Na Islandu zahájilo minuý týden provoz největší zařízení na světě, které nasává oxid uhličitý přímo ze vzduchu a ukládá ho pod zem. Oznámily to společnosti Climeworks AG a Carbfix, které stojí za touto nově vznikající ekologickou technologií.

Švýcarský start-up Climeworks se specializuje na zachycování oxidu uhličitého přímo ze vzduchu. Za partnera si vybral islandskou firmu Carbfix, která se zaměřuje na uskladňování oxidu uhličitého. Společně vyvinuly zařízení, které ročně odsaje 4000 tun oxidu uhličitého ze vzduchu. To odpovídá ročním emisím zhruba 790 aut.

Celosvětové emise oxidu uhličitého loni podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) činily 31,5 miliardy tun.

Přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu je jednou z několika technologií, které umožňují jeho zachycení z atmosféry. Vědci to považují za nezbytný postup ve snaze omezit globální oteplování, které zřejmě způsobuje větší vlny veder, lesní požáry, záplavy a zvyšování hladiny moří.

Zařízení se nazývá Orca, což je odkaz na islandský výraz pro energii. Skládá se z osmi velkých kontejnerů podobného vzhledu jako ty, jež se používají v lodní dopravě, které obsahují vysoce kvalitní filtry a ventilátory k odsávání oxidu uhličitého. Izolovaný oxid uhličitý se pak smíchá s vodou a je pumpován hluboko pod zem, kde se pomalu mění v horninu. Obě technologie využívají obnovitelnou energii z blízké geotermální elektrárny.

Přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu je stále začínající a nákladnou technologií, vývojáři však doufají, že se jim podaří snížit ceny díky rozšíření zařízení, protože více firem a spotřebitelů se snaží snížit svoji uhlíkovou stopu. Podle IEA je na světě nyní v provozu 15 zařízení na přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu, které ročně zachytí více než 9000 tun.

Světové emise CO₂ z fosilních paliv a výroby cementu (foto faktaoklimatu.cz)
Světové emise CO₂ z fosilních paliv a výroby cementu (foto faktaoklimatu.cz)

Americká ropná společnost Occidental v současnosti vyvíjí největší zařízení na přímé zachycování oxidu uhličitého, které má z ovzduší blízko některých jejích ropných polí v Texasu ročně odčerpat jeden milion tun oxidu uhličitého.

Boj za snižování množství oxidu uhličitého v atmosféře se dnes vede na mnoha frontách. Na další možný způsob, jak se zapojit do tohoto snažení, a přitom být i určitým způsobem produktivní, přišli vědci z německého Fraunhoferova ústavu IGB. Začali tento skleníkový plyn používat jako surovinu při výrobě plastů. Postup je následující: z oxidu uhličitého nejprve vyrobí metanol a kyselinu mravenčí, které následně prostřednictvím kontrolovaného působení mikroorganismů přemění na stavební bloky pro tvorbu polymerů. Na průmyslové využití této metody si však budeme muset ještě nějaký čas počkat, vědci totiž odhadují, že do praxe tato technologie může proniknout až za zhruba 10 let.

Podle odborných údajů dosáhla koncentrace CO2 v zemské atmosféře již přibližně 400 částic na jeden milion (ppm), což odpovídá 0,04 procenta. Pro srovnání: ještě v polovině 19. století se tato hodnota pohybovala kolem 280 ppm. Emise CO2 ze spalování fosilních paliv proto mají od počátku letošního roku „svoji cenu“ – výrobní společnosti od té doby musejí za své emise CO2 platit. Mnoho firem proto hledá způsoby, jak se těmto poplatkům vyhnout nebo je minimalizovat. Některé firmy si ale začaly klást i otázky typu: Jak můžeme snížit emise CO2 pomocí tzv. biologicky inteligentních procesů?

Zkusme to s biotechnologiemi

V současné době se výzkumům v tomto směru velmi intenzivně věnují vědci z německého Fraunhoferova ústavu pro mezifaciální a bioprocesní technologie (Fraunhofer-Institut IGB) v rámci projektů EVOBIO a ShaPID. Jedná se o technologicky velmi náročné projekty, proto na nich spolupracuje i několik dalších Fraunhoferových ústavů. „Oxid uhličitý používáme jako základní surovinu,“ říká Jonathan Fabarius, vedoucí výzkumu mikrobiální katalýzy na Fraunhofer IGB. „Postupujeme dvěma směry: jedním z nich je heterogenní chemická katalýza, při které pomocí katalyzátoru přeměňujeme CO2 na metanol. Druhým je elektrochemie, s jejíž pomocí vyrábíme z CO2 kyselinu mravenčí,“ popisuje dále.

Unikátnost tohoto výzkumu však nespočívá pouze v produkci metanolu a kyseliny mravenčí na bázi CO2, ale především v jejich kombinaci s biotechnologiemi, přesněji řečeno s fermentací za pomoci mikroorganismů. Zjednodušeně lze říci, že vědci nejprve z CO2 vyrábějí metanol a kyselinu mravenčí a ty pak používají jako „krmivo“ pro mikroorganismy, které pomáhají s výrobou dalších, komplexnějších produktů.

Příkladem takového produktu jsou organické kyseliny, které se používají jako stavební bloky při výrobě polymerů. Tímto způsobem by tedy bylo možné vyrábět plasty na bázi CO2. Bylo by tak ale možné vyrábět i aminokyseliny, například jako potravinové doplňky nebo krmivo pro zvířata.

Mnoho výhod

A jak vlastně tyto mikroorganismy „pracují“? A jak lze vlastně to, co produkují, ovlivňovat? „V zásadě používáme metabolismus mikroorganismu k řízení výroby požadovaných produktů. Do mikrobů vložíme geny, které dodají plán pro tvorbu konkrétních enzymů. Celý tento proces se nazývá metabolické inženýrství. Enzymy, které pak v mikroorganismu vznikají, katalyzují výrobu určitého produktu. Geny, které by tento proces mohly negativně ovlivnit, dokážeme cíleně vypínat. Tímto řízeným střídáním genů můžeme vyrábět širokou škálu produktů,“ popisuje Jonathan Fabarius.

Tento nový postup nabízí řadu výhod. Vedle toho, že tak lze vytvářet zcela nové produkty, je možné jím také zlepšit stopu CO2 již zavedeným produktům. Zatímco konvenční chemické procesy vyžadují mnoho energie a někdy i použití toxických rozpouštědel, s pomocí mikroorganismů lze vyrábět za mnohem méně drastických a energeticky účinnějších podmínek, mikrobi se totiž dokážou množit v ekologicky čistých vodných roztocích.

Celý tento výzkum je zajímavý také tím, že vědci při něm používají nejen nativní metylotrofní bakterie, tedy ty, které přirozeně zpracovávají metanol, ale dokážou pracovat i s kvasinkami, které metanol metabolizovat nedokážou. Souběžně se svým výzkumem také po očku neustále sledují, zda věda neobjevila nějaké nové zajímavé mikroorganismy, které by mohli zapojit do výstavby svých malých „buněčných továren“.

