Tehno
StoryEditor

Sveta industrijska dekarbonizacija: Lov na ugljik ozbiljno počinje

15. Lipanj 2024.

Oko dvije milijarde tona ugljikova dioksida (CO2), prema rezultatima istraživanja Škole poduzetništva i okoliša Smith ​Sveučilišta Oxford (Smith School of Enterprise and the Environment) o industriji uklanjanja ugljika, svake se godine ukloni iz atmosfere. U 99 posto slučajeva to se čini sadnjom drveća, a ostalih jedan posto odnosi se na uklanjanje ugljika novim tehnologijama. Prema tom istraživanju, ovisno o tome koliko će brzo rasti uporaba obnovljivih izvora energije i električnih vozila, do 2050. vjerojatno će svake godine trebati uhvatiti od sedam do devet milijardi tona ugljika.

Tehnologija je dvojaka: jedan je način biološko hvatanje i skladištenje ugljika, pri čemu prirodni okoliš, dakle šume i oceani, izdvajaju ugljik iz atmosfere. Drugi je način čovjekovo djelo: umjetno hvatanje i skladištenje ugljika koji se izdvaja iz proizvodnih procesa i pohranjuje u goleme podzemne spremnike. Biološko izdvajanje ugljika mnogo je veće od drugoga i čovjek nema nikakve veze s tim. Ljudsko je djelo tehnologija hvatanja i skladištenja ugljika (CDR), oblik sekvestracije ugljika koji postoji već desetljećima, ali tek je nedavno postao ključan u borbi protiv klimatskih promjena i imat će središnju ulogu u pomaganju dosezanja nulte stope ugljika do 2050. godine.

Skupo i u razvoju

Postojeće strategije za rješavanje problema klimatskih promjena većinom su usredotočene na uklanjanje emisija ugljika iz proizvodnih procesa, primjerice proizvodnje električne energije, transporta i industrijskih postrojenja koja se koriste fosilnim gorivima ili biomasom kao gorivo. Uhvaćeni ugljik komprimira se i transportira cjevovodom, brodom, željeznicom ili kamionom kako bi se upotrebljavao za različite primjene ili se utiskuje u duboke geološke spremnike poput iscrpljenih ležišta nafte i plina te slane vodonosnike. Ta je tehnologija u zamahu i diljem svijeta već je više od pet stotina projekata u različitim fazama razvoja. Tehnologija kojom se hvata ugljik vrlo je skupa i tek je u razvojnoj fazi, pa je teško naslutiti kamo će sve to odvesti i kako će utjecati na okoliš, no sve je veći interes za razvoj te tehnologije, koji raste kako rastu ulaganja u zelenu energiju.

Primjerice, Microsoft je uložio milijardu dolara u Climeworksovo postrojenje Orca, otvoreno 2021. na Islandu, u Reykjaviku. Procjenjuje se ono svake godine može uhvatiti do četiri tisuće tona ugljika iz atmosfere. Jedan od inovativnih načina skladištenja ugljika jest onaj s pomoću dubokih slanih vodonosnika, velikih podzemnih sedimentnih stijena ispunjenih slanom vodom. Ti vodonosnici imaju najveći potencijal skladištenja ugljika u odnosu na sve ostale načine i u njima se on može trajno pohraniti. Jedan takav​ vodonosnik, Endurance, nalazi se 1600 metara ispod dna Sjevernoga mora blizu obale Ujedinjenog Kraljevstva. Velik je poput otoka Manhattana i visok kao The Shard u Londonu ili Empire State Building u New Yorku te omogućava utiskivanje velikih količina ugljika i njegovo sigurno skladištenje tisućama godina.

I voda i zrak

I u SAD-u se veliki slani vodonosnici sve više upotrebljavaju za pohranu ugljika. Tijekom tri godine u sklopu projekta ‘Citronelle‘ u Alabami uskladišteno je više od 450 tisuća tona ugljika koji je uhvaćen iz pokusnoga proizvodnog pogona.

