Tego lata doświadczamy kolejnych skutków ocieplenia klimatu. Rekordowe temperatury np. w Wielkiej Brytanii, świadczą o tym, że zmiany klimatyczne nie są odległą przyszłością, ale naszą teraźniejszością. Co możemy zrobić, aby je zahamować? Jedną z odpowiedzi na zagrożenia związane z globalnym ociepleniem jest technologia.
Globalne ocieplenie klimatu: Już odczuwamy skutki zmiany klimatu
W 2021 w lipcu: powodzie w Niemczech i innych krajach Europy Zachodniej. W sierpniu: zabójcze upały, w tym rekordowe 48,8°C na Sycylii, oraz powiązane z nimi rozległe pożary. Efekty to tysiące ofiar i wielomilionowe straty finansowe. Eksperci nie mają przy tym wątpliwości, że nie tylko fale gorąca, ale i gwałtowne zjawiska pogodowe będą występować coraz częściej – ze względu na zmiany klimatu, za które odpowiedzialny jest człowiek. Przed fatalnymi skutkami globalnego ocieplenia naukowcy ostrzegają od dziesięcioleci. A mimo to rokrocznie wprowadzamy do atmosfery ogromne ilości gazów cieplarnianych. W samym tylko 2019 roku wyprodukowaliśmy aż 36,4 miliarda ton CO2 – i tendencja jest wciąż rosnąca. Do osiągnięcia celów klimatycznych byłaby tymczasem konieczna znacząca redukcja. Wprawdzie w 2020 roku emisja dwutlenku węgla nieznacznie spadła, ale był to jedynie efekt światowego spowolnienia spowodowanego przez pandemię.
Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) wskazał w swoim raporcie, w jakim stopniu ludzkość musi ograniczyć wytwarzanie CO2, aby powstrzymać katastrofę klimatyczną.
– IPCC zakłada w nim nawet, że do połowy wieku będziemy musieli mieć emisje negatywne, aby nie wyjść poza granicę 1,5°C ocieplenia względem lat 1850–1900 – mówi Dominik Hess, doktorant w Instytucie Technologicznym w Karlsruhe.
Globalne ocieplenie klimatu: Czym są negatywne emisje i jak mogą pomóc w walce z katastrofą klimatyczną?
To właśnie emisje negatywne, czyli usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery, mogłyby okazać się kluczowe w walce ze zmianami klimatu. Jak je osiągnąć? Istnieją dwie drogi do uzyskania emisji negatywnych.
Pierwsza jest naturalna: to działania ochronne prowadzone w istniejących już ekosystemach oraz renaturyzacja torfowisk i lasów, w tym sadzenie drzew, które pomagają przyrodzie w magazynowaniu dwutlenku węgla.
Druga to kompletnie nowa metoda:
– Technologia DAC (direct air capture, czyli bezpośrednie wychwytywanie z powietrza – przyp. red.) mogłaby znacznie pomóc w wytwarzaniu emisji negatywnych – uważa Hess.
DAC robi dokładnie to, co obiecuje jej nazwa: instalacje zasysają powietrze, zatrzymują gaz cieplarniany CO2 i wypuszczają do atmosfery czyste powietrze. Technologia ta zyskuje obecnie coraz większe znaczenie w planach klimatologów. Dlaczego? Tylko wskutek karczowania i pożarów rokrocznie ginie około 13 mln hektarów lasów. Amazonia – tak zwane zielone płuca naszej planety – produkują aktualnie więcej dwutlenku węgla, niż go wiążą!
Iskra nadziei tli się na Islandii. Tam bowiem został powołany do życia projekt Carbfix, za sprawą którego wyspa ma się zamienić w coś w rodzaju magazynu dwutlenku węgla.
– Wychwycony przy pomocy technologii DAC gaz będzie tam mieszany z wodą i odprowadzany do gleby. Wchodząc w reakcję z bazaltem, stworzy węglany. Dwutlenek węgla jest więc wiązany w skałach. Nie wydostanie się z nich, jak to się może dziać w przypadku innych magazynów gazów – tłumaczy Hess.
