Benzinka naruby

Norsko již čtvrt století ukládá milion tun CO2 ročně do úložiště pod dnem Severního moře. Eliminace emisí oxidu uhličitého pomocí technologie CCS je podle experta Aageho Stangelanda jedinou možností, jak bojovat se skleníkovými plyny v některých odvětvích.

Podle Pařížské dohody je třeba zpomalit globální oteplování výrazně pod 2 °C, nejlépe na 1,5 °C. Splnit tento ambiciózní cíl znamená zastavit produkci všech skleníkových plynů z lidské činnosti již do poloviny tohoto století. V současnosti nejčastěji propagovaným řešením je zapojení více obnovitelných zdrojů energie a zároveň zvyšování energetické účinnosti. Jenže ani to nebude zjevně stačit, a některé scénáře dokonce hovoří o tom, že musíme začít CO2 z atmosféry odčerpávat. A protože i nadále budeme potřebovat strategické provozy jako například cementárny, kde je CO2 nevyhnutelným vedlejším produktem, je jedinou možností eliminace emisí oxidu uhličitého pomocí technologie CCS (Carbon Capture and Storage, tedy zachytávání a ukládání uhlíku).

Jak tato technologie funguje, vysvětluje v rozhovoru Aage Stangeland, odborný poradce Norské rady pro výzkum (NRC) v oblasti technologií zachytávání, využívání a ukládání CO2.

Jaké nejvýznamnější CCS projekty fungují v Evropě a ve světě?

V Evropě jich zatím není mnoho, ale jsou bezpochyby světově významné. Například norský Sleipner, kde se již od roku 1996 ukládá každoročně milion tun CO2 z produkce zemního plynu do úložiště pod dnem Severního moře. Jde o nejstarší projekt svého druhu, který dokazuje, že lze tímto způsobem bezpečně ukládat velké objemy CO2. Podobný projekt Snøhvit (Sněhurka) funguje již více než deset let v Barentsově moři. Další významné projekty fungují mimo Evropu, třeba kanadský Boundary Dam, což je vůbec první případ technologie CCS pro zachycování a ukládání CO2 z uhelné elektrárny. Dále je v Kanadě Quest, který zachycuje a ukládá CO2 ze zařízení vyrábějícího vodík. A jeden z největších projektů CCS běží od roku 2019 v australském Gorgonu, s roční úložnou kapacitou mezi třemi a čtyřmi miliony tun CO2.

Proč je právě Norsko světovým lídrem v zachytávání a ukládání CO2?

Již dlouhá desetiletí těží Norsko ropu a zemní plyn z nalezišť pod mořským dnem. Což se neobejde bez emisí CO2, a proto jsme začali jako první vyvíjet technologie k zachytávání a ukládání CO2. Ty mohou snížit emise nejen v Norsku, ale všude ve světě. Navíc disponujeme obrovskou úložnou kapacitou v Severním moři a díky tomu máme v současnosti skvělou pozici k zavedení komerčního využití technologie CCS.

Název zastřešujícího projektu norského státu k CCS – Longship – odkazuje k Vikingům.

Jsem si jistý, že většina lidí pracujících na tomto projektu je stejně nadšená jako Vikingové, kteří před tisícem let brázdili Atlantik ve svých unikátních „longships“ – dlouhých lodích, jež jim umožnily nejen válečnou a obchodní expanzi, ale také první objevitelské plavby mimo evropský kontinent. Naším cílem je, aby byl podobným způsobem projekt CCS Longship průkopníkem nové technologie po celém světě.

Jak dlouho již na projektu Longship pracujete? Jak funguje a jaké jsou výhledy do budoucna?

Je to dlouhý příběh. První velký projekt CCS schválila norská vláda již v roce 2007 v rafinérii Mongstad na západním pobřeží Norska. K jeho realizaci ale nikdy nedošlo, protože se během plánovacího období ukázal jako příliš komplikovaný a nerentabilní, takže byl v roce 2013 zastaven. Na využití technologie CCS jsme ale rozhodně nerezignovali – pracovali jsme na nových řešeních, které daly základ projektu Longship. V současnosti má projekt od parlamentu schváleny finance ve výši 16,8 miliardy norských korun (1,7 miliardy eur). Začínají první stavební práce a celý projekt by měl být uveden do provozu v roce 2024. CO2 bude zachycován v cementárně Norcem na jihovýchodním pobřeží Norska. Odtud bude loděmi přepravován do terminálu na západním pobřeží poblíž Bergenu a následně potrubím do oblasti struktury Aurora v Severním moři, kde se deponuje v úložišti 2600 metrů pod úrovní mořského dna (viz ilustrace). Existuje také možnost zachytávat CO2 ze zařízení na zpracování odpadu v Oslu, na tuto část projektu je ale ještě nutné zajistit další finance.