Výzkumný tým Fraunhoferova ústavu nyní rozpracovává celý výrobní řetězec: počínaje kultivací mikroorganismů přes genové modifikace až po možnosti škálování produkce. I když jsou některé výrobní etapy stále pouze v čistě laboratorní fázi, jiné již jsou dále a byly při nich již nasazeny i první bioreaktory.

Pokud jde o průmyslové využití celé této nové technologie, vědci očekávají, že k němu dojde ve střednědobém až dlouhodobém horizontu – zhruba za deset let. Tlak na průmyslový sektor, aby zaváděl progresivní ekologické výrobní procesy, jako je tento, však neustále roste.

Používání syntetických paliv by v budoucnu mohlo přispět k minimalizaci emisí skleníkových plynů, které vytváří letecká nebo těžká nákladní doprava. Díky systému Power-to-Liquid, který vyvinula společnost Ineratec, spadající pod Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) v rámci spin-offu Energy Lab 2.0, je tato technologie již téměř na dosah. Má podobu modulárního systému umístěného v kontejneru a sériová výroba by podle uvedené firmy měla být zahájena již v brzké době.

Tento plán potvrzuje profesor Roland Dittmeyer z karlsruheského institutu: „Nacházíme se v poslední fázi na cestě k průmyslovému použití. Systémy tohoto typu konstrukce pomohou prostřednictvím e-paliv a e-chemikálií učinit odvětví dopravy a chemický průmysl udržitelnějšími.“

Celý systém je umístěn v areálu Energy Lab 2.0 v severním areálu kampusu KIT. Z oxidu uhličitého a obnovitelného vodíku se v něm vyrábí syntetická palivová směs nazývaná Syncrude, kterou lze dále zpracovávat na syntetický kerosin, naftu či benzín. „K této výrobě jsou nezbytné dva reaktorové stupně, které jsme poprvé spojili, vylepšili jejich design a také přizpůsobili měřítko, aby bylo relevantní pro naši technologii,“ řekl dále Dittmeyer. „Takto nyní můžeme vyrobit až 200 litrů paliva denně,“ dodal.

Testy byly úspěšné

Uhlovodíky s dlouhým řetězcem vyrábí firma Ineratec v jednom z reaktorových stupňů pomocí Fischer-Tropschovy syntézy (FT syntéza) ze syntézního plynu, který se skládá hlavně z oxidu uhelnatého (CO) a vodíku. Ve druhém reaktoru probíhá reverzní reakce, při níž dochází k posunu voda-plyn (RWGS). Reaktor RWGS je tvořen mikrostrukturovanými deskami, které skýtají velkou provozní flexibilitu a zajišťují vyšší účinnost.

Nový design těchto desek firma nyní úspěšně otestovala ve spojitém provozním procesu. „Podařilo se nám tento proces výrazně vylepšit, takže nyní lze s optimalizovaným reaktorem RWGS řídit reakce ještě přesněji,“ podotkl Tim Böltken z vedení společnosti Ineratec. Elektrolyzéry dokážou každou hodinu zpracovat až tři kilogramy vodíku. To podle Böltkena odpovídá nově vytvořenému výkonu 125 kilowattů.

Již v roce 2019 byl v první fázi projektu, v rámci dotačního projektu Kopernikus P2X, uveden do provozu první plně integrovaný systém pro výrobu paliva ze vzduchu a zelené energie. Výroba tehdy dosahovala přibližně deset litrů syntetického paliva denně a kombinovala zachycování CO2 ze vzduchu a vysokoteplotní elektrolýzu, s jejichž pomocí vznikal syntézní plyn, syntéza FT a následně i zpracování produktu na hotové palivo.

V současné době je ve druhé fázi financování P2X tento procesní řetězec nastaven na denní produkci výkonu 250 kilowattů. Od roku 2022 by pak měl přímo z CO2 ve vzduchu vyrábět přibližně 200 až 300 litrů paliva denně.

Dalším krokem sériová výroba

Úspěšná demonstrace technologie reaktoru RWGS na této úrovni škálování představuje poslední důležitý krok v rámci univerzitního výzkumu. V další fázi chce společnost být schopna poskytnout technologii Power-to-X rychle a levně pro sériovou výrobu, a to prostřednictvím dalšího rozšíření škálování a standardizace.

Zachycování oxidu uhličitého se začíná měnit ze snu na byznys. Zatím jde o velmi malé a nedovyvinuté odvětví, stále ještě spíše sen či představa než skutečný “obchod”, ale náznaky jsou. A protože jde o odvětví tak nedopečené, je jasné, že se v něm bude ještě hodně experimentovat.

Jedním takovým experimentem s velmi smělými plány viditelnými již v názvu je kalifornská společnost Holy Grail, tedy “Svatý grál” (v angličtině se tento výraz používá častěji než v češtině, jde o celkem běžnou metaforu pro cíl, po kterém prahnou všichni). Tento dva roky starý start-up se sídlem v kalifornském Mountain View, přistupuje k řešení problému, jak uhlík zachytit “v malém”.

Start-up staví prototyp malého a modulárního zařízení pro přímé zachycování oxidu uhličitého na vzduchu. To je výrazný rozdíl proti prakticky všem jimým projektům v této oblasti, a to nejen v kalifornském či americkém měřítku. Cílem většina prototypových linek či experimentů je zachycovat oxid uhličitý z velkých centralizovaných zdrojů, jako jsou elektrárny nebo průmyslové podniky.

Začít u sebe?

Podle Pereiry je zařízení na zachycování uhlíku stále ve fázi prototypu a mnoho konkrétních údajů – například předpokládaná velikost konečného produktu a doba, po kterou bude pravděpodobně fungovat – se teprve musí doladit. Nákladově efektivní separace oxidu uhličitého ze vzduchu je technicky sice zvládnutá, ale jde stále o poměrně “pracný” proces. “Současné technologie jsou velmi složité. V zásadě se při nich [k zachycování uhlíku] používá buď teplota, nebo tlak.” Což je samozřejmě hrubé zjednodušení, ale je pravdou, že dnešní separátory oxidu uhličitého z atmosféry byste doma mohli mít těžko. Skutečně jde o průmyslová zařízení, která mají odpovídající spotřebu energií a rozměry.

Pereira uvedl, že společnost chce vyvinout zařízení, které bude velmi jednoduše řečeno stačit “připojit do zásuvky” – nebude potřebovat nic jiného než elektřinu. Bohužel, detailů je opravdu málo. Společnost je v procesu podávání patentů na tuto technologii, takže odmítl být příliš konkrétní ohledně mnoha charakteristik zařízení, včetně toho, z čeho bude vyrobeno (viz například nicneříkající rozhovor pro server CleanTechnica).

Cílem má být vytvořit malou jednotku, jejíž provoz bude možný bez i v malém; ekonomický model by tedy neměl spoléhat na úspory z rosahu. A má být modulární, takže je bude možné stohovat nebo konfigurovat podle požadavků zákazníka.

