monitoring geological storage of CO2: a new approach // Scientific Reports. 2021. Vol. 11. Р. 5942. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85346-8.
73. Alcalde J., Flude S., Wilkinson M., Johnson G., Edlmann K., Bond C.E., et al. Estimating geological CO2 storage security to deliver on climate mitigation // NatCommun. 2018. Vol. 9. Р. 2201. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04423-1.
74. Kelemen P., Benson S.M., Pilorge H., Psarras P., Wilcox J. An overview of the status and challenges of CO2 storage in minerals and geological formations // Front Clim. 2019. Vol. 1. https://doi.org/10.3389/fclim.2019.00009.
75. Chadwick A., Arts R., Bernstone C., May F., Thibeau S., Zweigel P. Best practice for the storage of CO2 in saline aquifers - observations and guidelines from the SACS and CO2STORE projects. British Geological Survey OccasionalPublication. 2008. Vol. 14. 267 р.
76. Amara S., Nordell B., Mostefaoui Z. Biomass dry storage for capture and storage of CO2 and Energy // Proceedings of the 2nd International Conference on Vocational Education and Training. 2019. https://doi.org/10.2991/icovet-18.2019.48.
77. Rochelle C.A., Camps A.P., Long D., Milodowski A., Bateman K., Gunn D., et al. Can CO2 hydrate assist in the underground storage of carbon dioxide? // The Geological Society of London. 2009. Vol. 319. P. 171-183.
78. Qanbari F., Pooladi-Darvish M., Hamed Tabatabaie S., Gerami S. Storage of CO2 as hydrate beneath
iW 222
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere...
the ocean floor // Energy Procedía. 2011. Vol. 4. P. 39970-4004. https://doi.Org/10.1016/j.egypro.2011.02.340.
79. House K.Z., Schrag D.P., Harvey C.F., Lackner K.S. Permanent carbon dioxide storage in deep-sea sediments // Applied Physical Sciences. 2006. Vol. 103. Iss. 33. P. 12291-12295.
80. Anderson S., Newell R. Prospects for carbon capture and storage technologies // Annual Review of Environment and Resources. 2004.
81. Koide H., Shindo Y., Tazaki Y., Iijima M., Ito K., Kimura N., Omata K. Deep sub-seabed disposal of CO2-The most protective storage // Energy Conversion and Management. 1997. Vol. 30. P. S253-S258.
82. Koide H., Takahashi M., Shindo Y., Tazaki Y., Iijima M., Ito K., et al. Hydrate formation in sediments in the sub-seabed disposal of CO2 // Energy. 1997. Vol. 22. Iss. 2/3. P. 279-283.
References
1. Hansen J., Sato M., Ruedy R., Lacis A., Oinas V. Global warming in the twenty-first century: an alternative scenario. PNAS. 2000;97(18):9875-9880. https://doi.org/10.1073/pnas.170278997.
2. Brander M. Greenhouse gases, CO2, CO2e, and carbon: what do all these terms mean? Ecometrica. August 2012.
3. Berlie A.B. Global warming: a review of the debates on the causes, consequences and politics of global response. Journal of Geography. 2018;10(1):144-164. https://doi.org/10.4314/gjg.v10i1.8.
4. Abbass K., Qasim M.Z., Song Huaming, Murshed M., Mahmood H., Younis I. A review of the global climate change impacts, adaptation, and sustainable mitigation measures. Environmental Science and Pollution Research. 2022;29:42539-42559. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19718.
5. Wagener Dirk. UN Sustainable Development Group. Available from: https://unsdg.un.org/ru/un-in-action/ tuvalu(Accessed 18th February 2023).
6. Semenov S.M. What are greenhouse gases? World Meteorological Association. Available from: https://youth.wmo.int/ru/content (Accessed 18th February 2023).
7. Semenov S.M. Greenhouse effect: discovery, concept development, role in formation of global climate and its human-induced changes. Fundamental'naya i prikladnaya klimatologiya. 2015;2:103-126. (In Russ.).
