„Wychwytywanie” dwutlenku węgla w celu ochrony zielonej planety

Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla to technologia, która pomaga ograniczyć emisję CO2, przyczyniając się do ograniczenia wzrostu średniej temperatury na świecie do wartości poniżej 1,5 stopnia Celsjusza w porównaniu do czasów przedindustrialnych.

Sơ đồ minh họa công nghệ CCS thu giữ và lưu trữ carbon. (Nguồn: IEA)

Schematyczna ilustracja technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla CCS. (Źródło: IEA)

Elektrownie i fabryki na całym świecie w znacznym stopniu przyczyniają się do emisji CO2, co powoduje globalne ocieplenie.

Naukowcy badają możliwość wychwytywania CO2 przed jego uwolnieniem do atmosfery za pomocą technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS). CCS to proces wychwytywania gazów powstających w wyniku spalania paliw kopalnych, oddzielania CO2 od innych gazów i przesyłania go do składowiska.

Znaczenie technologii CCS zostało wspomniane w raporcie Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) dotyczącym celu zerowej emisji netto CO2 do roku 2050.

IEA szacuje, że aby zredukować emisję netto CO2 do zera do 2050 roku, konieczne będzie wychwytywanie około 7,6 miliarda ton CO2 rocznie, z czego 95% całkowitego wychwyconego CO2 będzie musiało być trwale składowane geologicznie, a 5% będzie wykorzystywane do produkcji materiałów syntetycznych lub innych produktów. Obecnie na świecie składuje się zaledwie około 43 milionów ton CO2 rocznie.

Japonia i Chiny prowadzą

Japonia jest jednym z wiodących krajów wdrażających technologię CCS. Projekt CCS Tomakomai jest realizowany w Kraju Kwitnącej Wiśni od 2012 roku, w mieście Tomakomai, przez firmę Japan CCS Co., Ltd. (JCCS).

Miejsce realizacji projektu - miasto Tomakomai, rozwijający się głównie przemysł, rybołówstwo, produkcja papieru i ropy naftowej.

W fazie pilotażowej projekt osiągnął swój cel, jakim było wychwycenie 0,3 miliona ton CO2 i trwałe składowanie go w warstwach geologicznych na dnie oceanu. Projekt jest nadal realizowany, aby umożliwić składowanie CO2 na dużą skalę od 2030 roku.

W Chinach, 2 czerwca, China Energy Investment Corporation (China Energy) ogłosiła uruchomienie największej w Azji elektrowni wychwytywania, utylizacji i składowania dwutlenku węgla (CCUS) w sektorze energetyki węglowej w prowincji Jiangsu. China Energy poinformowała, że elektrownia, połączona z elektrownią węglową w Taizhou, ma zdolność wychwytywania 500 000 ton CO2 rocznie.

Podczas próbnego uruchomienia projektu, system CCUS wykazał dobrą wydajność i wysokie standardy bezpieczeństwa. Wskaźniki efektywności energetycznej i jakości produktu były równe lub wyższe od poziomu pierwotnego projektu, podkreślił pan Ji Mingbin, prezes oddziału China Energy w Jiangsu.

Pan Ji Mingbin ujawnił, że zarówno emitowany, jak i wychwycony CO2 może być wykorzystany, ponieważ China Energy podpisało umowy z ośmioma firmami. Wychwycony CO2 może być wykorzystany do produkcji suchego lodu i gazu osłonowego do spawania.

Projekty te stanowią część wysiłków Chin zmierzających do osiągnięcia neutralności węglowej do roku 2060.

Perspektywy w Wietnamie

W Wietnamie technologia CCS cieszy się ostatnio dużym zainteresowaniem decydentów, zwłaszcza po podjęciu przez Wietnam zobowiązania do osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 r. i poparciu „Globalnej deklaracji w sprawie przejścia z węgla na czystą energię elektryczną” na 26. Konferencji Stron Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (COP26) w 2021 r.

Technologia CCS jest wspominana w wielu ważnych dokumentach i strategiach rządu Wietnamu. W decyzji zatwierdzającej Narodową Strategię w sprawie Zmian Klimatu na okres do 2050 roku (nr 896/QD-TTg z dnia 26 lipca 2022 r.) stwierdzono: „Badania i zastosowanie technologii CCS w elektrowniach opalanych paliwami kopalnymi i przemysłowych zakładach produkcyjnych”.