“Čističe”, jak zařízení nazval Pereira, by měly sloužit pouze k zachycování oxidu uhličitého, nebudou ho měnit například na palivo. Pereira místo toho vysvětlil že jakmile bude jednotka plná, mohla by ji společnost od zákazníka odvézt, ačkoli to, kde tento uhlík skončí, je stále otevřenou otázkou. Firma má evidentně ještě o čem přemýšlet.

Takto nějak by mohl vypadat závod společnosti Carbon Enginnering na odstraňování CO2 z ovzduší v Texasu (kredit Carbon Engineering)
Takto nějak by mohl vypadat závod společnosti Carbon Enginnering na odstraňování CO2 z ovzduší v Texasu (kredit Carbon Engineering)

Společnost začne s prodejem uhlíkových kreditů, přičemž své přístroje využije jako projekt snižování emisí uhlíku. Konečným cílem je prodávat “čističe” komerčním zákazníkům a nakonec i jednotlivým spotřebitelům. Přesně tak: Holy Grail chce, abyste měli vlastní zařízení na zachycování uhlíku, možná dokonce přímo na své zahradě. Společnost má však před sebou pravděpodobně ještě dlouhou cestu.

“V podstatě přesouváme faktor škálování od výstavby velmi velkého megatunového zařízení a projektového managementu a všech těchto věcí k výstavbě zařízení běžným sériovým způsobem jako u jiných spotřebičů.”

Přestože společnost Holy Grail čeká ještě dlouhá vývojová a testovací fáze, nápad zaujal pozornost a kapitál známých investorů a zakladatelů ze Silicon Valley – kteří (doufáme v zájmu jejich investorů) ví něco více než my. Společnost tak nedávno získala 2,7 milionu dolarů v počátečním financování od společností LowerCarbon Capital, Goat Capital, zakladatele Stripe Patricka Collisona, Charlieho Songhursta, spoluzakladatele Cruise Kylea Vogta, spoluzakladatele Songkick Iana Hogartha, Starlight Ventures a 35 Ventures. Podíleli se také stávající investoři Deep Science Ventures, Y Combinator a Oliver Cameron, který spoluzakládal Voyage, autonomní vozidlo, které získala společnost Cruise.

Loď se blíží k přístavu. V námořnické hantýrce to znamená, že čas na korekci kurzu je u konce. Uvidíme tedy, zda je to i případ ropy. Obrovská “loď” – světová poptávka po ropě – nezdržitelně míří ke srážce se stavem dodávek, která bude mít pro spotřebitele znatelné důsledky.

Tento příměr nedávno použil ve svém článku analytik a publicista David Messler. Není zdaleka sám, kdo tak uvažuje – podle řady odborníků v příštích měsících či letech by mohly ceny ropy a dalších fosilních paliv vystoupat na hladiny z let 2008. Proč, to se pokusíme vysvětlit v následujících řádcích.

Přiškrcené peněženky

Těžební společnosti až na výjimky v posledních letech šetří. Počet prováděných vrtů, a tím i kapitálových investic klesl postupně tak, že nestačí podle některých názorů ani k udržení těžby ropy na současné úrovni. Následující graf společnosti WoodMac, která se zabývá poradenstvím v oblasti energetiky, ukazuje, jak výrazný byl pokles kapitálových výdajů.

Roční investice do rozvoje těžby ropy (graf WoodMac)
Roční investice do rozvoje těžby ropy (graf WoodMac)

Roční investice do těžby ropy (foto WoodMac)

Není divu, že společnost z tohoto trhu odcházejí. Jak trh v čele s investičními fondy, jako je Blackrock, usilujícími o zelenou “čistotu” při rozdělování finančních prostředků na nové zdroje energie, tak i vládní nařízení nařizující snižování uhlíkové stopy a přechod k obnovitelným zdrojům energie, dávají ropným a plynárenským společnostem poměrně jasný signál, že o nové dodávky ropy a plynu není zájem.

Navíc nedávno nizozemský soud nařídil společnosti Shell, aby urychlila dekarbonizaci, a právě tento týden podnikla společnost kroky tímto směrem. Podle informací agentury Reuters se Shell rozhodl opustit naležiště v texaské Permské pánvi, které je centrem těžby ropy a plynu z břidlic. Jde o monumentální rozhodnutí, které může zcela zásadně změnit charakter firmy. Shell není jediný. I další velké společnosti BP a Total Energies snížila alokaci kapitálu na rozvoj těžby ropy a zbavila se aktiva, která s ní souvisí. Včetně některých možných nových potenciálních nalezišť ropy a plynu.

V blízké budoucnosti se velmi pravděpodobně bude těžit méně ropy. Takový trend alespoň naznačuje pohled na statistiky břidličných vrtů v USA. Těžba z břidlic je jeden z hlavních důvodů, proč byly ceny ropy v posledních letech tak nízké – díky ní se USA totiž vrátily na pozici největšího světého producenta této suroviny.

Ovšem škrty se nevyhnuly ani této oblasti. Jak upozorňuje například právě zmíněný David Messler, aktivita těžařů v USA se po vynucené pandemické přestávce sice výrazně zvyšuje, ale stále ještě je poměrně výrazně pod úrovní roku 2019. U břidlicových vrtů přitom dochází k přirozeně vysokému meziročnímu poklesu produkce, který může být dočasně zmírněn novým “frakováním”, tedy hydraulickým štěpením horniny. Ilustruje to následující graf, který zobrazuje počet ropných souprav a cenu ropy na americkém trhu (WTI).

Srovnání počtu pevninských vrtných souprav v USA a ceny ropy na americkém trhu (data EIA)
Srovnání počtu pevninských vrtných souprav v USA a ceny ropy na americkém trhu (data EIA)

Vyšší ceny ropy situace změní, ale není jisté do jaké míry. Odvětví se však v posledních několika letech změnilo a v současné chvíli podle analytiků na trhu chybí jak zařízení, tak lidé. Díky investičním škrtům byly odepsány a sešrotovány soupravy a další vybavení za miliardy dolarů. Zaměstnanci si našli novou kariéru a vzhledem k otřesům v odvětví se nechtějí vrátit. Loď je tak blízko mola, že už její trajektorii nelze změnit, myslí si Messler.

V podobné situaci je i obor hlubinných mořských vrtů. Ty jsou řádově dražší než břidlicové vrty, alespoň pokud se počítá pouze s počátečními náklady. Díky relativně nízkému poklesu produkce, o 6-10 % ročně, pro ně ovšem celkové srovnání vychází příznivě. Důležitější je však to, že v pobřežních vodách bylo snadné snižovat nebo odkládat kapitálové výdaje. Ještě v srpnu 2013 hledalo ropu a plyn v hlubokomořských oblastech Mexického zálivu 65 vrtných souprav. K lednu 2021 se jejich počet snížil na 11. V mezinárodních vodách byl pokles také výrazné, byť ne tak: v roce 2013 fungovalo 3400 vrtných souprav. Dnes je jich 1232.