8. Costa Jr.C., Wironen M., Racette K., Wollenberg E. Global warming potential* (GWP*): Understanding the implications for mitigating methane emissions in agriculture. In: CCAFS Info Note. Wageningen. The Netherlands: CGIAR Research Program on Climate Change, Agriculture and Food Security (CCAFS). 2021. Available from: https://cgspace.cgiar.org/bitstream/handle/10568/114632/2021_Info%20Note%20GWP_ FINAL.pdf?sequence=6&isAllowed=y [Accessed 18th February 2023].
9. Santos R.M., Bakhshoodeh R. Climate change/global warming/climate emergency versus general climate research: comparative bibliometric trends of publications. Heliyon. 2021;7(11):e08219. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e08219.
10. Lynch J., Cain M., Frame D., Pierrehumbert R. Agriculture's contribution to climate change and role in mitigation is distinct from predominantly fossil co2-emitting sectors. Frontiers in Sustainable Food Systems. Climate-Smart Food Systems. 2021;4:518039. https://doi.org/10.3389/fsufs.2020.518039.
11. Ritchie H., Roser M., Rosado P. CO2 and Greenhouse Gas Emissions. 2020. Available from: https://ourworldindata.org/co2-and-greenhouse-gas-emissions [Accessed 18th February 2023].
12. Gorchov Negron A.M., Kort E.A., Chen Yuanlei, Brandt A.R., Smith M.L., Plant G., Ayasse A.K., Schwietzke S., Zavala-Araiza D., Hausman C., Adames-Corraliza Á.F. Excess methane emissions from shallow water platforms elevate the carbon intensity of US Gulf of Mexico oil and gas production. PNAS. 2023;120(15):e2215275120. https://doi.org/10.1073/pnas.2215275120.
13. Lamb W.F., Wiedmann T., Pongratz J., Andrew R., Crippa M., Olivier J.G.J., et al. A review of trends and drivers of greenhouse gas emissions by sector from 1990 to 2018. Environmental Research Letters. 2021;16(7):073005. https://doi.org/10.1088/1748-9326/abee4e.
14. Skrable K., Chabot G., French C. World Atmospheric CO2, Its 14C specific activity, non-fossil component, anthropogenic fossil component, and emissions (1750-2018). Health Physics. 2022;122(2):291-305. https://doi.org/10.1097/HP.0000000000001485.
15. Nazarov E.I., Kruzhalov A.V., Vasyanovich M.E., Ekidin A.A., Kukarskikh V.V., Parkhomchuk E.V., et al. 14 C in Tree Rings in the Vicinity of the Nuclear Facility Deployment Areas. Izvestiya vuzov. Yadernaya Energetika. 2022;1:107-117. https://doi.org/10.26583/npe.2022.1.09.
16. Yu Ming-Yuan, Lin Yu-Chi, Zhang Yan-Lin. Estimation of Atmospheric Fossil Fuel CO2 Traced by A14C: Current Status and Outlook. Atmosphere. 2022;13(12):2131. https://doi.org/10.3390/atmos13122131.
17. Seki M. Restoring the ozone layer: how the world united for a major overhaul. Environmental Program. Available from: https://www.unep.org/ru/novosti-i-istorii/istoriya/vosstanovlenie-ozonovogo-sloya-kak-mir-
https://tb.istu.edu/jour/index
Ш
223
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print)
2023;8(3):212-227 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
obedinilsya-dlya-kapitalnogo [Accessed 23th May 2023].
18. Seki M. Actions to combat climate change. United Nations. Available from: https://www.un.org/ru/ climatechange/paris-agreement [Accessed 23th May 2023].
19. Jumaboyev A., Usmonali S. Purification of smoke gases from carbon dioxide from industrial emissions and its disposal. Universum: himiya i biologiya. 2021;10:17-19. (In Russ.).
20. Beiron J., Normann F., Kristoferson L., Stromberg L., Gardarsdóttir S.O., Johnsson F. Enhancement of CO2 absorption in water through ph control and carbonic anhydrase-a technical assessment. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2019;58(31):14275-14283 https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b02688.
21. Vázquez G., Antorrena G., Navaza J.M., Santos V., Absorption of CO2 by water and surfactant solutions in the presence of induced Marangoni effect. Chemical Engineering Science. 1996;51(12):3317-3324. https://doi.org/10.1016/0009-2509(96)85979-3.