Među tehnologijama za hvatanje ugljika i golemi su filtri zraka razvijeni u Kini. Ti zračni tornjevi pročišćavaju zrak uvlačenjem u stakleni prostor zagrijan solarnom energijom stvarajući efekt staklenika. Zatim se taj vrući zrak kroz niz filtara utiskuje u toranj prije nego što se tako pročišćen vrati u atmosferu. Jedan takav golemi toranj u Xianu navodno čisti milijune prostornih metara zraka na dan. Kineske tvrtke koje zasad eksperimentalno proizvode te tornjeve upravo rade na razvoju još većih, od kojih bi samo jedan svakodnevno mogao očistiti dovoljno zraka za manji grad.

Među najnovijim tehnologijama hvatanja ugljika i ionske su tekućine, vrlo učinkovite zbog molekularne strukture koja omogućava veće upijanje ugljika. Znanstvenici vjeruju da bi usavršavanje takve tekućine omogućilo veću kontrolu u procesu kemijskog inženjeringa i ekološke prihvatljivosti.

Izravno hvatanje

Od spomenutih tehnologija razlikuje se DAC, koji hvata ugljik izravno iz zraka i sigurno ga pohranjuje u prirodni okoliš. Ta tehnologija s pomoću mehaničkog sustava uvlači atmosferski zrak iz kojega nizom kemijskih reakcija izdvaja ugljik, a ostatak zraka vraća u okoliš. Najskuplja je za primjenu jer je ugljik u atmosferi mnogo razrjeđeniji nego u primjerice dimu iz elektrane ili tvornice cementa, što povećava energetske potrebe i troškove. No inovacije u korištenju ugljika, uključujući sintetička goriva za zrakoplove koji su u razvoju, a rabe ugljik i vodik iz zraka, mogle bi smanjiti troškove i stvoriti tržište za DAC. Dosad je u rad pušteno dvadeset sedam takvih postrojenja u svijetu, a još ih je 130 u različitim fazama razvoja. Na njihovu razvoju rade velike kompanije poput SiemensEnergyja i General Electrica, ali i već spomenutog startupa Climeworksa.

Taj švicarski startup jedna je od prvih tvrtki koje su sagradile komercijalno postrojenje za izravno hvatanje ugljika iz zraka, koje je otvoreno u Švicarskoj 2017. Tvrtka sad unaprjeđuje tu tehnologiju i planira sagraditi postrojenje treće generacije u Louisiani u SAD-u. Prva dva Climeworksova postrojenja (na Islandu i u Švicarskoj) mogu uhvatiti ukupno 40-ak tisuća tona ugljika iz zraka svake godine, što je oko jedan posto emisija elektrane na ugljen. Najnovija Climeworksova tehnologija, prema riječima tvrtkina suosnivača i izvršnog direktora​ Jana Wurzbachera, moći će uhvatiti nekoliko milijuna tona ugljika svake godine do 2030. i milijardu tona do 2050. U tvrtki tvrde da će njihove inovacije smanjiti troškove hvatanja ugljika sa sadašnjih 1500 dolara po toni na oko 800 dolara do 2027. te na manje od 600 dolara do 2030.

Sličnu tehnologiju za hvatanje ugljika iz svemira osmislio je Airbus u suradnji s Europskom svemirskom agencijom. Njegov modul DAC10 nastao je u Centru za primijenjenu aeronautiku (ZAL) u Hamburgu i služi za čišćenje ugljikova dioksida iz zraka na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS). Ta se tehnologija, nakon što se pokazala uspješnom u svemiru, sad se rabi i za pretvaranje ugljika u gnojiva, goriva i ugljičnonegativne materijale. Nakon uspješne DAC-ove upotrebe na ISS-u i podmornicama Airbusov odjel za inovacije Scale trenutačno istražuje kako bi se ta tehnologija mogla primijeniti u industrijama koje upotrebljavaju ili proizvode ugljik u proizvodnim procesima.

