Staklenički plinovi i CCS tehnologija – mitovi i činjenice

Globalne emisije stakleničkih plinova rastu iz godine u godinu, a s njima raste i broj dezinformacija o ljudskom utjecaju na globalno zatopljenje. 

Među tim klimatskim dezinformacijama sve češće su tvrdnje o tehnologijama koje navodno imaju potencijal ublažiti problem prekomjerne koncentracije stakleničkih plinova u atmosferi. 

Njima se često koristi fosilna industrija da bi opravdala nastavak poslovanja po starom i tako nastavila s proizvodnjom fosilnih goriva, iako su upravo ona glavni krivac za klimatsku krizu.

U ovom tekstu osvrnut ćemo se na neke od najčešćih mitova i činjenica vezanih za tehnologiju hvatanja i skladištenja ugljika (CCS, carbon capture and storage) iz velikih industrijskih postrojenja koja koriste fosilna goriva ili biomasu.

Je li hvatanje ugljika doista važan alat u borbi protiv klimatskih promjena? Što dosadašnja praksa govori o njegovoj učinkovitosti i primjeni? Prije nego odgovorimo na ta pitanja, donosimo pregled najčešćih zabluda o emisijama ugljikova dioksida i tehnologijama koje ih pokušavaju zaustaviti.

Sadržaj (kliknite na link da skočite na odlomak):

1. Staklenički plinovi ne uzrokuju zagrijavanje
2. 0,04 posto CO2 u atmosferi je zanemariv
3. Rast CO2 je dobar za biljke
4. Ne moramo smanjiti emisije zbog CCS tehnologije
5. CCS je važan alat za energetsku tranziciju
6. CCS značajno smanjuje emisije iz termoelektrana

1. “Staklenički plinovi ne uzrokuju zagrijavanje”

Znanstvenici se slažu: glavni uzrok današnjeg globalnog zatopljenja su staklenički plinovi nastali ljudskom aktivnošću, ponajviše sagorijevanjem fosilnih goriva. Ti procesi zagrijavaju Zemljinu površinu, što izravno utječe na klimu.

Kako točno staklenički plinovi uzrokuju zagrijavanje planeta, objašnjava efekt staklenika.

Riječ je o prirodnom mehanizmu kojim se zagrijava površina Zemlje i niži slojevi atmosfere. Naime, atmosfera propušta velik postotak vidljive Sunčeve svjetlosti koja dopire do tla i oceana. Oni zatim tu energiju emitiraju nazad prema atmosferi u obliku toplinskog (infracrvenog) zračenja. Staklenički plinovi u atmosferi – poput CO2, metana i vodene pare – apsorbiraju to zračenje i vraćaju ga prema površini. Tako toplina ostaje “zarobljena” unutar atmosfere, a temperatura na Zemlji ostaje pogodna za život.

Drugim riječima, ugljikov dioksid i drugi staklenički plinovi djeluju poput pokrivača koji zadržava dio topline koju bi Zemlja inače zračila u svemir. Bez efekta staklenika prosječna temperatura na Zemljinoj površini bila bi ispod točke smrzavanja vode što znači da taj proces omogućuje život kakav poznajemo.

Međutim, ljudske aktivnosti – prvenstveno izgaranje fosilnih goriva i krčenje šuma – uvelike su pojačale efekt staklenika i uzrokovale globalno zatopljenje. Podaci o količini emisija CO2 i porastu globalne temperature jasno pokazuju uzročno-posljedičnu vezu.

Klimatski skeptici učestalo ponavljaju tvrdnju da se klima oduvijek mijenjala i da ljudski utjecaj u tome nije presudan. No, iako se Zemljina klima mijenjala kroz cijelu geološku povijest, sadašnje zagrijavanje odvija se brzinom bez presedana u posljednjih 10 000 godina. 

Potvrđuju to ledene jezgre s Grenlanda, godovi drveća, oceanski sedimenti i koraljni grebeni – svi oni pokazuju kako klima reagira na promjene u razinama stakleničkih plinova. Danas se koncentracija ugljikovog dioksida iz ljudskih aktivnosti povećava oko 250 puta brže nego što se povećavala iz prirodnih izvora nakon posljednjeg ledenog doba (NASA).