Kde vzít…

Někteří producenti, jako například OPEC+, v posledních několika letech těžbu omezovali záměrně a své zahálející kapacity mohou rychle uvést do provozu. Ale analytici se obávají, že ani to nebude stačit. Podle Christyana Maleka z JPMorgan Chase, citovaného Wall Street Journal, chybí v celosvětovém měřítku zhruba v investicích do rozvoje těžby 600 miliard dolarů. Bez těchto investic podle jeho odhadu firmy nemohou pokrýt předpokládanou poptávku v roce 2030.

Investiční schopnosti odvětví podle něj “podsekl” i tlak na vyplácení dividend, částečně vyvolaný obavami o dlouhodobý výhled poptávky po ropě. “Prostě nevím, kde by se měl vzít kapitál, který by po roce 2022 zaručil růst těžby takovým tempem, jaké bude potřeba,” řekl zase David Meaney, zakládající ředitel společnosti Assert Capital Management LP.

Je také nepravděpodobné, že by obří mezinárodní firmy jako Shell, Chevron a ExxonMobil měly chuť financovat nové ropné a plynové projekty jen proto, aby výpadek dorovnaly. Ne poté, co je investoři tvrdě trestají za to, že nedělají dost pro snížení své uhlíkové stopy.

Svět v neuvěřitelně krátké době nevratně vsadil na to, že zelená energie – solární, větrná a biopaliva – bude schopna převzít velkou část jeho energetické zátěže. V Čechách se o tom někdy pochybuje, možná pod dojmem zkušeností ze solárního boomu kolem roku 2010, který sice státní pokladnu vyšel draho, ale naši energetiku nijak zásadně nezměnil. Ale svět už je opravdu trochu “dále”, než si u nás uvědomujeme. Je však docela dobře možné, že už za pár měsíců nám to rostoucí ceny vytápění či pohonných hmot pomohou připomenout.

Evropský parlament schválil nový evropský “klimatický zákon” (EU Climate Law). Jeho součástí je i závazný cíl snížit emisí oxidu uhličitého, a to o 55 % do roku 2030. V roce 2050 už by měla být Evropská Unie klimaticky neutrální. V legislativním procesu zbývá jediný krok, totiž schválení Radou EU.

Tyto cíle si Unie stanovila v rámci “Zelené dohody pro Evropu”(European Green Deal). V jejím rámci bylo na vybranou ze snížení emisí o 50 % až 55 % oproti emisím z roku 1990. Evropská komise v rámci procesu navrhla snížení o 55 % a v této podobě byl cíl schválen i Evropský parlamentem. Legislativní proces je tak z velké části uzavřený a po schválení Radou EU bude předpis zveřejněn v Úředním věstníku EU a vstoupí po dvaceti dnech v platnost.

Cíle se tak pro EU stanou právně závaznými. Jde o zásadní krok, který dále zrychluje cestu Evropy za dekarbonizací. Do roku 2020 platil cíl snížení emisí CO2 o 20 %, pak byl v rámci tzv. zimního balíčku schváleno snížení emisí o 40 %. Legislativa také stanoví také samostatný cíl ve snižování emisí oxidu uhličitého i pro rok 2040. Ten ovšem zatím není součástí návrhu. Bude stanoven až po roce 2023, po analýze plnění Pařížské klimatické dohody.

Přestože tento tzv. “právní rámec pro klima” stanoví hlavní cíl, mnohem důležitější budou následné změny energetických a klimatických předpisů. Ty plánuje Evropská komise představit v rámci tzv. “Fit for 55 Package”, který, jak název napovídá, má umožnit dosažení stanoveného emisního cíle do roku 2030.

Balíček bude představen ve dvou fázích, první část předpisů má být představena 14. července tohoto roku, ta druhá v letošním čtvrtém čtvrtletí. Úpravy by se měly týkat zejména emisního obchodování, emisí v zemědělství a také připravovaného emisního cla.

Evropa připravuje legislativu, která by nabourala zavedená pravidla mezinárodního obchodu. Chystá se zdanit dovážené zboží na základě jeho uhlíkové stopy, tedy množství skleníkových plynů vypuštěných při výrobě daného zboží. Plán vzbudil pozdvižení ve světových dodavatelských řetězcích a zneklidnil velké obchodní partnery EU, jako jsou USA, Rusko a Čína.

Plán Evropské unie, jehož zveřejnění se očekává příští měsíc, vyvolal debatu před summitem vedoucích představitelů zemí G7, který začal 11: června, a jehož hlavním tématem byla mezinárodní reakce na změnu klimatu.

Návrh EU by otevřel v tomto boji obrazně řečeno “novou frontu”: poprvé by stanovil limity pro uhlíkové emise v obchodovaném zboží. Blok 27 evropských zemí tvrdí, že s jeho pomoc chce zabránit přesunu náročné průmyslové výroby mimo Evropu. Výrobci se tak vyhnout povinnosti na dodržování evropských emisních limitů, a nejsou v podstatě nijak penalizováni při zpětném dovozu do EU. Ekonomicky silná EU by tímto návrhem také vyslala důrazný signál ostatním zemím, aby začaly regulovat emise oxidu uhličitého.

Uhlík za evropskou cenu

Návrh přichází v době, kdy se prezident Biden a evropští představitelé snaží vdechnout nový život Pařížské klimatické dohodě poté, co Trumpova administrativa stáhla USA z dohody a některé evropské země nesplnily své vlastní emisní cíle.

Rozvojové země na dubnovém zasedání o klimatu označily uhlíkové clo za ” hluboce znepokojivé” a uvedly, že podkopává klíčovou zásadu pařížské dohody o klimatu, podle níž by chudší země měly nést menší část zátěže za snižování emisí než Evropa a další bohaté země. Výrobci v Číně, Indii a v celém rozvojovém světě jsou obvykle závislí na elektřině z uhlí; to znamená, že by pravděpodobně museli při vývozu do EU platit vysoké uhlíkové clo. Americké společnosti se zase obávají, že návrh vytvoří novou byrokratickou překážku, která bude bránit jejich přístupu na evropský trh.

Podle návrhu legislativy, kterou měl k dispozici deník The Wall Street Journal, by si dovozci určitých typů do EU museli kupovat certifikáty v hodnotě odpovídající uhlíkovým emisím vzniklým při jeho výrobě. Server Carbon Pulse uvedl, že systém bude velmi podobný evropským povolenkám: subjekty, které budou povinny se účastnit uhlíkového cla, budou nakupovat certifikáty, jejichž cena bude zrcadlit cenu povolenky v systému EU ETS.

Cena by se uplatňovala na každou tunu oxidu uhličitého vypuštěného při výrobě dováženého zboží. Přitom hodnota povolenek se od začátku roku 2021 vyšplhala na více než 50 eur za metrickou tunu oxidu uhličitého (tak vysoko, že oxid uhličtý už opravdu začíná být ekonomický problém). Obchodníci totiž očekávají, že blok ještě letos bude dále zvyšovat tlak na ceny za uhlík a povolenek bude vydávat méně.