Projekt Longship chce být „otevřenou“ infrastrukturou pro přepravu a ukládání CO2, kterou budou moct využívat i jiné země. Je to podle vás reálné? A kterých zemí by se to konkrétně týkalo?

Ano, s tím projekt počítá, je to součástí jeho obchodního plánu, a bude proto disponovat potřebnou kapacitou pro přepravu i ukládání. Podniky produkující při výrobě velké objemy CO2 jej mohou samy zachytávat a dopravit do naší infrastruktury k uložení. Díky tomu budou moct významně snižovat emise CO2 všechny země v blízkosti Severního moře, zejména pak ty nejblíže samotného úložiště jako Švédsko, Dánsko, Německo, Nizozemsko, Belgie a Francie.

Aage Stangeland

Odborný poradce Norské rady pro výzkum (NRC) v oblasti technologií zachytávání,
využívání a ukládání CO2 (CCUS). Je koordinátorem norského výzkumného programu CLIMIT, jehož cílem je urychlení komercia­lizace těchto technologií pomocí finanční stimulace výzkumu, vývoje a demonstračních projektů. Program je řízen Norskou radou pro výzkum ve spolupráci s norskou státní společností Gassnova. Od roku 1995 je Stangeland držitelem magisterského titulu v oboru chemického inženýrství z Norské univerzity vědy a technologie (NTNU). V roce 2005 získal na Univerzitě v Oslu doktorský titul v oboru materiálových věd. V Norské radě pro výzkum pracuje od roku 2010, předtím čtyři roky působil jako poradce v oboru technologií CCUS v ekologické nevládní organizaci Bellona Foundation. Byl rovněž vědeckým pracovníkem na poli degradačních vlivů CO2 v norském Ústavu pro energetický výzkum a plánovačem výroby plynových turbín ve společnosti General Electric.

Co si myslíte o zachytávání CO2 přímo z atmosféry – je to správná cesta do budoucna?

Ještě před deseti lety mnoho odborníků tvrdilo, že přímý záchyt CO2 ze vzduchu je příliš nákladný. Ti samí odborníci dnes říkají, že tuto technologii potřebujeme. Na základě závazků Pařížské dohody ohledně udržení globálního oteplení výrazně pod 2 °C dnes již panuje všeobecná shoda na tom, že svět musí být do poloviny tohoto století uhlíkově neutrální a v další polovině pak musí začít přebytečný CO2 z atmosféry odstraňovat. Takže ano, přímý záchyt CO2 z atmosféry je cestou do budoucna.

Je v souvislosti se Zelenou dohodou, což je balíček opatření Evropské komise, CCS jediným řešením pro evropský průmysl? S ohledem na takzvané procesní emise, které vznikají čistě z důvodu chemické reakce a nelze je „obejít“ – jako například u metalurgického průmyslu nebo výroby stavebních hmot, které představují základ pro budování zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů?

Nelze se spoléhat pouze na jednu technologii, k dosažení uhlíkové neutrality potřebujeme aplikovat všechna dostupná funkční řešení – jak obnovitelné zdroje energie, tak zvyšování energetické účinnosti, tak i CCS. Ale co se týče procesních emisí, ty mohou být eliminovány pouze technologií CCS. Výroba cementu je ukázkovým příkladem, protože při ní vždy vzniká CO2 jako vedlejší produkt. Samozřejmě i zde bude hrát důležitou roli zvyšování energetické účinnosti, ale bez CCS nemůže být výroba cementu nikdy plně uhlíkově neutrální.

Existují technologické rozdíly mezi ukládáním CO2 pod mořským dnem a v pevninských horninách?

Teoreticky jde o tu samou technologii, jediným rozdílem je, že vrty pro injektáž CO2 jsou levnější na pevnině než na moři.

Co se stane s CO2 poté, co je injektován hluboko pod mořské dno nebo do pevninské geologické struktury? Existují vědecké studie ohledně změn hornin po styku s CO2? A jaká jsou potenciální rizika, třeba i po stovkách či tisících letech „skladování“?