Dokaze i znakove klimatskih promjena vidimo i u rastu globalne temperature – porasla je za otprilike jedan stupanj Celzijusa od kraja 19. stoljeća. Posljedice takvog trenda su ubrzano topljenje ledenjaka, porast razine mora te sve češći klimatski ekstremi.

Fosilna industrija još je 50-ih godina prošlog stoljeća, kada su proveli interna istraživanja, znala da upumpavanje stakleničkih plinova u atmosferu zagrijava Zemlju. Unatoč saznanjima da njihovo poslovanje pogoršava uvjete života na Zemlji, uložili su milijarde dolara u dezinformacijske kampanje i proizvodnju sumnje u znanstveni konsenzus o klimatskim promjenama.

Sve o tome čitajte u našem serijalu “Povijest negiranja klimatske krize”.

2. “0,04 posto CO2 u atmosferi je zanemariv”

Atmosferu čini smjesa plinova koja okružuje Zemlju i sudjeluje u njezinoj vrtnji.

Glavni su sastojci zraka su dušik (78,08 %), kisik (20,95 %), argon (0,93 %) te, u promjenjivim količinama, vodena para (0 do 4 %) i ugljični dioksid (0,04 %). U tragovima su prisutni i vodik, helij, ozon, metan, amonijak, ugljikov monoksid, kripton i ksenon.

Točno je da je postotak CO2 u atmosferi vrlo malen, no to ne znači da njegov utjecaj nije značajan. Klimatolog Jason Smerdon sa Sveučilišta Columbia uspoređuje to s konzumacijom dva piva: udio alkohola u krvi možda je nizak, ali to ne sprječava njegov učinak na ponašanje.

Jedna od čestih zabluda u vezi s klimatskim promjenama jest tvrdnja da je vodena para, a ne CO2, najopasniji staklenički plin. Iako je vodena para po učinku zaista najsnažniji staklenički plin, njezina količina u atmosferi ovisi o temperaturi zraka – a upravo je CO2 ključan u tom procesu.

Kako je u ranijem tekstu za Faktograf objasnio klimatolog Branko Grisogono sa zagrebačkog Prirodoslovno-matematičkog fakulteta, s porastom koncentracije CO2 raste i temperatura atmosfere, čime se povećava ravnotežni tlak i omogućava prisutnost veće količine vodene pare u zraku. Primjerice, porast temperature zraka od samo 1 °C omogućava porast količine vodene pare za oko 7 %.

“Drugim riječima, CO2 otvara manevarski prostor za više vodene pare u atmosferi, koja je najjači staklenički plin. Tako počinje takozvana pozitivna sprega ili positive feedback: jedno pojačava drugo. CO2 podiže temperaturu – dobivamo više vodene pare – dobivamo novi skok itd. Može se reći da CO2 i ostali plinovi staklenika pojačavaju svoje međusobne efekte”, kazao je.

U geološkoj prošlosti količina CO2 je rasla nakon porasta srednje temperature zraka. Međutim, u aktualnim klimatskim promjenama događa se suprotno: porast CO2 prethodi rastu temperature i djeluje kao glavni okidač zagrijavanja Zemlje.

3.”Rast CO2 je dobar za biljke”

Točno je da biljkama treba ugljikov dioksid za proces fotosinteze, tijekom kojega uz pomoć svjetlosti i klorofila iz CO2 i vode stvaraju organske tvari te oslobađaju kisik. Također je točno da viša razina CO2 u atmosferi kratkoročno povećava prinos nekih usjeva, zbog ubrzane fotosinteze.

Međutim, iako CO2 potiče rast biljaka, to ne znači da će biljke automatski uspijevati u uvjetima povišene koncentracije ugljikovog dioksida. Uspješan rast ovisi o nizu drugih čimbenika – poput dostupnosti vode i hranjivih tvari u tlu. 