22. Ooi Zhe Lun, Tan Pui Yee, Tan Lian See, Yeap Swee Pin. Amine-based solvent for CO2 absorption and its impact on carbon steel corrosion: a perspective review. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020;28(5):1357-1367. https://doi.org/10.1016/j.cjche.2020.02.029.
23. Dutcher B., Fan Maohong, Russell A.G., Amine-Based CO2 Capture technology development from the beginning of 2013-a review. ACS Applied Materials & Interfaces. 2015;7(4):2137-2148. https://doi.org/10.1021/am507465f.
24. Tontiwachwuthikul P., Meisen A., Jim Lim C. CO2 absorption by NaOH, monoethanolamine and 2-amino-2-methyl-1-propanol solutions in a packed column. Chemical Engineering Science. 1992;47(2):381-390. https://doi.org/10.1016/0009-2509(92)80028-B.
25. Krauss M., Rzehak R. Reactive absorption of CO2 in NaOH: detailed study of enhancement factor models. Chemical Engineering Science. 2017;166:193-209. https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.03.029
26. Purba E.,Agustina D., Pertama P.F., Senja F.Absorption of CO2 from modified flue gases of power generation Tarahan chemically using NaOH and Na2CO3 and biologically using microalgae. In: Earth and Environmental Science: IOP Conference Series. 2018;141:012023. https://doi.org/10.1088/1755-1315/141/1/012023.
27. Siriwardane R.V., Shen Ming-Shing, Fisher E.P., Losch J. Adsorption of CO2 on zeolites at moderate temperatures. Energy Fuels. 2005;19(3):1153-1159. https://doi.org/10.1021/ef040059h.
28. Megías-Sayago C., Bingre R., Huang Liang, Lutzweiler G., Wang Qiang, Louis B. CO2 adsorption capacities in zeolites and layered double hydroxide materials. Frontiers in Chemistry. 2019;7:00551. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00551.
29. Bezerra D.P., Oliveira R.S., Vieira R.S. et al. Adsorption of CO2 on nitrogen-enriched activated carbon and zeolite 13X. Adsorption. 2011;17:235-246. https://doi.org/10.1007/s10450-011-9320-z
30. Gunawan T., Wijiyanti R., Widiastuti N. Adsorption-desorption of CO2 on zeolite-Y-templated carbon at various temperatures. RSC Advances. 2018;8(72):41594-41602. https://doi.org/10.1039/C8RA09200A.
31. Seger B., Robert M., Jiao Feng. Best practices for electrochemical reduction of carbon dioxide. Nature Sustainability. 2023;6:236-238. https://doi.org/10.1038/s41893-022-01034-z.
32. Yang Dexin, Zhu Qinggong, Chen Chunjun, Liu Huizhen, Liu Zhimin, Zhao Zhijuan, et al. Selective electroreduction of carbon dioxide to methanol on copper selenide nanocatalysts. Nature Communications. 2019;10:677. https://doi.org/10.1038/s41467-019-08653-9.
33. Liu Yanrong, Li Fangfang, Zhang Xiangping, Ji Xiaoyan. Recent progress on electrochemical reduction of CO2 to methanol. Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry. 2020;23:10-17. https://doi.org/10.1016/j.cogsc.2020.03.009.
34. Wiranarongkorn K., Eamsiri K., Chen Yong-Song, Arpornwichanop A. A comprehensive review of electrochemical reduction of CO2 to methanol: technical and design aspects. Journal of CO2 Utilization. 2023;71:102477. https://doi.org/10.1016/jJcou.2023.102477.
35. Nitopi S., Bertheussen E., Scott S.B., Liu Xinyan, Engstfeld A.K., Horch S., et al. Progress and Perspectives of Electrochemical CO2 Reduction on Copper in Aqueous Electrolyte. Chemical Reviews. 2019;119(12):7610-7672. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00705.
36. Liang Shuyu, Huang Liang, Gao Yanshan, Wang Qiang, Liu Bin. Electrochemical reduction of CO2 to CO over transition Metal/N-Doped carbon catalysts: the active sites and reaction mechanism. Advanced Science. 2021;8:2102886. https://doi.org/10.1002/advs.202102886.
