Co s emisemi CO2? Zakopat pod zem?

24.8.2011 09:00 | PRAHA (Ekolist.cz) Diskuse: 1 Celý svět se v rámci snah o zastavení klimatických změn snaží snížit emise CO2. Jedním z řešení je tento skleníkový plyn ukládat pod zem nebo na dno oceánů. Do technologie nazývané CCS (Carbon Capture & Storage), která může být nadějí nebo problém jen oddálit, se už investovaly miliardy dolarů.

Technologie CCS se v obecné rovině skládá ze tří relativně samostatných fází: zachycení CO2, jeho přepravy a následného uložení pod zem či pod vodní hladinu. Carbon Capture & Storage Association uvádí, že tato technologie umožňuje zachytit 90 % emisí CO2 při výrobě elektřiny, v ocelárnách a cementárnách. Jako příklad uvádí Carbon Capture & Storage Association uhelnou elektrárnu s výkonem 900 MW, u které by šlo zachytit 5 milionů tun CO2 ročně. Mezinárodní energetická agentura odhaduje, že CCS by mohlo pomoci na padesátiprocentním snížení emisí CO2 do roku 2050 z jedné pětiny.

Technologie CCS není samospásná, je jen spolu s úsporami, vyšší účinností a třeba také využíváním obnovitelných zdrojů jednou z možností, jak celosvětově snížit emise CO2. Podle Evropské sítě pro oxid uhličitý (CO2NET), která tuto technologii propaguje, lze CO2 ukládat do vytěžených ložisek ropy nebo zemního plynu, uhelného souvrství nebo zvodnělého souvrství (tzv. akvifer). Geologické struktury podle CO2NET nabízí dostatek kapacit pro ukládání CO2 po desítky, možná stovky let.

Vít Hladík z České geologické služby vysvětluje, že s úložišti se počítá v hloubkách od 800 metrů pod povrchem, kde tlak a teplota umožňují ukládat CO2 nikoli jako plyn, ale ve formě superkritické tekutiny o vysoké hustotě. Při stlačení se může objem CO2 snížit až na 0,3 % objemu při standardní teplotě a tlaku.

Teoreticky by bylo možné ukládat CO2 také pod hladinu oceánu, ale tato varianta by mohla mít nepříznivý vliv na vápenaté skořápky mořských živočichů. Mezinárodní klimatický panel IPCC s možností ukládání CO2 pod oceán počítá, tedy jako s jedním z více postupů proti emisím CO2 (jako další kroky vidí IPCC například rozvoj obnovitelných zdrojů energie, jadernou energetiku, přechod na nízkouhlíková paliva či vyšší energetickou efektivitu). V materiálech IPCC o technologii CCS se ale lze dočíst, že ukládání na dno oceánů není bez chyb. Experimenty ukázaly, že vysoká koncentrace CO2 na dně oceánu může kvůli změně pH usmrtit mořské organismy.

Mapy i on-line počítadlo

Na stránkách Scottish Carbon Capture & Storage je k dispozici mapa zahrnující údajně všechny projekty CCS, které zachytí více než 700 000 tun CO2 za rok. Na webu www.zeroemissionsplatform.eu lze zase sledovat on-line počítadlo, kolik emisí je aktuálně uloženo. Na této stránce si také můžete prohlédnout podrobný princip metody CCS.

Podle IPCC se na dně oceánu udrží 65 až 100 % uloženého CO2 po 100 let a 30 až 85 % po 500 let. Klíčové přitom je, jestli se emise uloží v hloubce 1000 nebo 3000 metrů. Čím hlouběji emise budou, tím méně jich unikne. Hladík však poznamenává, že se o ukládání na dno oceánu již neuvažuje, brání mu totiž mimo jiné i mezinárodní konvence.