Klimatske promjene, pak, remete tu ravnotežu: pojačavaju suše, toplinske valove, rizik od požara, izloženost tla slanoj vodi te učestalost napada štetnika. Sve to smanjuje otpornost biljaka i ugrožava njihov rast.

Ta je dinamika potvrđena brojnim eksperimentima. U kontroliranim uvjetima, gdje su biljke uzgajane u komorama s dodatnim CO2, rast se povećavao samo ako su ostali uvjeti – dostupnost vode i hranjivih tvari u tlu – ostali optimalni.

Nadalje, viša razina CO₂ može nepovoljno utjecati i na kvalitetu prehrambenih kultura. Jedna studija pokazala je da se uz povišeni CO₂ koncentracija proteina u pšenici, riži, ječmu i krumpiru smanjuje za 10 do 15 %. Osim toga, usjevi gube važne minerale poput kalcija, magnezija, fosfora, željeza i cinka.

Studija sorti riže iz 2018. otkrila je da iako povišene koncentracije CO₂ mogu povećati udio vitamina E, istovremeno smanjuju razine vitamina B1, B2, B5 i B9.

4. “Ne moramo smanjiti emisije zbog CCS tehnologije”

Prije nego raskrinkamo ovaj mit, valja se podsjetiti što je točno CSS (carbon capture and storage) tehnologija.

CCS obuhvaća niz tehnika kojima se CO2 hvata prije, tijekom ili nakon procesa izgaranja ili industrijske proizvodnje, zatim se komprimira i transportira (najčešće cjevovodima, cestama ili brodovima), te se dugoročno skladišti pod zemljom ili pod morem. Postoji i DAC (direct air capture), što podrazumijeva da se ugljikov dioksid ne hvata u elektranama ili industrijskim postrojenjima, već se CO2 izdvaja iz okolnog zraka bez obzira gdje, kako i kada je ispušten u atmosferu.

U praksi, jedan dio uhvaćenog CO2 koristi se i za tzv. poboljšani oporavak nafte, odnosno njegovo ubrizgavanje u iscrpljena naftna i plinska ležišta radi istiskivanja preostalih ugljikovodika. Ova metoda, raširena u Kanadi i SAD-u, nailazi na kritike jer produljuje proces eksploatacije fosilnih goriva – upravo onog sustava koji bismo trebali napustiti.

Međuvladin panel o klimatskim promjenama (IPCC) u svom izvješću iz 2022. godine navodi da izbjegavanje najtežih posljedica klimatskih promjena zahtijeva dvije ključne strategije: smanjenje emisija stakleničkih plinova (uključujući hvatanje CO2 na izvoru) i uklanjanje CO2 koji je već prisutan u atmosferi (npr. DAC tehnologijama).

Međutim, razvoj CCS tehnologija odvija se presporo da bi značajno utjecao na smanjenje emisija. Osim što je skuplja (od 50 do 120 dolara po toni CO2, a u slučaju DAC-a i znatno više), primjena je još uvijek ograničena. Međunarodna agencija za energiju (IEA) procjenjuje da trenutačno u svijetu radi oko 45 komercijalnih postrojenja, dok je oko 700 u fazi razvoja. Taj broj se u posljednjem desetljeću gotovo nije povećavao.

Danas se globalno pohranjuje oko 50 milijuna tona CO2 godišnje, dok bi, prema procjeni IEA, trebalo uhvatiti 32 milijarde tona godišnje do 2050. godine da bi se zagrijavanje ograničilo na 1,5 °C.

IPCC upozorava da smo još daleko od tog scenarija.

5. “CCS je važan alat za energetsku tranziciju”

Svi scenariji koji IPCC razmatra za ograničavanje porasta globalne temperature na ispod dva stupnja Celzijusa ili 1,5 °C uključuju različite oblike tehnologije hvatanja i skladištenja ugljika. To govori da ova tehnologija ima važno mjesto u energetskoj tranziciji.