Islandia to dobry adres nie tylko z powodu gotowości tamtejszych polityków do udzielenia zgody na budowę tego typu instalacji.
– Nadaje się z dwóch względów. Po pierwsze, występują tutaj odpowiednie warstwy skalne, a po drugie, dzięki silnej aktywności wulkanicznej pozyskiwana jest energia geotermalna potrzebna w technologii DAC – kontynuuje badacz. – Na razie DAC pochłania dużo prądu.
Aby odfiltrować z powietrza tonę CO2, potrzeba od 1300 do 2000 kWh. To dlatego Dominik Hess i jego koledzy skupiają uwagę również na innych przyszłościowych projektach.
Globalne ocieplenie klimatu: Co zrobić z nadmiarem dwutlenku węgla?
Dwutlenek węgla często traktujemy wyłącznie jako szkodliwy dla klimatu gaz, ale może on też pełnić rolę cennego surowca. Łatwo się o tym przekonać w okolicach Zurychu, pośród pól i łąk otoczonych łańcuchami górskimi, w spokojnym miasteczku Hinwil. Na jego skraju stoi budynek, z którego dachu wystają lśniące rury i ogromne turbiny. Tak prezentuje się pierwsza instalacja firmy Climeworks, która od 2017 roku prowadzi także moduł DAC na Islandii i uczestniczy w budowie instalacji projektu Carbfix. Jednak tu, w Szwajcarii, przedsiębiorstwo podąża inną drogą – i sprzedaje nagromadzony gaz cieplarniany rolnikom, którzy potrzebują go w swoich szklarniach. Można więc powiedzieć, że dwutlenek węgla jest poddawany recyklingowi!
Dominik Hess uważa, że to pierwszy krok w obiecującym kierunku. Ale w tym zakresie może się wydarzyć znacznie więcej: CO2 da się również przekształcić w wiele cennych zasobów.
– Kluczem do tego jest przetworzenie go w znacznie bardziej reakcyjny tlenek węgla, a następnie – w gaz syntezowy – opowiada Hess. – Może on posłużyć za surowiec do wyrobu klasycznych paliw, takich jak benzyna, olej napędowy czy kerozyna, ale też podstawowych związków chemicznych, w tym metanolu lub metanu – podsumowuje naukowiec.
Innymi słowy: dwutlenek węgla produkowany przez silniki spalinowe byłby wyłapywany i ponownie przekształcany w paliwo.
– Ślad węglowy takich silników znacznie by się zmniejszył. W zastosowaniu tych technologii dopatrujemy się więc kompensacji nieuniknionych emisji, np. w lotnictwie – podsumowuje Hess.
Jak dotąd największym problemem jest cena: – Pozyskanie tony dwutlenku węgla z powietrza to obecnie koszt od 250 do 800 dolarów. Do 2050 roku ma on wynosić maksymalnie 100 dolarów. Koszty wytwarzania paliwa odnawialnego wyniosą, zgodnie z obliczeniami, od jednego do trzech euro za litr. To od dwóch do sześciu razy więcej niż w przypadku klasycznej benzyny. Mimo to wielkie przedsiębiorstwa takie jak Porsche i Siemens stawiają na to nowatorskie rozwiązanie.
– W projekcie o nazwie Haru Oni oba koncerny chcą wyprodukować do przyszłego roku 130 tysięcy litrów paliwa syntetycznego. Do 2026 roku ilość ta ma wzrosnąć do poziomu 550 milionów litrów rocznie – tłumaczy Hess.
Również dlatego eksperci z IPCC mają nadzieję, że dzisiejsze technologie przyszłości już za kilka lat będą na porządku dziennym. Do końca tego stulecia ludzkość powinna „wyłowić” z powietrza nawet bilion ton dwutlenku węgla. A jeśli to się nie uda?
– Jeżeli będzie nam coraz trudniej osiągać cele klimatyczne, będziemy zmuszeni mocniej stawiać na rozwiązania takie jak DAC i traktować je jako ostatnią deskę ratunku – wyjaśnia Hess.
