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).
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.
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.