Hvatanje ugljika posebno je korisno u sektorima gdje je teško smanjiti emisije, poput teške industrije cementa, čelika i kemikalija. Na primjer, više od polovice emisija CO2 u proizvodnji cementa potječe iz kemijskog procesa kalcinacije krečnjaka, a ne samo iz sagorijevanja goriva. To znači da čak i prelazak na obnovljive izvore energije ili alternativna goriva neće u potpunosti ukloniti emisije. Prema procjenama Međunarodne agencije za energiju, CCS će biti ključna tehnologija za dekarbonizaciju ove industrije.

Slična situacija je i u proizvodnji čelika, gdje se u visokim pećima oslobađa CO2 zbog korištenja koksa kao goriva i kemijskog sredstva. CCS može biti važan i u proizvodnji amonijaka, gnojiva i etanola, jer se u tim procesima također oslobađaju značajne količine stakleničkih plinova.

Slično se odnosi i na proizvodnju čelika tijekom koje se u visokim pećima oslobađa CO2 zbog upotrebe koksa kao goriva i kemijskog sredstva. CCS bi mogao biti koristan i u proizvodnji amonijaka, gnojiva i etanola budući da se u procesu proizvodnje oslobađaju staklenički plinovi.

Ipak, tehnologija hvatanja ugljika nije zamjena za temeljno rješenje klimatske krize, a to je što brže napuštanje fosilnih goriva. Naftne kompanije nastoje izbjeći taj put i zato ulažu velike napore u lobiranje za što širu primjenu CCS tehnologije. To potvrđuje i sve veći broj lobista iz fosilne industrije koji svake godine sudjeluju na UN-ovim klimatskim konferencijama (COP).

6. “CCS je dobar za termoelektrane na fosilna goriva”

Jedina svjetska operativna termoelektrana na ugljen s ugrađenom CCS tehnologijom nalazi se u središnjoj kanadskoj pokrajini Saskatchewan, dok ih je diljem svijeta još nekoliko u fazi testiranja. Nekoliko je razloga zašto ih nema više.

Prema istraživačima s MIT-a, elektrane na ugljen opremljene CCS sustavima troše oko 20 do 25 posto proizvedene energije samo za rad opreme za hvatanje ugljika.

Osim toga, projektiranje i instalacija takvih sustava predstavljaju značajan početni trošak. Budući da je postoji malo takvih postrojenja, ne postoji standardni dizajn koji se može masovno koristiti i tako smanjiti troškove.

Kako smo pisali, portal specijaliziran za praćenje zelenih tehnologija CleanTech.com  izračunao je da bi novac utrošen u hvatanje CO2 bilo učinkovitije potrošiti na smanjenje emisija ugljičnog dioksida kroz ulaganje u obnovljive izvore energije. Njihova analiza pokazuje da je ulaganje u vjetroelektrane 50 posto isplativije od ulaganja u hvatanje CO2, a taj omjer raste na preko 100 posto ako se nove vjetroelektrane koriste za zamjenu termoelektrana na ugljen.

Za kraj, valja napomenuti da većina klimatskih aktivista s oprezom gleda na CCS tehnologije. Greenpeace ističe da tehnologija hvatanja ugljika još nije dokazala stvarno smanjenje emisija iz fosilnih goriva i industrije. Navode da CCS  ne smije služiti kao opravdanje za povećanu upotrebu fosilnih goriva, kao i da u većini slučajeva prelazak na obnovljive izvore energije i elektrifikacija nude bolje i održivije alternative.

Članak je nastao u okviru projekta “Činjenice o klimatskoj krizi – klima.faktograf.hr”. Projekt je sufinanciran putem bespovratne potpore dodijeljene od strane Agencije za elektroničke medije u okviru Programa potpora male vrijednosti (de minimis) za mjeru NPOO C1.1.1. R6-I2 Uspostava provjere medijskih činjenica iz sredstava Mehanizma za oporavak i otpornost. Izneseni stavovi i mišljenja samo su autorova i ne odražavaju nužno službena stajališta Europske unije ili Europske komisije, kao ni stajališta Agencije za elektroničke medije. Europska unija i Europska komisija ni Agencija za elektroničke medije ne mogu se smatrati odgovornima za njih.