Všeobecně se předpokládá, že se CCS může podílet na řešení problémů s emisemi CO2 na 50 až 100 let. Hrozí tak reálné nebezpečí, že současné problémy budou jen oddáleny a navíc vzniknou problémy vyvolané technologií CCS. Objevují se však teorie, že při injektáži do dostatečné hloubky pod zem mohou v řádech tisíců let se emise CO2 rozpustit v podzemní vodě a uhlík se tak „ztratí“.

Náklady klesnou. Nebo vzrostou

Odhadované náklady na novou technologii i na její provoz jsou diametrálně odlišné. Bronislav Bechník z Czech RE Agency uvedl, že náklady na separaci CO2 jsou odhadovány na 25 až 60 eur na tunu zachyceného CO2. Optimisté podle Bechníka očekávají, že budoucím výzkumem by mohly být sníženy asi na polovinu. „Náklady souvisí s cenou paliv a energií, může proto dojít i k jejich růstu,“ upozorňuje Bechník. „Osobně se domnívám, že technologie CCS bude po demonstračních pokusech zavržena,“ říká svou prognózu Bechník.

Náklady na stlačování plynu a jeho injektáž do geologických formací budou mezi 10 a 20 eur za tunu. Evropská síť pro oxid uhličitý ale věří, že při ukládání CO2 do vytěžených ložisek ropy nebo zemního plynu či do uhelných slojí lze získat díky vyššímu tlaku další ropu a zemní plyn, čímž by se náklady na ukládání mohly i zaplatit.

Doprava potrubím nebo loděmi na kratší vzdálenost vyhází na 1 – 4 eura za tunu, přeprava nákladními vozy by však vyšla dráže. Nejčastější je v praxi přeprava v potrubí, počet nehod je podle IPCC nízký, přesto je prý třeba pečlivě naplánovat trasu přes méně osídlené oblasti.

Právě přeprava by ale mohla být podle Bechníka problém, neboť obvykle jsou prý vhodné lokality pro uložení CO2 vzdáleny od elektráren. Vzhledem k nutnosti vybudovat infrastrukturu, která obsahuje zajištění „úložiště“, plynovodu, kompresní stanice a podobně, by tato technologie byla použitelná jen pro velké zdroje nebo pro skupinu zdrojů v jedné lokalitě.

Náklady společnosti Vattenfall na výstavbu elektrárny Schwarze Pumpe v Německu byly podle BBC 70 milionů euro.
Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autoraZdroj | Vattenfall'> Náklady společnosti Vattenfall na výstavbu elektrárny Schwarze Pumpe v Německu byly podle BBC 70 milionů euro. Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora Zdroj | Vattenfall

Technologie je zatím „v plenkách“, ale náklady jsou již nyní astronomické. Na základě výzkumu byly globální výdaje v roce 2010 na nové CCS infrastruktury celkem 11,9 miliard USD, odhaduje se ve studii The Carbon Capture and Storage/Sequestration (CCS) Market 2011-2021. Tato suma však obsahuje také investice do nových zařízení a produktovodů pro intenzifikaci těžby ropy pomocí CO2 v USA a v Kanadě.

Právě cenu vidí spolu s kapacitou úložišť IPCC jako hlavní faktor, který ovlivní, jaký význam v boji proti klimatickým změnám bude CCS hrát. Nejde jen o cenu samotného provozu technologie, ale i o cenu v porovnání s jinými alternativami snižování emisí.

CCS? Nebo EU ETS?

Kritici CCS se obávají, že celkové emise vinou energetické náročnosti technologie CCS vzrostou a budou uloženy v zemi jen z části. Podle Vojtěcha Koteckého z Hnutí DUHA i Jiřího Jeřábka z Greenpeace sama technologie spotřebuje až 40 % energie, kterou elektrárna vyrobí. To je asi největší rozdíl od obchodování s emisními povolenkami EU ETS, které má v ideálním případě vést k tomu, že se podnikům vyplatí udělat taková opatření, aby emise CO2 nevypouštěly. Také ředitel Centra pro otázky životního prostředí Univerzity Karlovy Bedřich Moldan uvedl, že CCS nepovažuje za šťastné řešení. „CCS může možná na nějaký čas trochu pomoci, ale stejně ne na dlouho,“ myslí si Moldan.

