Většina států světa se v Pařížské smlouvě usnesla na cíli udržet maximální zvýšení průměrné teploty na zemi nejvýše o dva stupně, Evropa má cíle dokonce ještě vyšší. Pomoci ke splnění tohoto cíle mají mimo jiné přispět technologie, které zajistí ukládání oxidu uhličitého (CO2) z ovzduší zpět pod zemský povrch.
Přestože se technologie prozatím ve velké míře nepoužívají, věští se jim velká budoucnost. Bez ukládání uhlíku z uvolněných emisí lze docílit uhlíkové neutrality, jejíž dosažení prosazují zejména západní státy Evropy do roku 2050, jen stěží.
I proto v posledních letech do vývoje technologií umožňující při dodržování přísných emisních limitů udržení stávající životní úrovně masově investuje několik států starého kontinentu. Kromě spalování fosilních paliv pro energetické nebo dopravní účely totiž vznikají emise skleníkových plynů také například při zpracování železa, stavebních hmot nebo celulózy. A produkce výrobků vzniklých z těchto materiálů se může Evropská unie i ostatní země světa vzdát jen těžko.
Na věčné časy
Technologie zachycení a ukládání CO2 (anglická zkratka CCS) dokáže zachytit až 90 % emisí oxidu uhličitého, který má na globální změnu klimatu největší vliv. Následně se má plyn trubkami přepravit ke vstupu do podzemního úložiště. Plyn zachycený například po shoření fosilních paliv se navrátí opět pod zemský povrch do minimální hloubky 800 metrů, kde se trvale uloží do horninového podloží. Část z molekul se také postupem času stane součástí horninového materiálu podloží, další část se po reakci s vodou přemění na kyselinu uhličitou trvale vázanou ve vodě.
Tříatomová sloučenina se má primárně kumulovat ve slojích po vytěžených fosilních palivech, jejichž geologická stavba je již poměrně detailně prozkoumaná. „Potenciální úložiště musí mít vhodnou geologickou stavbu, jejíž vlastnosti umožní dlouhodobé uložení plynu pod zemí,“ uvádí současný proděkan Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity Jaromír Leichmann. Další možnost pak představuje uložení CO2 ve zvodních, propustných horninách zásobených slanou vodou nevhodnou ke konzumaci. U teorie zatím zůstávají úvahy o injekci plynu do netěžitelných uhelných slojí, kde se molekuly navážou na uhlí a vytlačí odtud metan pro využití na zemi.
Poučeni přírodou
Celý proces ukrytí plynu pod zem přitom spoléhá na procesy probíhající v přírodě zcela přirozeně. Podobná technologie se navíc už několik desetiletí používá pro zefektivnění těžby ropy. Vhodné úložiště musí poskytovat nepropustnou nadložní vrstvu, která plyn bezpečně zachytí pod zemí, a dostatečně širokou vrstvu propustné horniny. Takto se typicky střídají například usazené horniny v moravských pánvích.
Hustota CO2 se v několikakilometrové hloubce kvůli enormnímu tlaku zvyšuje až na 800 kg/m3, pro jeho uložení v tzv. superkritickém skupenství tak není potřeba tak velké množství prostoru jako při běžných pozemských podmínkách. Nashromážděný plyn v první fázi vytěsní zbylou tekutinu z potenciálního úložiště, po ukončení vtlačování emisí do úložiště se však voda na své místo opět navrátí a vrstvu kapalného oxidu uhličitého díky vyšší hustotě utěsní. Rozhodující faktor představuje také pórovitost horniny a propojenost samotných pórů, aby se plyn stihl při rychlém vtlačování ukládat.
Oslo v čele, Londýn v závěsu
První komerční úložiště CO2 bylo vybudováno už v roce 1996 v Norsku, další na území skandinávského království přibylo v roce 2008. Tamější společnosti se přitom nebrání ani myšlence dovážet do norských úložišť nejvýznamnější skleníkový plyn z celé Evropy, bariérou však zůstává finanční náročnost zařízení určeného k samotnému zachycení emisí uhlíku. Většina úložišť uhlíku se v zemi fjordů nachází pod mořskou hladinou, ekonomickou únosnost projektů tak umožňuje podpora vlády například i díky uhlíkové dani v zemi.
Navýšení investice do rozvoje technologií oznámila v nedávné době Velká Británie. „Oznámení o podpoře rozvoje dvou klastrů nabízející CCS technologie v hodnotě 800 milionů liber během tohoto desetiletí je velkým krokem kupředu,“ myslí si šéf asociace firem nabízející technologie Luke Warren.
Právě ve Spojeném království vláda jasně deklarovala zákaz staveb uhelných elektráren bez technologií CCS. „U příležitosti letošního pořádání konference OSN o změně klimatu v Glasgow poslala Velká Británie signál průmyslu a světu, že je připravena splnit svůj závazek stát se uhlíkově neutrální zemí,“ doplňuje Warren. Londýn v následujících dvou letech plánuje zprovoznit pětici prvních hlubinných úložišť.
Další podobné úložiště má vyrůst v Evropě poblíž nizozemského Rotterdamu, v roce 2016 zmapovala lokality vhodná k uložení CO2 v tuzemsku také Česká geologická společnost. Celosvětová kapacita dosud známých lokalit by podle Mezivládního panelu OSN pro změnu klimatu vystačila k uložení asi dvou bilionů tun chemické látky. Takové množství oxidu uhličitého představuje globální emise plynu související s energetikou za více než polovinu století.
Modrý vodík
„Technologie CCS také umožňuje ekologickou produkci vodíku a v tomto světle může být její podpora diskutována také v rámci Evropské aliance pro čistý vodík,“ upozorňuje na možnou podporu ukládání emisí v evropském sdružení prosazující širší využití vodíku Guloren Turanová z globálního institutu pro CCS. Nejlehčí plyn jako ekologický pohon budoucnosti prosazují například země Beneluxu, výroba „zeleného“ vodíku z obnovitelných zdrojů však zůstává nerentabilní. Průmyslově vyráběný „šedý“ vodík z fosilních paliv by tak mohl být při využití technologií CCS mnohem ekologičtější. Takto vyráběný vodík pak bývá označován jako modrý, jeho využití by však dávalo smysl pouze v průmyslu.