Představitelé EU tvrdí, že systém uhlíkového cla je v souladu s pravidly Světové obchodní organizace, která zakazují vládám diskriminovat zahraniční společnosti. Oxid uhličitý vypouštěný v rámci bloku i mimo něj by totiž měl mít stejnou cenu. Zda argumentace obstojí, to se teprve uvidí. Na summitu G7 se USA a EU dohodly pouze na tom, že spolu budou dále o navrhovaném mechanismu jednat. Prostředníkem by přitom mohla být právě Světová obchodní organizace.

Dovozci, kteří odebírají zboží z těch několika málo zemí, které již stanovily cenu za emise uhlíku, by si podle návrhu mohli tyto náklady odečíst od navrhovaného dovozního cla. Toto ustanovení by mohlo být problémem pro výrobce ve Spojených státech, které žádný celonárodní systém uhlíkové daně nemají.

TSS Earnslaw (foto Bernard Spragg)
Uhlí nás uvedlo do průmyslového věku, jak dlouho je ještě budeme používat? (foto Bernard Spragg)

Zprvu exkluzivní, pak pro všechny

Zpočátku by se pravidla vztahovala na čtyři silně znečišťující odvětví: výrobu oceli, hliníku, cementu a hnojiv, uvádí se v návrhu. Postupně by byla zahrnuta i další odvětví. Návrh uvádí, že pravidla by mohla vstoupit v platnost během přechodného období počínaje rokem 2023 a plně platit od roku 2025, i když podle úředníků se tato data mohou v konečném návrhu změnit.

Na základě návrhu by vznikla nová agentura, která by vymáhala dodržování pravidel a vydávala certifikáty soukromým společnostem, jež by si dovozci najímali pro výpočet obsahu uhlíku v dováženém zboží. Dovozci zboží, na které by se poplatek vztahoval, tzv. mechanismus přeshraničního uhlíkového zúčtování (Carbon Border Adjustment Mechanism), by podle předlohy návrhu museli být zmocněni touto novou agenturou. Podle úředníků by legislativa vytvořila nový velký trh pro firmy s odbornými znalostmi v oblasti výpočtu tzv. uhlíkového obsahu dovážených výrobků.

Evropská komise, výkonná složka EU, připravuje návrh legislativy, který pak musí schválit vlády členských států bloku a Evropský parlament. Myšlenka již má širokou politickou podporu napříč celým blokem: členské státy EU ji schválily na loňském summitu a Evropský parlament tak učinil letos.

Tim Figures ze společnosti Boston Consulting Group pro WSJ řekl, že diskuse o nových pravidlech již nutí výrobce podnikat konkrétní kroky. “Naši klienti to vnímají jako další výzvu, aby se zabývali dekarbonizací svých dodavatelských řetězců,” řekl Figures. Podle něj se tak k tlaku investorů a etickému tlaku na snižování emisí skleníkových plynů přidává další faktor.

V Rusku, které by bylo tímto clem postiženo nejvíce, začal těžký průmysl vyvádět vysokoemisní výrobu do samostatných společností. Hliníkový gigant Rusal minulý měsíc uvedl, že vyčlení své hutě s vyššími emisemi oxidu uhličitého do samostatné společnosti, která bude prodávat převážně na domácím trhu. Rusal by se přejmenoval na AL+ a držel by hutě poháněné nízkouhlíkovou vodní energií na Sibiři. (Mluvčí společnosti na dotaz WSJ dodal, že rozdělení bylo motivováno Pařížskou dohodou, nikoli návrhem EU, ale časová shoda je nápadná.)

Rizika

Nevýhodou unijního přístupu je, že se opatření nebude prozatím vztahovat na výrobky, které se nacházejí na vyšších stupních hodnotového řetězce. Zdaňovány budou hliníkové desky, ale nikoli hliníkové plechovky nebo automobilové díly. Výrobci by tak mohli zdanění obcházet dovozem hotových výrobků.

Z tohoto a dalších důvodů evropští výrobci hliníku lobbovali u Komise, aby hliník nebyl do systému zařazen, ačkoli jejich hlavní konkurencí jsou čínští producenti, kteří hliník získávají s pomocí uhelných elektráren, které produkují obrovské množství oxidu uhličitého. “Nechceme být v systému, protože na základě toho, co víme, si myslíme, že to nemůže fungovat,” řekl Emanuele Manigrassi, manažer pro styk s veřejností v průmyslovém sdružení European Aluminium.

Systém má i svá další rizika. Někteří ekonomové tvrdí, že zámořští výrobci by také mohli systém obelstít tím, že by své vysoce emisně náročné zboží přesměrovali do třetí země nebo by si pro evropský trh vyhradili zboží vyrobené v nízkouhlíkových továrnách, zatímco pro zákazníky jinde by nadále vyráběli zboží v provozech s výrazně vyššími emisemi uhlíku.

Jinak řečeno, aby systém obelstily, pokusí se zamést své vlastní stopy a udělat ho co nejméně přehledný a čitelný. Mohla by tak údajně vzniknout “obluda”, kterou nikdo vytvořit nechtěl, nikdo nepotřebuje a bude jen všem na obtíž. Zatím je ovšem na hodnocení brzy, systém je známý pouze zprostředkovaně z úniků do médií. U tak nového nařízení s potenciálně velmi zajímavým a globálním dopadem je ovšem opatrnost nepochybně na místě.

Cena emisních povolenek v Evropské unii v průběhu letošního roku několikanásobně vzrostla, a citelně se začaly promítat do cen elektřiny. Jsou tak vysoké, že reálnou alternativou se začíná stávat „pumpování“ oxidu uhličitého pod zem. Pokud se skutečně tento systém prosadí, velkou výhodu budou mít na startu firmy, které k růstu CO2 přispěly nejvíce – těžební společnosti, myslí si geolog Jaromír Leichmann z Masarykovy univerzity.

Přijde mi, že pumpování oxidu uhličitého pod zem je nějaké bájné zvíře. Už jsem o něm slyšel mluvit mnohokrát, ale nikdy jsem ho neviděl na vlastní oči. Opravdu se to může změnit?
Už se o něm mluví opravdu dlouho, desítky let. Ono to v principu není nic nového, jde vlastně o samé známé technologie. Vždycky bylo ovšem příliš drahé. V tuto chvíli je ovšem zájem větší než kdykoliv předtím. Především v Evropě rychle stoupá cena za vypouštění uhlíku. Navíc by ukládání uhlíku mohl být zajímavý byznys pro těžební společnosti, které neví, jak se bude vyvíjet poptávka po fosilních palivech v blízké budoucnosti.