37. Ramdin M., Morrison A.R.T., Groen M., Haperen R., Kler R., Irtem E., et al. High-pressure electrochemical reduction of CO2 to Formic Acid/Formate: Effect of pH on the downstream separation process and economics. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2019;58(51):22718-22740. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b03970.
38. Grande C.A., Blom R. Cryogenic Adsorption of Methane and Carbon Dioxide on Zeolites 4A and 13X. Energy Fuels. 2014;28(10):6688-6693. https://doi.org/10.1021/ef501814x
39. Tuinier M.J., Hamers H.P., Annaland M.S. Techno-economic evaluation of cryogenic CO2 capture-a comparison with absorption and membrane technology. International Journal of Greenhouse Gas Control.
iW
224
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере ... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere ...
2011;5(6):1559-1565. https://doi.org/10.1016/j ijggc.2011.08.013.
40. Rodrigues G., Raventos M., Dubettier R., Ruban S. Adsorption assisted cryogenic carbon capture: an alternate path to steam driven technologies to decrease cost and carbon footprint. In: International Energy Agency Greenhouse Gas R&D Programme. 15th Greenhouse Gas Control Technologies Conference. 2020.
41. Iglina T., Iglin P., Pashchenko D. Industrial CO2 capture by algae: a review and recent advances. Sustainability. 2022;14:3801. https://doi.org/10.3390/su14073801.
42. Onyeaka H., Miri T., Obileke K.C., Hart A., Anumudu C., Al-Sharify Z.T., Minimizing carbon footprint via microalgae as a biological capture. Carbon Capture Science & Technology. 2021;1:100007. https://doi.org/10.1016/j.ccst.2021.100007.
43. Cordoba-Perez M., Lasa H. CO2-derived carbon capture and photon absorption efficiency by microalgae in novel photobioCREC. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2020;59(33):14710-14716. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c02319
44. Sen Unal, Gurol M.D. Integration of CO2 absorption from flue gas with co2 assimilation by microalgae using a coupled chemical-biological model. Process Integration and Optimization for Sustainability. 2022;6:1185-1199. https://doi.org/10.1007/s41660-022-00251-5.
45. Qian Chunxiang, Yu Xiaoniu, Zheng Tianwen, Chen Yanqiang. Review on bacteria fixing CO2 and bio-mineralization to enhance the performance of construction materials. Journal of CO2 Utilization. 2022;55:101849. https://doi.org/10.1016/jjcou.2021.101849.
46. Ma Xiaoyi, Liu Le, Tang Kai. Carbon storage by marine microorganisms for carbon neutrality. Aquatic Microbiology. 2022;9.
47. Onyeaka H., Ekwebelem O.C. A review of recent advances in engineering bacteria for enhanced CO2 capture and utilization. International Journal of Environmental Science and Technology. 2023;20(4):4635-4648. https://doi.org/10.1007/s13762-022-04303-8.
48. Ivanova M. S., Vishnetskaya M. V., Tomsky K. O. Purification of gas emissions from CO2 in a trifluoroacetic acid environment during oil and gas production. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov = Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2020;331(5). (In Russ.). https://doi.org/10.18799/24131830/2020/5/2636.
49. Umniakova N.P., Okunev A.Yu., Shaginyan K.S., Smirnov V.A., Andreyceva K.S. Membrane-absorption carbon dioxide from air recovery. Vestnik MGSU. 2011;3-1:201-208. (In Russ.).
50. Wijmans J.G., Merkel T.C., Baker R.W. Patent no. 8177885B2, United States of America. Method of gases separation using membranes with blowing of output surface to remove СО2 from combustion products of gaseous fuel. Journal of Membrane Science. 1995. Р. !-29.
51. Chuah Chong Yang, Kim Kyunam, Lee Junghyun, Koh Dong-Yeun, Bae Tae-Hyun. CO2 absorption using membrane contactors: recent progress and future perspective. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2020;59(15):6773-6794 https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b05439.
52. Ahmad A.L., Sunarti A.R., Lee K.T., Fernando W.J.N. CO2 removal using membrane gas absorption. International Journal of Greenhouse Gas Control. 2010;4(3):495-498, https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2009.12.003.
53. Li Xue, He Wenhao, Hou Xiaonan, Zhao Li, Zhao Ge, Lu Guiwu, et al. Study on CO2 Adsorption and Permeance of Porous Carbon and Nitrogen Membranes Coregulated by Charge and Strain. Journal of Physics: Conference Series. 2022;2168:012002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2168/1/012002.
