Google и "чистый" газ: как CCS меняет дата-центры

Рост числа ИИ-дата-центров по всей стране ставит вопросы об их энергопотреблении и выбросах парниковых газов. Серверы и системы охлаждения, работающие круглосуточно, могут потреблять от нескольких до более чем 100 мегаватт мощности, что сопоставимо с крупными электростанциями.

Когда такие центры используют энергию из ископаемого топлива, они становятся значительным источником выбросов, если только не применять технологии улавливания и хранения углерода (CCS).

Google заключил уникальное соглашение о покупке электроэнергии для поддержки строительства газовой электростанции в Иллинойсе, оснащенной именно такой системой CCS. Разберемся, как она работает.

Как работает CCS

Сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии высвобождает углекислый газ (CO2), парниковый газ, который столетиями накапливается в атмосфере, действуя как одеяло, удерживающее тепло. Это приводит к глобальному потеплению, усилению засух, повышению уровня моря и более интенсивным штормам.

Технология CCS включает улавливание CO2 из электростанций, промышленных процессов или даже непосредственно из воздуха. Затем газ транспортируется (часто по трубопроводам) к местам, где он безопасно закачивается под землю для постоянного хранения.

CO2 может транспортироваться в сверхкритическом состоянии (на грани перехода из жидкого в газообразное состояние, обладая свойствами обоих) или растворенным в жидкости. Под землей CO2 может быть пойман в геологической структуре, раствориться в пластовой воде или пройти минерализацию, превращаясь в камень. Цель — предотвратить попадание CO2 в атмосферу на длительный срок.

Варианты подземного хранения

Существует несколько способов хранения CO2 под землей:

• Истощенные нефтегазовые месторождения: Обладают достаточным пространством и уже изучены. Они удерживали углеводороды миллионы лет.
• Закачка в действующие месторождения: CO2 может вытеснять остатки нефти и газа, при этом большая часть CO2 остается под землей. Этот метод, известный как увеличение нефтеотдачи (EOR), наиболее распространен в проектах CCS в США, что вызывает критику экологов.
• Базальтовые породы и карбонатные формации: Эти геологические образования содержат кальций и магний, которые взаимодействуют с CO2, превращая его в минералы. Исландия успешно применяет этот метод. Исследуется также возможность хранения под морским дном.
• Глубокие соленые водоносные горизонты: В США этот вариант имеет наибольший потенциал для промышленного хранения CO2, и именно его планирует использовать Google. Эти широко распространенные горизонты представляют собой пористые и проницаемые осадочные формации, заполненные сильноминерализованной водой, непригодной для питья, но идеально подходящей для хранения CO2. Емкость таких горизонтов может достигать 1 000–20 000 гигатонн, что значительно превышает годовые выбросы CO2 в США.

По данным Global CCS Institute на осень 2025 года, в США действуют 21 промышленный объект с CCS, еще 8 находятся в стадии строительства. План Google уникален благодаря схеме покупки электроэнергии, которая делает возможным строительство электростанции с CCS.

План Google по использованию глубокого соленого водоносного горизонта

Газовая электростанция Google мощностью 400 мегаватт, строящаяся совместно с Broadwing Energy, спроектирована для улавливания около 90% выбросов CO2 и их последующего закачивания в глубокий соленый водоносный горизонт формации Маунт-Саймон в Иллинойсе. Эта формация обладает высокой пористостью и проницаемостью, что делает ее идеальной для инъекций CO2. Толстый слой сланца О-Клэр над формацией служит надежным герметизирующим слоем.

Оценочная емкость формации Маунт-Саймон составляет от 27 до 109 гигатонн CO2. Проект Google будет использовать существующую скважину, применявшуюся в первом масштабном демонстрационном проекте по хранению CO2 в этой формации, начатом в 2012 году компанией Archer Daniels Midland.

Технология CCS сталкивалась с трудностями, включая инцидент с разрывом трубопровода в 2020 году и недавнюю утечку на объекте ADM, которая потребовала усиления мониторинга. Тем не менее, утечка не привела к угрозе для источников воды.

Значение CCS

Дата-центры стремительно расширяются, и для удовлетворения растущего спроса на энергию потребуется строительство новых мощностей. Эксперты, включая Международное энергетическое агентство, полагают, что CCS станет неотъемлемой частью замедления изменения климата и удержания глобальной температуры в безопасных пределах.