Co to vlastně znamená, když se mluví o ukládání CO2 pod zem?
V podstatě to, že oxid uhličitý vznikající třeba v průmyslovém podniku oddělíme od ostatních zplodin, stlačíme – obvykle do kapalné formy – a natlakujeme do geologických vrstev hluboko pod zem, do hloubek kolem jednoho kilometru. Tak pak zůstane uvězněný řádově nejméně po tisíce let. Celá metoda se označuje obvykle jako CCS z anglického Carbon Capture and Storage („Zachycení a uložení uhlíku“, pozn.red.). Teoreticky je tak možné z fosilního zdroje udělat zdroj bezuhlíkový. Pokud bychom tedy opravdu chtěli vybudovat „bezuhlíkovou ekonomiku“ a stále používat třeba uhlí či zemní plyn, jinou možnost než technologii separace CO2 a jeho ukládání nemáme.

Jak moc je tenhle postup vyzkoušený?
Jde vlastně jen o obdobu metod, které se používají už desítky let při těžbě uhlovodíků, tedy fosilních paliv. Těžaři oxid uhličitý pumpují pod zem, aby se zvýšila těžba ropy z daného naleziště. CO2 vytlačí z horniny uhlovodíky, které by jinak už kvůli poklesu tlaku v nalezišti nebylo možné vytěžit. Ani oddělení CO2 není z technického hlediska problém. Existuje několik postupů, které je možné nasazovat podle konkrétního zdroje.

Máme i nějaké praktické zkušenosti. Ve světě běželo nebo běží řada menších či větších projektů. Celá řada je z nich malých, demonstračních projektů, objevily se ovšem už i projekty průmyslových rozměrů. Můžeme zmínit v Kanadě například CCS projekt u uhelné elektrárny Boundary Dam. V Česku proběhlo také několik projektů na toto téma, ale v podstatě jde zatím o přípravu na případné reálné nasazení..

Jak takové úložiště vypadá?
Vhodný materiál jsou například pískovce, ale obecně se musí jednat o nějakou porézní horninu. Jednoduše řečeno musí mít dostatek drobných, milimetrových dutin, tedy pórů, které může CO2 vyplnit. Hornina musí být také dostatečně propustná, aby se mohl CO2 šířit. Nad úložištěm musí být dostatečně silná vrstva těsnící horniny, která funguje jako „poklička“ a brání pronikání uloženého CO2 zpět na zemský povrch.

V současnosti mají v globálním měřítku největší zájem těžařské firmy, takže se mluví o využití bývalých ložisek uhlovodíků Ta se dnes někdy používají jako sezónní zásobníky plynu, prakticky stejně by je bylo možné použít i pro skladování CO2. Rozdíl je samozřejmě v tom, že jde o jednorázové využití, oxid uhličitý pod zemí zůstane a lokalita nejde využívat opakovaně. Existují ale i další vhodné lokality, například hluboké geologické vrstvy obsahující vodu, obvykle slanou, které nemají využití v lázeňství či k jiným účelům. Vhodným místem by mohla být například Česká křídová pánev, kde jsou právě pískovcové vrstvy. Navíc tam v minulosti probíhal geologický průzkum, hledal se tam uran, takže jde o oblast poměrně dobře prozkoumanou.

Jak se ukládá oxid uhličitý (foto Lumius/SPE)
Jak se ukládá oxid uhličitý (foto Lumius/SPE)

Na jak dlouho se plyn může uložit?
My z geologie víme, že CO2 je nepochybně možné uložit na velmi dlouhou dobu. Na Zemi se najde řada geologických systémů, v nichž byl tento plyn zcela přirozeně uložen po dlouhá tisíciletí. I v těžebním průmyslu jde o proces dobře známý a zvládnutý, který se dá provádět bezpečně. V podstatě stejný proces se používá v podzemních zásobnících plynů. Například právě na jižní Moravě se to dělá pravidelně a firmy ani místní obyvatelé s tím nemají žádný problém. Zkušeností je tedy v tomto konkrétním ohledu poměrně dost a postupy dobře propracované.

V jaké podobě je tam plyn uložený? To si mám představit jako „sodovku“?
Ne, není to stejné. Úložiště se plánují v takových hloubkách – zhruba od 800 metrů pod povrchem – aby se v nich plyn měnil v superkritickou kapalinu. Je tedy stlačený na velmi malý objem, což je pro ukládání samozřejmě velmi výhodné. (Obecně řečeno mají superkritické kapaliny hustotu blízkou kapalinám a viskozitu podobnou plynům, jsou tedy relativně „těžké“ a přitom velmi „pohyblivé“, pozn.red.)

Jak by mohlo případné nasazení technologie vypadat? Bude to právě u uhelných elektráren jako v Kanadě?
To bude záležet ještě na dalších okolnostech. Například v Evropě se využití u uhelných elektráren nejeví jako příliš perspektivní. Odchod od uhlí má přijít tak brzy, že se podobná investice nevyplatí. Například v Česku není plán ještě hotov, ale z hlediska provozovatelů je v podstatě jedno, zda to bude v roce 2033 nebo 2038. Na podobnou investici je to příliš krátká doba. Za tu dobu se to nestačí vrátit.

A byl by konec uhlí v případě nástupu CCS technologie nevyhnutelný?
Já si myslím, že ani to trend nemusí změnit. Uhlí je už v tuto chvíli na ústupu, omezují se investice nejen do těžby, ale také do přípravy další těžební činnosti. V hornictví to obvykle chodí tak, že jakmile se jednou omezí či zastaví průzkum, tak se nakonec zastaví i samotná těžba. Bez průběžných investic do průzkumu a předprůzkumu se v hornické činnosti nedá dlouhodobě pokračovat. Zažili jsem to v Česku s těžbou uranu.

Jaromír Leichmann (foto J.Leichmann)
Jaromír Leichmann (foto J.Leichmann)

Pokud se tedy CCS v případě uhlí neosvědčí, kde by se technologie mohla v brzké době vyplatit?
Bude to vyžadovat souběh několika příznivých okolností. Jednou například je, aby se v blízkosti provozu, který by se měl CO2 zbavovat, vyskytovalo vhodné místo, kam by se dal plyn ukládat. Ten se může dopravovat potrubím například jako zemní plyn, ale samozřejmě by nemělo být nutné dopravovat ho na velkou vzdálenost. Zároveň samozřejmě musí být samotný zdroj dostatečně velký na to, aby se mu investice do ukládání vyplatila. Zatím to tedy může být nejen v Česku nejspíše lokální záležitost, daná místními podmínkami. Vybudování nového vrtu je investice řádově za desítky miliony korun, na většině míst se to tedy nevyplatí.

Mohl byste uvést nějaký případ?
Když jsme se tím kdysi před pár desítkami let začali zabývat, tak nám jako velmi dobrý kandidát přišla hodonínská elektrárna. Ta spalovala lignit, uhlí špatné kvality, a zároveň jsou v blízkosti těžební lokality Moravských naftových dolů, kam by se plyn dal ukládat. Elektrárna ovšem skončila nakonec velmi brzy, v 90. letech, z čistě ekonomických důvodů.