Za prvé je potřeba vybrat místo s vhodnými geologickými podmínkami. Úložiště musí mít dobrou pórovitost, tedy velký počet prostorů mezi horninovými zrny, které CO2 pojmou. A ve vrchní části musí být nepropustná hornina, která zabrání zpětnému úniku CO2 do moře či do ovzduší.

Úložiště je většinou vyplněno slanou vodou – solankou. V ní se CO2 rozpustí a po velmi dlouhé době, řádově stovek a tisíců let, začne CO2 reagovat s okolními nerosty a vytvoří pevnou horninu. Riziko zpětného úniku CO2 se díky tomu s časem snižuje. Ale přesto existuje. CO2 může unikat puklinami a podél zlomů nebo z nesprávně vyvrtaných a nedostatečně utěsněných vrtů. Proto je důležité vybírat pro úložiště místa s nejvhodnějšími geologickými podmínkami a po injektáži CO2 lokalitu pečlivě monitorovat. Pokud je však ukládání prováděno podle nejlepších známých postupů a dodržují se všechna opatření, jsou rizika omezena na minimum.

Je to opravdu „dlouhodobě udržitelné“? Existují studie, jež tvrdí, že CO2 nakonec stejně ze svého úložiště v horninách pod mořským dnem dříve či později unikne.

Pokud tohle nějaké studie tvrdí, pak neříkají pravdu. Je naopak vědecky ověřeno, že CO2 zůstává v horninách bezpečně uložený a při profesionálně řízeném provozu úložiště nemá šanci uniknout zpět.

Jaká je energetická náročnost provozu této technologie? Co byste odpověděl skeptikům, kteří tvrdí, že CCS nakonec vyprodukuje stejnou, nebo dokonce větší uhlíkovou stopu, než kterou se snaží snížit?

Samozřejmě že provoz CCS má klimatickou stopu. Ta je ale ve srovnání s množstvím bezpečně uloženého CO2 velmi, velmi malá. Nejvíce energeticky náročné je zachytávání CO2 – když například instalujete tuto technologii do uhelné elektrárny, spotřebujete na její provoz pět až deset procent vyrobené energie. Zjednodušeně lze říct, že technologie CCS celkově pro­­dukuje ani ne desetinu CO2 v porovnání s tím, kolik ho zachytí a uloží. Což je výrazně lepší, než jej vypouštět do atmosféry, jak se to dnes děje. Navíc stále probíhá výzkum a vývoj, který tuto ekologickou stopu v budoucnu ještě významněji sníží.

Jak na výstavbu infrastruktury této nové technologie reagují blízké obce a jejich obyvatelé?

Není to snadné. Veřejnost má často k úložištím CO2 negativní vztah. To je jedna z největších překážek při realizaci velkých CCS projektů. Jsou proto nutné informační kampaně s objektivními a přesnými fakty o CCS. Mnoho lidí se bojí, že může velmi snadno dojít k úniku CO2 a následně k požáru nebo výbuchu. Faktem je, že CO2 nehoří ani nevybuchuje. Poskytování přesných informací je proto při přípravě projektů CCS nanejvýš důležité. Jedním ze způsobů, jak tento problém vyřešit, je přejít na mořské úložiště namísto pevninského. Projekt Longship je mořské úložiště a v Norsku dnes nepanují žádné obavy ohledně jeho bezpečnosti.

Proč bychom CCS neměli vnímat jako ukládání nebezpečného odpadu, ale naopak jako něco, co nám z pohledu ekologie pomáhá?

Technologie CCS jsou jedním z mála spolehlivě odzkoušených způsobů, jak účinně redukovat emise skleníkových plynů: díky stabilním podzemním úložištím nevzniká žádný nebezpečný odpad, který by ohrožoval lidi, zvířata, rostliny ani širší přírodní ekosystémy.

Existují i jiné způsoby využití, třeba že by se ze zkapalněného CO2 vyráběly pohonné hmoty, plasty či vodík?

Ano, to je velmi dobrá myšlenka. Jenže i kdybychom byli schopni suplovat veškerou současnou výrobu a spotřebu kapalných paliv i jiných materiálů pomocí CO2, ani zdaleka to nevyřeší stávající enormní nadprodukci tohoto skleníkového plynu. Je určitě důležité rozvíjet CCU (Carbon Capture and Utilization – zachytávání a využívání CO2) tak, aby tento proces byl co nejefektivnější jak provozně, tak i nákladově. My se ale v Norsku zaměřujeme primárně na CCS, protože tuto technologii považujeme za hlavní způsob k dosažení současných klimatických cílů.

Přečtěte si také