Hrvatska praksa

Smanjivanje emisija ugljika ključan je dio borbe protiv klimatskih promjena te se, prema Pariškom sporazumu, Europska unija obvezala na ograničavanje globalnog zatopljenja i odredila cilj nulte neto stope emisija smanjivanjem stakleničkih plinova do 2050. U skladu s tim uvela je program certificiranja uklanjanja ugljika, koji je u travnju ove godine odobrio Europski parlament. Utvrđena su pravila certificiranja za sekvestraciju ugljika u poljoprivredi, industrijsko uklanjanje ugljika i njegovo vezivanje u dugotrajnim proizvodima i materijalima. Potkraj svibnja prihvaćen je i europski Zakon o industriji s nultom neto stopom emisija (engl. Net-Zero Industry Act ili, kraće, NZIA), tj. akt o potpunoj dekarbonizacji industrije koji, među ostalim, zahtijeva od proizvođača nafte da pokrenu razvoj infrastrukture za hvatanje i skladištenje ugljika. Toga će se morati držati i industrijski pogoni u Hrvatskoj. Jedna od najvećih hrvatskih tvrtki, Ina, odavno je spremna za to jer posljednjih deset godina primjenjuje metodu povećanja iscrpka nafte metodom EOR (engl. enhanced oil recovery), odnosno utiskivanjem CO2 u naftno ležište, čime se utječe na kemijske i fizičke interakcije u njemu te unaprjeđuje crpljenje fluida.

– S utiskivanjem ugljikova dioksida u iscrpljena naftna ležišta Ina je počela 2014., najprije na naftnom polju Ivanić, a godinu dana poslije na sjevernom dijelu naftnog polja Žutica. U južnom dijelu polja Žutica utiskivanje CO2 počelo je 2020. U projekt je dosad uloženo oko 190 milijuna eura. Da nije projekta EOR, sav spomenuti ugljikov dioksid bio bi ispušten u atmosferu, a ovako najveći dio ostaje trajno pohranjen u ležištu. Upravo je zato taj projekt s ekološkog aspekta iznimno važan za Hrvatsku, ali i regiju – poručuju iz Ine.

Primjer drugima

Taj je Inin projekt u listopadu 2021. dobio priznanje za doprinos zaštiti okoliša i održivom razvoju koje dodjeljuje Ministarstvo gospodarstva i održivog razvoja u sklopu Konferencije o budućnosti Europe. Ina je za projekt​ EOR osvojila i nagradu u kategoriji ‘Proces za uspješnu primjenu inovativnog rješenja u području procesnih i proizvodnih metoda koje štite okoliš i potiču održivi razvoj‘.

– Priznanje je to velikom iskustvu koje Ina posjeduje u područjima izdvajanja, upotrebe i skladištenja ugljikova dioksida. Projekt je također uvršten u dobre prakse ublažavanja klimatskih promjena Međunarodne gospodarske komore Ujedinjenoga Kraljevstva, i to kao jedini projekt iz Hrvatske. Iskustvo iz tog projekta može se iskoristiti u tranziciji prema metodi CCS, odnosno poslovnom modelu hvatanja CO2 iz velikih industrijskih pogona i njegovo utiskivanje i trajno skladištenje u iscrpljena naftna i plinska polja, kako bi se ostvarili zadani ciljevi niskougljične strategije u Hrvatskoj i Europskoj uniji – poručuju iz Ine.

Ta tvrtka radi na tehničkim analizama mogućnosti trajnog odlaganja CO2 kako bi bila spremna za provedbu nove regulative EU-a. Razmatraju se scenariji trajnog skladištenja CO2 u geološkim strukturama na kopnu i moru koji uključuju korištenje postojeće infrastrukture. Razne su tehnologije s pomoću kojih se to može raditi i u ovom trenutku Ina uspoređuje prednosti i nedostatke nekoliko različitih opcija. Budući da će provedba projekata CCS-a zahtijevati velika ulaganja, nužni su povoljan regulativni okvir i poticajni programi na razini država i EU-a. Među tvrtkama koje će morati proći certifikaciju uklanjanja ugljika jest i Enna, no iz te tvrtke poručuju da je još rano za konkretniji odgovor na novinarski upit s obzirom na to da je riječ tek o dogovoru o okviru na razini tijela Europske unije. 

23. srpanj 2024 22:19