Jak je to se samotným vtláčením pod zem? To nemůže být technický problém či problém pro okolí?
My z geologie víme, že CO2 je nepochybně možné uložit na velmi dlouhou dobu. Na Zemi se najde řada geologických systémů, v nichž byl tento plyn zcela přirozeně uložen po dlouhá tisíciletí. A jak jsem už říkal, i lidé mají bohaté zkušenosti, protože CO2 se třeba v ropném průmyslu doslova pumpuje pod zem desetiletí kvůli zvýšení výtěžnosti ložisek.

Nebojíte se, že by technologie mohla ztroskotat na odporu veřejnosti?
Já si myslím, že problém s ukládáním CO2 nebo třeba vyhořelého paliva není ani tak technický, nebo geologický. Myslím, že ten hlavní problém je v komunikaci s veřejností. Technické parametry se dají nastavit tak, aby požadavkům vyhověly, ale důležité je lidem dobře vysvětlit, o co jde, jaká jsou reálná rizika a tak dále. V tomhle případě by to nemuselo být tak složité, protože jde o variaci postupů, které se používají už dlouho dobu. Jednodušší to může být samozřejmě v místech, kde lidé s těžbou mají zatím dobré zkušenosti a nebojí se neznámého. To je další výhoda zavedených těžebních společností.

Nizozemský soud dnes rozhodl, že britsko-nizozemský ropný koncern Royal Dutch Shell musí do roku 2030 snížit své emise skleníkových plynů o 45 procent ve srovnání s rokem 2019. Toto zásadní rozhodnutí by mohlo připravit půdu pro právní kroky proti dalším energetickým firmám po celém světě, uvedla agentura Reuters. Firma má možnost se proti verdiktu odvolat a již uvedla, že svého práva využije.

Firma Shell v současnosti čelí stále většímu tlaku ze strany investorů, ekologických aktivistů i vlád, aby se postupně vzdala fosilních paliv a přešla na obnovitelné zdroje energie, uvádí Reuters. Stejnému tlaku čelí energetické firmy po celém světě. Proces, který dnes prozatím skončil průlomovým rozsudkem, iniciovalo sedm uskupení, včetně organizace Greenpeace. Podle agentury Reuters je to poprvé, co se ochránci životního prostředí obrátili na soudy, aby přiměli velkou energetickou společnost změnit strategii.

„Soud nařizuje společnosti Royal Dutch Shell, aby prostřednictvím své podnikové politiky snížila do roku 2030 emise CO2 o 45 procent s ohledem na úroveň z roku 2019, pro skupinu Shell i pro její dodavatele a zákazníky,“ uvedla ve verdiktu soudkyně Larisa Alwinová.

Podle agentury Reuters si Shell už letos stanovil jednu z nejodvážnějších klimatických strategií v oboru. Firma si dala za cíl snížit uhlíkovou náročnost svých produktů nejméně o šest procent do roku 2023, o 20 procent do roku 2030, o 45 procent do roku 2035 a do roku 2050 být zcela uhlíkově neutrální. Všechny tyto cíle se vztahovaly k hodnotám z roku 2016, uvádí Reuters.

Podle soudu však politika Shellu stran životního prostředí „nebyla konkrétní a byla plná podmínek a to není dostatečné“. Akcie Shellu na londýnské burze odpoledne reagovaly propadem o 0,7 procenta, zatímco akcie širšího evropského energetického sektoru stouply o 0,8 procenta.

Společnost Shopify si podepsala letos rekordní smlouvu na odstranění části své “uhlíkové stopy” z atmosféry. Má se o to postarat unikátní zařízení v USA.

Texas je jedním z několika zón, kde kde lidstvo ve velkém dopravuje na povrch pod zemí uložený uhlík. Samozřejmě ne kvůli uhlíku samotnému, ale jeho snadno dostupné energii, která je ve vazbách uhlíku s dalšími prvky uložena. V příštích několika letech by tu ovšem měl vzniknout závod, který tok uhlíku má otočit. Zatím probíhá vývoj, provoz by měl být hotový v roce 2024. Už teď je ovšem ojedinělý provoz zčásti rezervovaný. Zatím největší předběžnou objednávku udělala společnost Shopify, která si zamluvila odstranění 10 tisíců tun oxidu uhličitého.

Za projektem stojí několik hráčů. Hlavním je kanadská společnost Carbon Engineering, která se už několik let věnuje vývoji technologie odstraňování CO2 – o tom si více dále v článku. Jejími “spoluhráčem” v projektu je investiční společnost, za kterou z velké části stojí těžařská společnost Occidental Petroleum Corp..

Jinak řečeno, projekt texaské “průmyslové čističky vzduchu” je příkladem toho, jak tradiční firmy inovují a hledají nové zdroje příjmů. Těžaři potřebují nový byznys a věří, že by jím mohlo být odstraňování druhotných následků činnosti, na které vydělávali v posledních 150 letech. Je to vidět i na tom že, mezi investory do firmy Carbon Engineering se najde více velkých společností z oboru těžby fosilních paliv: Chevron či uhelný „gigant“ BHP. Tak jak má jejich nový byznys vypadat?

Jde o cenu

Otázka odstraňování oxidu uhličitého “čištěním” ze vzduchu byla v minulosti otázkou čistě akademickou. Kolektivní analýza týmu znalců z různých institucí v roce 2011 uváděla možný rozptyl cen v rozmezí mezi 50 až 1000 dolary za tunu tohoto plynu. Jinak řečeno, nebylo jasné, zda je o sci-fi, nebo reálně nasaditelnou technologii. Za 50 dolarů za tunu by se totiž při současné ceně emisních povolenek v EU totiž podobná technologie v podstatě vyplatila, protože cena povolenek se pohybuje už i kolem 50 euro. Za ceny kolem 1000 dolarů je její nasazení prakticky nereálné za jakýchkoliv okolností.

Carbon Engineering už více než 10 let snaží tento rozptyl zúžit a cenu srazit. Přitom chce ve velkém měřítku využívat postupy, které jsou známé již dlouho. Firma zvolila technologii zachycování CO2 v zásaditém roztoku, která je podle nich dobře škálovatelná. V podstatě ve všech krocích využívá postupy a reakce známé z jiných oborů, například papírenství. Proces poměrně podrobně popsala v loňské publikaci v časopise Joule (zde v PDF).

V provozu firmy Carbon Engineering se k zachycení používá čtyřstupňového procesu, jehož chemický zápis a hrubou energetickou bilanci najdete na připojeném schématu. Firma zvolila technologii zachycování CO2 v zásaditém roztoku, která v podstatě ve všech krocích využívá postupy a reakce využívané v jiných oborech, například papírenství. (schéma Carbon Engineering, SPE)

Práce je jedním z mála fakticky založených pohledů na technologii, od které si někteří neslibují nic a jiní všechno. Přitom, jak je známo, na papíře jsou všechny projekty postavené z běžně dostupných dílů, přesně na čas a podle rozpočtu, zatímco ve skutečnosti… Ve skutečnosti bývá všechno jinak. Carbon Engineering se v textu snaží jednoznačně ukázat, že její projekt je více než jen teoretický. Přesně popisuje nejen jednotlivé kroky procesu, tak i konkrétní dodavatele jednotlivých klíčových komponentů.