54. Pimneva L.A. Zagorskaya A.A. Ivan'ko A.N. Use of catalytic cleaning to suppress gas emissions from the Urengoy oil and gas condensate field. Fundamental'niye issledovaniya = Fundamental research. 2016;5-2:279-283. (In Russ.).
55. Muhametgaliev I.M., Cherkasova E.I., Mullahmetova L.I., Laskovenokova E.A. Gas purification from acidic components. Vestnik Tekhnologicheskogo universiteta. 2017;20(3):54-60. EDN XXQHOV.
56. Mullakhmetova L.I., Cherkasova E.I., R.I. Sibgatullina, Bikmukhametova G.K., Mustafina A.M., Salakhov I.I. Gas fractionation. Vestnik Tekhnologicheskogo universiteta = Herald of technological university. 2016;19(24):49-56. (In Russ.).
57. Molchanov S.A., Shkoryapkin A.I. New adsorbents for drying and purifying natural gas. Gazovaya promyshlennost' = Gas industry. 2002;6:78-85. (In Russ.).
58. Voevodkin D.A., Skripnichenko V.A. Rational use of secondary resources in the economics of the oil and gas industry. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) federal'nogo universiteta = Vestnik of Nortnern (Arctic) federal university. 2013;4:83-89. (In Russ.).
59. Xiao Youchang, Low Bee Ting, Hosseini S.S., Chung Tai Shung, Paul D.R. The strategies of molecular architecture and modification of polyimide-based membranes for CO2 removal from natural gas—a review. Progress in Polymer Science. 2009;34:561-580. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.12.004.
60. Maddox R.N., Morgan J. Gas conditioning and processing. In: Gas treating and sulfur recovery. 2008,
https://tb.istu.edu/jour/index
Ш
225
2023;8(3):212-227
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ISSN 2500-1582 (print) ISSN 2500-1574 (online)
vol. 4. Iss. 3. 500 p.
61. Yampolsky Yu., Freeman B. Membrane Gas Separation. John Wiley & Sons. 2010.
62. AntropovA.I., TurA.S., L.A. I. Technology for capturing CO2 from the atmosphere. StudNet. 2022;5. EDN: VJWIGT.
63. Castel C., Bounaceur R., Favre E. Membrane processes for direct carbon dioxide capture from air: possibilities and limitations. Frontiers in Chemical Engineering. 2021;3. https://doi.org/10.3389/fceng.2021.668867.
64. Shi Lin, Zhao, Yun, Matz S., Gottesfeld S., Setzler B.P., Yan Yu. A shorted membrane electrochemical cell powered by hydrogen to remove CO2 from the air feed of hydroxide exchange membrane fuel cells. Nat Energy. 2022;7:238-247. https://doi.org/10.1038/s41560-021-00969-5.
65. Brethome F.M., Williams N.J., Seipp C.A., Kidder M.K., Custelcean R. Direct air capture of CO2 via aqueous-phase absorption and crystalline-phase release using concentrated solar power. Nature Energy. 2018;3:553-559. https://doi.org/10.1038/s41560-018-0150-z.
66. Sanz-Perez E.S., Murdock C.R., Didas S.A., Jones C.W. Direct capture of CO2 from ambient air. Chemical Reviews. 2016;116(19):11840-11876. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00173.
67. Zhang Chaoran. Absorption principle and techno-economic analysis of CO2 absorption technologies: a review. In: Environmental Earth Sciences: IOP Conference Series. 2021;657:012045
68. Truhina O.S. Sincov I.A. Experience in using carbon dioxide to enhance oil recovery. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya = Advances in current natural sciences. 2016;3:205-209. (In Russ.).
69. Altunina L.K., Kuvshinov V.A. Physico-chemical methods for increasing oil recovery from oil fields. Uspekhi himii = Russian chemical reviews. 2007;76:1034-1052. (In Russ.).
70. Afanas'ev S.V., Sergeev S.P., Volkov V.A. Modern directions of production and processing of carbon dioxide. Himicheskaya tekhnika. = Chemical engineering. 2016;11:30-32. (In Russ.).
