Проблема заброшенных нефтяных скважин
По всей Северной Америке заброшенные нефтяные и газовые скважины выбрасывают в атмосферу углекислый газ и другие парниковые газы. По данным на 2022 год, в Соединённых Штатах было зарегистрировано более 123 000 таких скважин, но исследователи подозревают, что их реальное количество может составлять от 310 000 до 800 000.
Заброшенные скважины можно заглушить, заполнив отверстия для бурения водой или нефтью, но этот процесс требует значительного количества жидкости, а также финансовых вложений. Чтобы заглушить 120 000 скважин, потребуется 26 миллиардов галлонов жидкости — столько, сколько заполнило бы почти 40 000 олимпийских бассейнов. При этом каждая скважина может стоить до 1 миллиона долларов (то есть общая сумма составит 120 миллиардов долларов).
Новое исследование
В новом исследовании, опубликованном в журнале Energy Conversion and Management, учёные рассмотрели возможность использования биомасла, произведённого из растительных отходов, для заглушки скважин и связывания углерода. Их цель — выяснить, может ли производство биомасла стать источником дохода для фермеров, а само биомасло — предотвратить выход парниковых газов из заброшенных скважин.
«С одной стороны, у нас есть недоиспользуемые отходы. С другой — заброшенные нефтяные скважины, которые необходимо заглушить. Это богатый ресурс, отвечающий насущной потребности», — пояснил Марк Мба-Райт в своём заявлении. Мба-Райт — соавтор новой статьи, профессор инженерии в Университете штата Айова и системный инженер в его Институте биоэкономики.
Производство биомасла
Производство биомасла начинается с пиролиза — процесса, при котором растительные отходы разлагаются под воздействием высокой температуры (≥1 000 ℉, или ~538 °C) в бескислородной среде. Пиролиз даёт три продукта: жидкость (биомасло), твёрдое вещество (биоуголь) и газ. Газ используется для обеспечения будущего пиролиза, биоуголь можно продавать в качестве удобрения для почвы, а хранение биомасла под землёй уже давно считается эффективным способом связывания углерода.
Поля и леса Соединённых Штатов богаты растениями и, следовательно, растительными отходами, которые можно использовать для производства биомасла. Например, «на каждый килограмм кукурузы, произведённой фермером, приходится дополнительный килограмм кукурузной соломы или биомассы», — сказал Мба-Райт.
Кукурузная солома — стебли, шелуха и початки, оставшиеся после сбора урожая, — является основным источником биомассы для фермеров Среднего Запада. В западных Соединённых Штатах более широко доступен древесный лесной мусор. Чтобы учесть это разнообразие ресурсов, Мба-Райт и его коллеги исследовали потенциал кукурузной соломы, свитчграсса, сосны, тюльпанового тополя, гибридного тополя и ориентированно-стружечной плиты (инженерный продукт, изготовленный из древесных опилок и клеёв) для производства биомасла.
Экономическая целесообразность
Моделирование показало, что новый процесс пиролиза будет экономически целесообразным, стоимость составит от 83,60 до 152 долларов за тонну CO₂. (Разница в стоимости учитывает затраты на включение связывания биоугля.) Эти затраты попадают в диапазон цен на углеродные кредиты.
«Самый важный вывод заключается в том, что существует экономический аргумент в пользу удаления углерода», — сказал Мба-Райт.
Учёные признают, что для многих отдельных фермеров этот экономический аргумент может показаться невыгодным: базовая капитальная стоимость каждой установки для пиролиза составит 1,28 миллиона долларов.
«Моё впечатление было таково, что они смотрели на это с точки зрения фирмы, а не фермера», — сказала Сара Селларс, доцент кафедры экономики сельского хозяйства в Государственном университете Южной Дакоты. «Базовая капитальная стоимость в 1,28 миллиона? Ни один фермер не вложится в это. Если бы они собирались потратить 1,28 миллиона, они, вероятно, купили бы больше земли».
Мба-Райт сказал, что, хотя затраты действительно значительны, есть и другие варианты. «Фермеры могли бы арендовать оборудование», — предположил он, добавив, что предприятия могли бы предложить вариант аренды с последующим выкупом. «Есть также промежуточные решения, — добавил он, — когда у вас может быть установка, которой пользуются несколько ферм».
Он признал и другие проблемы. «У фермеров плотный график во время сбора урожая и посадки. Они могут не захотеть управлять ещё одним агрегатом, так что это то, что поставщики установки должны разработать: систему, которую фермеру будет легко использовать», — сказал он.
Жизнь — это непросто
На бумаге связывание углерода при одновременном прекращении выбросов из заброшенных скважин выглядит перспективно.
Но углерод и климат — это сложные понятия. «Мы можем рассматривать вещи с точки зрения теории, экономики и смягчения последствий изменения климата, но когда дело доходит до других переменных, таких как политика и инфраструктура для их реализации, я думаю, мы должны быть осторожны», — сказала Селларс. «К сожалению, многие учёные не любят это слышать. Я имею в виду, что именно поэтому экономика называется мрачной наукой».
Лорен Гиффорд, директор Центра решений по углероду в почве в Государственном университете Колорадо, согласилась, добавив, что «многое из того, что мы читаем в статьях, — это обещания или цели, но отрасль ещё не достаточно развита, чтобы мы могли увидеть, как эти вещи реализуются в масштабе. Многое из того, что мы видим сейчас, — это либо надежда, либо планы, и мы знаем, что реальная жизнь — это непросто».
Сара Деруэн (@sarahderouin.com), научный писатель
Citation: Derouin, S. (2025), How might leftover corn stalks halt fugitive carbon? Eos, 106, https://doi.org/10.1029/2025EO250378. Published on 8 October 2025.
Text © 2025. The authors. CC BY-NC-ND 3.0