Cenu za odstranění tuny CO2 tým Carbon Engineering odhaduje na zhruba 100 až 230 dolarů za tunu, a to včetně kapitálových výdajů na stavbu linky. Externí odborníci odhadují, že za ceny kolem 250 dolarů by nebyl problém provoz spustit už dnes. Cena pod 100 dolarů by mohla být dosažitelná v poměrně blízké budoucnosti a za předpokladu, že půjde o větší linku, při jejímž budování se mohou uplatnit úspory z rozsahu.

Kdo to zaplatí?

Podobná separace oxidu uhličitého z atmosféry není (a s výjimkou špatných sci-fi ani nikdy nebude) způsob, jak výrazně snižovat množství tohoto skleníkového plynu v atmosféře. Carbon Engineering v Texasu chce postavit komerční provoz schopný za rok z atmosféry odstranit zhruba milion tun oxidu uhličitého. Celosvětové emise činí v posledních letech něco přes 30 miliard tun CO2 ročně.

Nejde o řešení problému světového klimatu, ale problému obchodního. Cena za vypouštění uhlíku do atmosféry bude minimálně v některých částech světa zřejmě dále stoupat. O evropských povolenkách jsme mluvili, ale není to jediný trh. Bidenova administrativa se zdá nějaké formě uhlíkové daně nakloněna a některé velmi “modré” americké státy už podobné kroky mají naplánovány. Například v Kalifornii by měl postupně začít platit tzv. nízkouhlíkový palivový standard, který žádá postupné snižování uhlíkové stopy prodávaných paliv s penalizací 150 dolarů za tunu uhlíku.

Zachycováním CO2 by pro producenty paliv mohl být například způsob, jak na trh dostávat palivo s velmi nízkou uhlíkovou stopou, protože se při něm ve skutečnosti neuvolní uhlík navíc. Za zachyceného uhlíku by se vyráběly jednoduché uhlovodíky, určené ke spalování. Samozřejmě, v praxi je celý proces složitější než na papíře. Vyžaduje kromě separace CO2 také vhodný zdroj levného vodíku, který je dalším důležitým stavebním kamenem případného paliva a tvoří údajně větší část výrobní ceny. Dnes se prakticky veškerý vodík získává ze zemního plynu, což ovšem výrazně mění uhlíkovou bilanci případného syntetického paliva a tím i potenciální rentabilitu.

Aritmetika se může změnit, pokud budou nadále klesat ceny elektřiny z obnovitelných zdrojů. Časem (možná již během této dekády) by mohly být tak nízké, aby se ceny vodíku získávaného elektrolýzou dostaly na ceny srovnatelné s cenami vodíku ze zemního plynu.

Výroba paliva za zachyceného oxidu uhličitého je ovšem nejspíše zbytečně komplikovaný proces. Jednodušší bude nejspíše využít expertízy těžařů.

Experimentální jednotka společnosti Carbon Engineering (foto Carbon Engineering)
Experimentální jednotka společnosti Carbon Engineering (foto Carbon Engineering)

Vy špiníte, my čistíme

Druhou možností by zřejmě mohlo být provozovat velký filtr na CO2 jako „uhlíkový odpustek“ za prodej klasického paliva. V tom případě by se zachycený CO2 musel samozřejmě někam uklidit – a tady je příležitost pro tradiční producenty ropy a plynu. Za prvé mají nejvíce zkušeností s pumpováním všelijakých látek do velkých hloubek, a za druhé se jim CO2 hodí, alespoň tedy v určité míře.

Oxid uhličitý by totiž mohl sloužit těžařům, kteří ho mohou pumpovat do ložisek a tím zvýšit jejich výnos. Na postupu není nového nic než zdroj plynu. Jinak jde o postup osvědčený, který a poskytuje zajímavé výsledky.

Samozřejmě, poptávka po oxidu uhličitém pro těžební účely není neomezená a nejspíše bude klesat. Počítá se tedy obecně s tím, že plyn se bude jednoduše pumpovat pod zem jako do trvalého zásobníku. Tak to je v rámci norského projektu Sleipner, který běží už od roku 1996. V podstatě vznikl proto, že v daném ložisku je obsahu CO2 v plynu tak vysoký (cca 9%), že producent by musel platit příliš veliké uhlíkové daně. A tak ho raději oddělí a natlačí na zem, do „podzemního jezera“ (slaného akviferu) hluboko pod dnem Severního moře.

Provozovatel přitom samozřejmě ještě dosáhl na dotace pro vývoj a zkušební provoz této technologie. Projekt je rozsahem malý, od roku 1996 tak pod zem bylo uloženo něco přes milion tun oxidu uhličitého. Další pokusy o zachycování a ukládání tohoto skleníkového plynu ale skončily spíše hůře. Například snahy o zavedení “čistého uhlí”.

Prvním projektem, který v běžném provozu začal využívat technologii “odchytu a ukládání” CO2 při výrobě elektřiny, se stal blok č. 3 elektrárny Boundary Dam v kanadském státě Saskatchewan. Uveden do provozu byl v roce 2014. Tento projekt se ovšem proti původním plánům výrazně prodražil a provozní výsledky také nebyly nijak dobré. Zařízení bylo méně účinné, než se počítalo, a navíc mělo celou řadu technických problémů. V prvních dvou letech zhruba 40 procent času stálo kvůli opravám. Ostatně o tom, že projekt nebyl žádné velké terno, svědčí i rozhodnutí z roku 2018 nerozšiřovat systém na zachytávání CO2 na další bloky (tedy jednoduše řečeno další kotle).

Ještě dražším neúspěchem se stala elektrárna Kemper ve státě Mississippi. Ta měla podle původních plánů stát 2,4 miliardy dolarů a začít fungovat v roce 2014. Nakonec ovšem byl v roce 2017 projekt stavby elektrárny na “čisté uhlí” zcela zrušen a elektrárna přešla jen na spalování zemního plynu. Toho bylo v USA díky těžbě z břidlic dostatek, ba dokonce nadbytek. (I Boundary Dam nakonec bude odstavena, aby se místo ní stavěly bloky na zemní plyn.)

Zklamání z nenaplněných nadějí je patrné i při zběžném rozhovoru s některým z odborníků, kteří se věnují výzkumu konceptu označovanému jako CCS (Carbon Capture and Storage). Po přelomu 21. století se všeobecně očekávalo, že technologie se dočká rychlého rozšíření, ve skutečnosti byl ovšem pokrok mnohem pomalejší, než se předpokládalo. Potíže jsou přitom jak technického rázu, tak také čistě finanční.

Byť technologie může v řadě případů fungovat, byla prostě příliš drahá. Poměry se ovšem pomalu začínají měnit. Například proto, že velmi výrazně roste cena emisních povolenek v Evropské Unii, který (přesně podle plánu, dodejme) výrobu tepla a elektřiny z uhlí začíná velmi výrazně prodražovat.

Načíst další