Zachytávanie a ukladanie CO2 z tovární do zeme

Stručné zhrnutie

• Plyny z priemyselných komínov nie sú chemicky čisté CO2, obsahujú prachové častice, SO2 a pri spaľovaní plastov aj toxické zlúčeniny ako dioxíny, takže pred stláčaním musia prejsť predčistením.
• Kompresia CO2 podľa uvedených zdrojov spotrebuje približne 90–120 kWh na tonu; pri emisnej intenzite elektriny ~0,25–0,26 kg CO2/kWh to predstavuje približne 23–31 kg CO2 emisii na tonu stlačeného CO2.
• Možnosti ukladania zahŕňajú vkladanie do geologických štruktúr alebo opustených ropných vrtov, chladenie na pevné skupenstvo (okolo −70 °C) alebo prírodné riešenia ako pôdna sekvestrácia uhlíka a zalesňovanie; každé riešenie má praktické obmedzenia týkajúce sa vrtov, tlakovacích nádob a ekonomiky.

Najčastejšie otázky

Q: Ako sa technicky stláča a prepravuje CO2 vyťahovaný z komínov?
A: Plynný mix sa musí najprv odsíriť a zbaviť prachových častíc, lebo prach v kompresore pôsobí ako brúsivo; na vysoké prietoky a tlaky sú v diskusii odporúčané lopatkové turbokompresory, pričom piestové kompresory sú považované za nevhodné, a stlačený plyn sa skladuje v tlakových nádobách (napr. tlaková nádrž 1,0 m3/1000 l).

Q: Koľko energie a emisií stojí kompresia 1 tony CO2?
A: V diskusii sú uvádzané hodnoty 90–120 kWh/tCO2; pri emisnej stope elektriny ~0,25–0,26 kg CO2/kWh to znamená približne 23–31 kg CO2 emisii na tonu; pri použití 100 kWh/tCO2 autor spočítal ~26 kg CO2/t.

Q: Je ekonomicky výhodné vyhĺbiť nový vrt a uložiť tam CO2?
A: Jeden príkladný výpočet v diskusii pre 200 m vrt (100 m pôda + 100 m skala) uviedol spotrebu ~4 192 kWh (emisne ~1,048 t CO2) a objem otvoru 78,5 m3, ktorý pri hustote 737 kg/m3 môže uložiť ~57,85 t CO2, takže podľa tohto výpočtu emisný náklad na uloženie je relatívne nízky.

Q: Môžu sa použiť existujúce opustené ropné vrty na ukladanie CO2?
A: Diskusia spomína využitie opustených ropných a plynových vrtov a poréznych podložných štruktúr, ale upozorňuje na praktické obmedzenia, napr. bežné ťažobné vrtové priemery ~200 mm nezodpovedajú priemeru veľkých tlakových nádob (priemer ~1 m).

Q: Aké nečistoty a riziká sú v plynoch z komínov?
A: Vypúšťané plyny obsahujú prachové častice, nedokonale spálené zvyšky paliva, SO2 a pri spaľovaní odpadu aj toxické látky ako dioxíny; prach poškodzuje kompresné stroje a chemické zložky zvyšujú nároky na predčistenie.

Q: Aké prírodné alternatívy k technickému zachytávaniu CO2 sa navrhujú?
A: Navrhované riešenia zahŕňajú pôdnu sekvestráciu uhlíka cez ponechanie rastlinných zvyškov a krytie pôdy, širšie uplatnenie osevných postupov a zalesňovanie; v diskusii bolo uvedené číslo 1,4 mil. ha ornej pôdy na Slovensku ako kontext pre pôdne opatrenia.

Závery z diskusie

Zhoda

• Plyny z priemyselných komínov nie sú čistý CO2 a obsahujú prachové častice a ďalšie znečisťujúce látky, ktoré treba odstrániť pred kompresiou.
• Zachytávanie a ukladanie CO2 vyžaduje energiu, výrobu tlakových nádob a vrtanie, čo prináša vlastné emisie a náklady.

Sporné názory

• Na jednej strane výpočty v diskusii ukazujú, že energetické a emisné náklady na vrtanie a kompresiu môžu byť pri niektorých predpokladoch nízke (príklad: 4 192 kWh na 200 m vrt → 1,048 t CO2 emisii vs uloženie ~57,85 t CO2).
• Na druhej strane sa argumentuje, že celková ekonomika a environmentálny prínos sú nedostatočné vzhľadom na náklady na výrobu tlakových nádob, spotrebu energie, predčistenie spalín a potenciálne technické obmedzenia (priemer vrtu, poškodzovanie kompresorov prachom).

Otvorené otázky

• Ako zabezpečiť dlhodobú bezpečnosť a nepriepustnosť úložísk CO2 v geologických formáciách bez rizika úniku?
• Kto a za akých podmienok by financoval rozsiahle programy zachytávania a ukladania CO2 (štát, priemysel, spotrebitelia)?
• Do akej miery sú bežné ťažobné vrtové priemery (napr. ~200 mm) kompatibilné s potrebami pre tlakové nádoby alebo iné metódy vkladania?
• Ako porovnať reálnu životnosť a celkovú uhlíkovú bilanciu medzi technickým zachytávaním CO2 a prírodnými metódami (pôdna sekvestrácia, zalesňovanie)?

Spomenuté značky a firmy

Auto-techna, Slovnaft, Volkswagen, Lidl, faktaoklimatu.cz, 2050podcast.cz, IOPscience, Europarlament, Technické sklo (Dúbravka)

Spomenuté produkty a metódy

stláčanie CO2 na 46 lb/ft3 (737 kg/m3), kompresia CO2 90–120 kWh/tCO2, príklad 100 kWh/tCO2, tlaková nádoba 1,0 m3 (1000 l), lopatkový turbokompresor, piestový kompresor (nevhodný pri veľkom tlaku), predčistenie spalín od prachových častíc, chladenie CO2 na −70 °C na pevné skupenstvo, uloženie do opustených ropných vrtov a poréznych geologických štruktúr, pôdna sekvestrácia uhlíka (ponechanie rastlinných zvyškov, krytie pôdy), výpočet vrtu 200 m → 4 192 kWh, hustota CO2 737 kg/m3

Miesta a osoby

Bratislava (BA), Vrakuna, Dúbravka