Экономичное развертывание офшорного улавливания, использования и хранения углерода и оптимизация сети транспортировки в южном Китае

Почему это важно для нашего климатического будущего

Прибрежные мегаполисы, такие как в южном Китае, являются экономическими двигателями, но они также выбрасывают огромные объёмы диоксида углерода в атмосферу. Быстрое сокращение этих выбросов без торможения роста — важная глобальная задача. В этом исследовании рассматривается, может ли использование пород под близлежащим морем для постоянного хранения уловленного углерода предложить реалистичный и экономически обоснованный путь к нулевому балансу для одного из самых загруженных прибрежных регионов мира.

Загруженное побережье, большие выбросы

Авторы сосредотачиваются на провинции Гуандун и более широкой Большой заливной области Гуандун—Гонконг—Макао, одном из самых богатых и густонаселённых узлов Китая. Несмотря на прогресс в очистке энергетического баланса, регион по‑прежнему сильно зависит от угля и других ископаемых топлив. В 2023 году он выпустил почти 900 миллионов тонн диоксида углерода, при этом загрязнение сконцентрировано в промышленных городах, таких как Чжаньцзян, Хуэйчжоу, Маомин и Гуанчжоу. В то время как дельта реки Жемчужной сочетает высокие суммарные выбросы с относительно низкими выбросами на единицу экономической продукции, в западном Гуандуне наблюдаются и высокий общий объём выбросов, и высокая интенсивность, что указывает на сильное давление по сокращению загрязнения без подрыва местной промышленности.

Превращение офшорного морского дна в союзника для хранения

На суше сложная геология Гуандуна предоставляет ограниченные места для безопасного захоронения углерода. В офшоре картина иная. Под морским дном бассейна устья реки Жемчужной и бассейна Бэйбу лежат толстые отложения осадочных пород, способные удерживать диоксид углерода на столетия и дольше. Команда собирает существующие геологические исследования и выделяет несколько перспективных «впадин» и нефтяных месторождений, где пористые слои породы перекрыты плотными герметизирующими пластами. Некоторые нефтяные месторождения уже имеют платформы и трубопроводы, и в отдельных случаях закачка диоксида углерода может способствовать извлечению дополнительной нефти, что приносит доход и частично компенсирует затраты проекта. В целом оценивается, что офшорные формации могут вместить десятки миллиардов тонн диоксида углерода, что значительно превышает прогнозируемые потребности в хранении на этом столетии.

Проектирование эффективного углеродного коридора

Улавливание углерода у труб дымоходов — лишь часть задачи. Перемещение этого газа к офшорным хранилищам может оказаться очень дорогим при отсутствии тщательного планирования. Авторы создают двухэтапную компьютерную модель: сначала сопоставляют каждый город‑источник с подходящими офшорными зонами хранения, затем оптимизируют конфигурацию береговых и морских трубопроводов с помощью методов теории графов и цифровой картографии. Они группируют близкие промышленные источники в четыре прибрежных кластера, каждый из которых питает хаб‑город и затем направляется к определённой офшорной зоне хранения. Такая оптимизированная сеть сокращает общую длину трубопроводов более чем вдвое по сравнению с простым вариантом с прямыми связями, демонстрируя, как продуманное проектирование инфраструктуры может существенно снизить затраты.

Когда это начнёт окупаться?

Далее исследование задаётся вопросом, может ли такая система иметь экономический смысл при умеренной будущей цене на углерод. Модель имитирует три уровни улавливания — 20, 40 и 60 процентов выбросов, улавливаемых и хранимых в период 2030–2060 годов. Даже с учётом затрат на установки по улавливанию, трубопроводы и скважины для хранения модель показывает, что дисконтированная выручка от продажи предотвращённых выбросов в конечном счёте превышает затраты во всех трёх сценариях. Кластер ближе всех к берегу, обслуживающий Чжаньцзян и Маомин, согласно прогнозу, окупится первым, примерно к 2037 году, благодаря коротким трубопроводам и сильному промышленному спросу. Кластеры с более длинными маршрутами, особенно тот, который обслуживает Гуанчжоу и Шэньчжэнь через офшорную впадину у Хуэйчжоу, становятся прибыльными позже и сильнее зависят от расстояния транспортировки.

Пошаговый план для более справедливого пути к нулю

Исходя из этих результатов, авторы предлагают трёхэтапный план внедрения. Западный кластер Гуандуна начнёт работу около 2030 года, используя существующие офшорные платформы и доходы от увеличенного нефтевыделения для снижения начальных убытков. После того как этот проект заработает и начнёт приносить доход, за ним последует крупный кластер дельты реки Жемчужной после 2037 года, а затем около 2040 года будут добавлены меньшие кластеры по мере накопления опыта. К 2050 году даже при самом низком уровне улавливания регион почти достигает доли национального сокращения углерода, которой можно было бы ожидать от Гуандуна при распределении сокращений в зависимости от экономической силы, в то время как сценарии с более высоким улавливанием значительно превышают эту долю. Поскольку офшорные породы по‑прежнему имеют значительные неиспользованные ёмкости к 2060 году, система может долгие десятилетия поддерживать путь к нулевым выбросам. В целом работа указывает на то, что тщательно спланированное офшорное хранение углерода может позволить богатым прибрежным регионам взять на себя большую долю сокращений, ослабляя нагрузку на более бедные территории и делая климатические цели более достижимыми.

Цитирование: Xiong, P., Jiang, S., Zhang, K. et al. Cost‑effective offshore carbon capture, utilization and storage deployment and transport network optimization in southern China. Commun Earth Environ 7, 462 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03455-6

Ключевые слова: офшорное хранение углерода, CCUS, выбросы Гуандуна, сеть транспортировки углерода, планирование нулевых выбросов