71. Liu Shu-Yang, Ren Bo, Li Hang-Yu, Yang Yong-Zhi, Wang Zhi-Qiang, Wang Bin, et al. CO2 storage with enhanced gas recovery (CSEGR): a review of experimental and numerical studies. Petroleum Science. 2022;19(2):594-607. https://doi.org/10.1016Zj.petsci.2021.12.009.
72. Fawad M., Mondol N.H. Monitoring geological storage of CO2: a new approach. Scientific Reports. 2021;11:5942. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85346-8.
73. Alcalde J., Flude S., Wilkinson M., Johnson G., Edlmann K., Bond C.E., et al. Estimating geological CO2 storage security to deliver on climate mitigation. NatCommun. 2018;9:2201. https://doi.org/10.1038/s41467-018-04423-1.
74. Kelemen P., Benson S.M., Pilorge H., Psarras P., Wilcox J. An overview of the status and challenges of CO2 storage in minerals and geological formations. Front Clim. 2019;1. https://doi.org/10.3389/fclim.2019.00009.
75. Chadwick A., Arts R., Bernstone C., May F., Thibeau S., Zweigel P. Best practice for the storage of CO2 in saline aquifers - observations and guidelines from the SACS and CO2STORE projects. British Geological Survey Occasional Publication. 2008, Vol. 14, 267 p.
76. Amara S., Nordell B., Mostefaoui Z. Biomass dry storage for capture and storage of CO2 and Energy. In: Proceedings of the 2nd International Conference on Vocational Education and Training. 2019. https://doi.org/10.2991/icovet-18.2019.48.
77. Rochelle C.A., Camps A.P., Long D., Milodowski A., Bateman K., Gunn D., et al. Can CO2 hydrate assist in the underground storage of carbon dioxide? The Geological Society of London. 2009;319:171-183.
78. Qanbari F., Pooladi-Darvish M., Hamed Tabatabaie S., Gerami S. Storage of CO2 as hydrate beneath the ocean floor. Energy Procedia. 2011;4:3997-4004. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2011.02.340.
79. House K.Z., Schrag D.P., Harvey C.F., Lackner K.S. Permanent carbon dioxide storage in deep-sea sediments. Applied Physical Sciences. 2006;103(33):12291-12295.
80. Anderson S., Newell R. Prospects for carbon capture and storage technologies. Annual Review of Environment and Resources. 2004.
81. Koide H., Shindo Y., Tazaki Y., Iijima M., Ito K., Kimura N., Omata K. Deep sub-seabed disposal of CO2-The most protective storage. Energy Conversion and Management. 1997;30:S253-S258.
82. Koide H., Takahashi M., Shindo Y., Tazaki Y., Iijima M., Ito K., et al. Hydrate formation in sediments in the sub-seabed disposal of CO2. Energy. 1997;22(2/3):279-283.
iW 226
https://tb.istu.edu/jour/index
Молокова Е.И. Технологии снижения углекислого газа в атмосфере... Molokova E.I. Technologies for reducing carbon dioxide in the atmosphere...
Информация об авторе
Молокова Елена Ивановна,
к.х.н., доцент,
кафедра промэкологии и БЖД,
Иркутский национальный исследовательский
технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83,
Россия,
Вклад автора
Автор выполнил исследовательскую работу, на основании полученных результатов провел обобщение и подготовил рукопись к печати.
Конфликт интересов
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Автор прочитал и одобрил окончательный вариант рукописи.
Информация о статье
Поступила в редакцию 28.08.2023. Одобрена после рецензирования 10.09.2023. Принята к публикации 20.09.2023.
Information about the author
Elena I. Molokova,
Cand. Sci. (Chemistry), Associate Professor, Department of Industrial Ecology and Life Safety, Irkutsk National Research University, 83 Lermontov St., 664074 Irkutsk, Russia,
Contribution of the author
The author carried out a research work, based on the obtained results made the generalization and prepared the manuscript for publication.
Conflictof interests
The author declares no conflict of interest.
The author has read and approved the final version of this manuscript.
Information about the article
The article was submitted 28.08.2023. Approved after reviewing 10.09.2023. Accepted for publication 20.09.2023.
https://tb.istu.edu/jour/index
w
227
