Technologie CCS a energetická budoucnost lidstva

Podle nejnovějších statistik Global CCS Institute existuje v současnosti na světě 194 komerčních zařízení CCS (Technologie zachycování, využití a ukládání uhlíku, Carbon Capture and Storage), z nichž 30 je již plně funkčních. Využívají se v různých odvětvích při těžbě a distribuci zemního plynu, výrobě elektřiny, oceli, cementu a vodíku, nebo jde o přímé zachycování uhlíku ze vzduchu. Technologie CCS nabírají tempo a zdá se, že budou jedním z klíčových prvků energetické budoucnosti lidstva. Podle poradenské společnosti Wood Mackenzie by se kapacita těchto zařízení měla během příštích deseti let zvýšit více než sedminásobně a globální investice do jejich rozvoje dosáhnou do roku 2030 až 150 miliard USD. (Obšírně jsme se CCS věnovali již před lety v článku https://www.3pol.cz/cz/rubriky/medicina-a-prirodoveda/835-ccs-aneb-cam-ten-carbon-slozime)

První zařízení, které natrvalo ukládá uhlík zachycený při těžbě zemního plynu, bylo spuštěno už v roce 1996 na pobřeží mořského plynového pole Sleipner západně od norského Stavangeru. Závod Sleipner CCS, který vlastní norská státní energetická společnost Equinor, ukládá od roku 1996 ročně milión tun CO₂ (1 Mtpa) do slané vodonosné vrstvy pod dnem Severního moře. Provozovatel odhaduje celkovou kapacitu úložiště až na 600 miliard tun. Equinor připravuje nedaleko Stavangeru další úložiště Smeaheia s kapacitou 20 Mtpa. Společnost již získala licenci na průzkum a od roku 2028 zde hodlá ukládat CO₂ z vlastní výroby vodíku a od svých průmyslových zákazníků v Evropě. V Abú Zabí ve Spojených arabských emirátech je aktuálně v běhu první projekt rozsáhlého využití CCS v oboru výroby železa a oceli. Prvním projektem, který ve velkém využívá technologii CCS při výrobě elektřiny, je elektrárna Boundary Dam v kanadském státě Saskatchewan. Do provozu byla uvedena v říjnu 2014. V období 2017–-2020 byla v provozu další velká demonstrační elektrárna vybavená CCS – Petra Nova v Texasu.

Gorgon Carbon Dioxide Injection Project

Jedním z největších už fungujících CCS závodů na světě je Gorgon Carbon Dioxide Injection Project, který je součástí těžby zemního plynu na Barrow Island v západní Austrálii. Kapacita úložiště umístěného v hloubce dvou kilometrů je až 4 Mtpa CO₂. Celková investice tohoto společného podniku firem Chevron, ExxonMobil, Shell, Osaka Gas, Tokyo Gas a JERA převyšuje 1,5 miliardy USD. Chevron však nedávno přiznal, že zařízení funguje jen na třetinu své kapacity, protože závod otevřený před šesti lety se stále ještě nevyrovnal se všemi provozními problémy.

Plánované projekty

Kapacitu asi 9 Mtpa by od roku 2029 měl mít projekt Trudvang, který chtějí východně od severomořského plynového pole Sleipner společně vybudovat další norské firmy Sval Energi, Storegga a Neptune Energi. V Severním moři oznámila projekt Poseidon i druhá největší norská ropná a plynárenská společnost Aker BP a projekty Luna a Havstjerne plánuje ve stejné oblasti také Wintershall, největší německý producent ropy a zemního plynu.

Od roku 2030 chce v jižní části Severního moře skladovat 20 Mtpa oxidu uhlíku také britský BP. Podnik, na kterém se podílejí National Grid, Equinor, Shell a Total Energies, bude ukládat emise zachycené v průmyslových oblastech Teesside a Humberside na severovýchodě a severu Anglie.

V Holandsku je v běhu projekt Porthos, jehož se účastní přístavy Rotterdam a Gasunie. Cílem je ukládat až 2,5 Mtpa ve vyčerpaných nizozemských nalezištích plynu v Severním moři. Veškerou kapacitu si již zamluvily Air Liquide, Air Products, ExxonMobil a Shell.

V Bulharsku zahájila investici irská energetická společnost Petroceltic. Jde o zachycování CO₂ v cementárně Heidelberg Cement Devnya na severovýchodě země s trvalým úložištěm ve vyčerpaném černomořském nalezišti plynu Galata. Zahájení provozu se očekává v roce 2028, kapacita bude 0,8 Mtpa.

Na Islandu odstartoval projekt terminálu Coda provozovaný islandskou společností pro ukládání uhlíku Carbfix. Emise z průmyslových firem se zde rozpustí ve vodě, která se napumpuje do čedičového podloží. Od roku 2031 má zařízení dosáhnout kapacity až 3 Mtpa.

Technologie CCS jsou známé, ale drahé

Technologie CCS jsou známé již od 20. let 20. století, kdy byl CO₂ nacházející se v zásobnících zemního plynu oddělován od metanu. I v současné době jsou ale stále velice drahé a v některých případech dosahuje státní podpora nových projektů více než 50 %. Některé neziskové organizace, jako například nadnárodní IEEFA (Institute for Energy Economics and Financial Analysis), varují před jejich technickou složitostí a enviromentálními riziky a upozorňují na dosud neexistující globální systém regulace a dohledu nad jejich rozvojem. Politická podpora a mezinárodní regulace budou pro další rozvoj CCS stěžejní také podle Wood Mackenzie. Nejdále jsou v tomto směru USA a Evropa, žádná země však podle citované analýzy dosud nepřišla na správný, plně koordinovaný přístup.

Zdroje:

http://www.geology.cz/ccs/technologie-ccs/zachytavani

https://www.woodmac.com/news/opinion/future-of-ccus/

https://www.iea.org/fuels-and-technologies/carbon-capture-utilisation-and-storage

https://www.reuters.com/markets/carbon/carbon-storage-projects-across-europe-2023-03-31/

https://www.chevron.com/newsroom/2022/q2/what-is-carbon-capture-utilization-and-storage

https://www.mckinsey.com/industries/oil-and-gas/our-insights/the-world-needs-to-capture-use-and-store-gigatons-of-co2-where-and-how

https://carboncredits.com/how-does-carbon-capture-and-utilization-work/

https://jpt.spe.org/shell-signs-on-with-exxonmobil-led-effort-to-build-worlds-largest-ccs-project

https://carbonherald.com/top-6-carbon-capture-plants-permanent-storage/

https://www.abc.net.au/news/2023-05-17/chevron-australia-carbon-capture-storage-gorgon-third-capacity/102357652

https://www.woodmac.com/news/opinion/ccus-2023-outlook/

https://carbonherald.com/top-10-carbon-capture-companies/

https://ieefa.org/resources/norways-sleipner-and-snohvit-ccs-industry-models-or-cautionary-tales

https://en.wikipedia.org/wiki/Sleipner_gas_field