Technologie CCS naopak není zcela proti mysli klimatologovi Janu Pretelovi. „Vidím v ní jedno z možných řešení, byť asi ne zcela ideální,“ řekl pro Ekolist Jan Pretel a dodává, že samotná technologie rozhodně problémy s CO2 vyřešit nemůže a „snad to ani nikdo neočekává“.

Vít Hladík z České geologické služby však vidí v technologii CCS budoucnost a upozornil, že pokud nechceme vypouštět CO2 do ovzduší a budeme spalovat fosilní paliva, je CCS de facto jediným způsobem, jak zachytit až 90 % emisí CO2 z velkých zdrojů.

Na ropném poli Weyburn v Kanadě se oxid uhličitý používá k intenzifikaci těžby ropy a zároveň se ukládá do uvolněného pórového prostoru v ložisku.
Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autoraFoto | Vít Hladík / Česká geologická služba'> Na ropném poli Weyburn v Kanadě se oxid uhličitý používá k intenzifikaci těžby ropy a zároveň se ukládá do uvolněného pórového prostoru v ložisku. Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora Foto | Vít Hladík / Česká geologická služba

Ve světě to již funguje

Prvním komerčním projektem ukládání CO2 na světě byl již v roce 1996 norský projekt Sleipner. Ročně do akviferu pod Severním mořem uloží asi milion tun CO2, uvádí CO2NET. V Nizozemí zase probíhá projekt K12-B, kdy se CO2 vrací zpět do dna Severního moře do hloubky asi 4000 metrů, odkud se při těžbě zemního plynu spolu s metanem dostal plyn ven.

Carbon Capture & Storage Association informuje, že celkem 26 milionů tun již bylo uloženu ve Weyburnu v Kanadě a In Salah v centru Alžíru ukládá každý rok více než milion tun CO2. Snøhvit v severním Norsku ukládá dalších 700 000 tun CO2 za rok. První demonstrační zařízení ve Velké Británii bude prý v provozu od roku 2015.

Švédská energetická společnost Vattenfall se touto problematikou zabývá a tvrdí, že technologie je bezpečná. Rizika spojená s CCS jsou podle společnosti Vettenfall známá a malá ve srovnání s riziky plynoucími ze zanedbání problému klimatických změn.

V roce 2008 Vattenfall spustil v Německu po dvouleté výstavbě pilotní elektrárnu Schwarze Pumpe, kde je technologie CCS využívána. Náklady byly podle BBC 70 milionů euro. Evropská unie tehdy veřejně vyslovila přání vzniku dalších elektráren, které budou využívat technologii CCS.

Demonstrační projekt u elektrárny Bełchatów v Polsku by měl vyjít na 626 milionů a každá zachycená tuna CO2 by vyšla na 67 Euro. Ročně by tento projekt mohl „schovat“ 2 miliony tun CO2.

Technologii CCS sleduje i český energetický gigant ČEZ, který se kvůli sběru informací účastní některých mezinárodních projektů. Manažer projektů výzkumu a vývoje v ČEZu Aleš Laciok uvedl pro Ekolist, že „technologie CCS není ještě zdaleka připravena k praktickému využití v energetice“. Výzkum se podle něho zaměřuje na to, jak se bude dlouhodobě chovat uložené CO2 do geologických formací. Separace CO2 ze spalin je podle něho stále příliš ekonomicky i energeticky náročná.

Technologie CCS

předchozí    další , tedy do webíku fotogalerie, ne fotky--> Schéma ukládání CO2 na lokalitě Sleipner. Zeleně je znázorněno těžené ložisko zemního plynu, modře pískovcový akvifer, do něhož se ukládá CO2. Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora Foto | Alligator film /BUG / Statoill