28 czerwca Wietnamski Instytut Naftowy (VPI) i Smart Geophysics Solutions JSC (SGS) wspólnie zorganizowały międzynarodową konferencję naukową na temat „Eksperymentowania i symulacji wychwytywania, wykorzystania i składowania dwutlenku węgla” (CCUS Experiment and Modeling).

Według profesora nadzwyczajnego dr. Phama Huy Giao, dyrektora SGS, zastosowanie CCUS do osiągnięcia celu redukcji emisji CO2 do zera jest wciąż w powijakach, zwłaszcza w krajach rozwijających się, takich jak Wietnam. „Badania nad CCUS muszą zostać wdrożone w ramach kompletnego planu działania, a pierwszym zadaniem jest zbudowanie procesu badawczego CCUS w laboratorium oraz symulacja transportu i składowania CO2 pod ziemią” – powiedział.

Wcześniejsze badania nad CCS dostarczają wstępnej oceny wykonalności wdrożenia CCS, zwłaszcza w zakresie wspomagania wydobycia ropy naftowej. W 2011 roku Wietnam stał się pierwszym krajem w Azji Południowo-Wschodniej, który z powodzeniem wdrożył projekt wspomagania wydobycia ropy naftowej z wykorzystaniem CO2 na złożu Rang Dong w obszarze morskim Ba Ria-Vung Tau.

Zobowiązując się do osiągnięcia zerowej emisji netto do 2050 r., Wietnam uznaje znaczenie CCUS w ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych, zgodnie z Narodową Strategią Klimatyczną do 2050 r.

Zdaniem dr. Nguyen Minh Quy, zastępcy dyrektora VPI, wyniki ostatnich badań VPI nad źródłami CO2 i potencjalnymi miejscami składowania CO2 wskazują na możliwość opracowania kompletnego łańcucha CCUS, obejmującego etapy wychwytywania, transportu, wykorzystania i składowania CO2.

VPI prognozuje, że do 2030 r. emisja CO2 zostanie zmniejszona o 6% dzięki przekształcaniu CO2 w inne substancje (mocznik, metanol, etanol itp.).

Badania dr. Phung Quoc Huy z Centrum Badań Energii Azji i Pacyfiku pokazują, że pojemność magazynowania CO2 w niektórych pokładach węgla w regionie Quang Ninh waha się od 12 m3 CO2/tonę węgla do 22 m3 CO2/tonę węgla. Dzięki temu Wietnam może tworzyć obszary magazynowania CO2 w poszczególnych regionach i klastrach, minimalizując koszty budowy i transportu.

W przypadku elektrowni węglowych na południu kraju CO2 jest wychwytywany w elektrowniach, transportowany rurociągami lub tankowcami i pompowany do wyczerpanych złóż ropy naftowej na morzu.

W przypadku elektrowni cieplnych opalanych węglem na północy kraju CO2 jest wychwytywany i transportowany rurociągami lub tankowcami, a następnie pompowany do głębokich, nieeksploatowanych pokładów węgla w regionach Quang Ninh i Thai Nguyen i tam składowany.

„Państwowe agencje zarządzające muszą wyznaczyć wyspecjalizowane instytuty badawcze do testowania tej technologii w różnych lokalizacjach składowania CO2 (wyczerpane złoża ropy naftowej i gazu, nieeksploatowane pokłady węgla, głębokie warstwy słonej wody itp.). Następnie należy ocenić możliwość magazynowania i kontrolowania wycieków CO2 z tych miejsc” – zaproponował pan Huy.

Mimo że technologia CCS jest postrzegana jako rozwiązanie, wiele krajów ostrzega, że nie może ona zastąpić konieczności drastycznego ograniczenia zużycia paliw kopalnych i ograniczenia ich eksploatacji.

Jest to również ostrzeżenie wydane 14 lipca przez Unię Europejską (UE) i 17 państw, w którym podkreślono, że technologie redukcji emisji, w tym CCS, muszą być traktowane jako fundament działań na rzecz zakończenia wykorzystywania paliw kopalnych.

Nie ma jednego rozwiązania problemu zmian klimatycznych, dlatego technologia CCS, oprócz przyspieszenia rozwoju odnawialnych źródeł energii, będzie częścią ogólnych działań na rzecz redukcji emisji w skali globalnej.

Źródło