Odborné články

Uhlíková neutralita, bioenergetika a CCS

Bioenergetika v kombinaci se zachycováním a ukládáním uhlíku (carbon capture and storage, CCS) je jednou z technologií, kterou bude možné odstraňovat uhlík z atmosféry.  Dále se nabízí také zalesňování nebo rozšíření zemědělských postupů, které zvýší schopnost půd vázat uhlík. Známé je například využití biouhlu. V praxi by mělo jít o pestrou směsici postupů a technologií, které dávají smysl v daném regionu. Pro splnění klimatických cílů bude do roku 2050 nutné v Evropě odstranit kumulativně přibližně 7,5 miliard tun oxidu uhličitého (emise kontinentu v roce 2019 byly 5,4 miliardy tun). Klimatické scénáře totiž pracují s určitým tempem snižování objemu vypouštěných emisí – které však není dostatečné – a modely proto částečné počítají se zapojením technologií odstraňujících uhlík z atmosféry. Bioenergetika by potom nejen předcházela emisím uhlíku z fosilních paliv, tak jako doposud, ale produkovala by dokonce emise „záporné”. Předpokladem je udržitelná produkce biomasy. Jakkoli vývoj podobných řešení postupuje, platí, že bezkonkurenčně nejvýhodnější a nejjednodušší technologií na trhu je nechat uhlí, ropu a plyn v zemi.

Infografika Emisní scénáře pro naplnění Pařížské dohody od autora Fakta o klimatu, licencováno pod CC BY 4.0

Potenciál bioenergetiky a ukládání uhlíku v Evropě

Podle čerstvé studie[1] vědců ze švýcarské ETH může bioenergetika ve spojení s CCS v Evropě odstranit kolem 200 milionů tun oxidu uhličitého každý rok (asi jedna a půl ročních emisí Česka). Vědci se soustředili především na stávající zdroje biomasy a velká zařízení produkující biogenní emise skleníkových plynů jako jsou papírny, bioteplárny, spalovny odpadů nebo čističky odpadních vod.

Vzhledem k tomu, že většina z deseti lokalit, se kterými se uvažuje jako o možných uložištích zachyceného uhlíku se nachází v Severním moři a skandinávské země disponují velkými zdroji biogenního uhlíku díky tradici dřevozpracujícího průmyslu, studie ukázala, že asi 30 % potenciálu (62 milionů tun biogenního uhlíku ročně) se nachází do 300 km od některé z těchto lokalit. Na druhou stranu asi 50 % potenciálu se nachází ve vzdálenosti větší než 500 km. Předpokladem pro to, aby celý systém fungoval, je kromě zdrojů emisí a vhodných úložišť také vybudování infrastruktury pro přepravu oxidu uhličitého.

Poptávka po záporných emisích

Asociace Bioenergy Europe uspořádala letos na jaře webinář[2] věnovaný uhlíkové neutralitě a tomu, jakou roli v ní hrají zdravé lesy, půda, biouhel a právě také bioenergetika. Uhlíková neutralita znamená čisté nulové emise skleníkových plynů, kdy je produkce antropogenních skleníkových plynů vyrovnaná s jejich odstraňováním. V některých oborech lidské činnosti v zemědělství nebo průmyslu je dnes obtížné si představit, že nebudou spojeny s žádnými emisemi skleníkových plynů. Klimatické scénáře proto počítají s tím, že uhlík budeme muset z atmosféry také odstraňovat. Mluví se pak někdy o záporných emisích oxidu uhličitého. Problém se přitom stále zhoršuje s tím, jak pokračujeme ve spalování fosilních paliv. Poptávka po obdobných řešeních tak bude jen růst.

Během webináře o zachycování uhlíku hovořila například doktorka Kati Koponen, z finského výzkumného centra VTT. Problému se věnovala hlavně ze skandinávské perspektivy, kde mají podobná řešení větší naději na úspěch díky rozvinuté bioekonomice a dostupným lokalitám vhodným pro uložení oxidu uhličitého v Severním moři.

Bioenergetika ve spojení s CCS dává podle Koponen smysl hlavně u větších zdrojů, které produkují velké objemy biogenního oxidu uhličitého ze spalování biomasy, jako jsou papírny, u kogeneračních zařízení kvůli vyšší energetické efektivitě nebo v případě bio-rafinérií s koncentrovanými toky oxidu uhličitého.

Cena za zachycení tuny CO2 v provozu papírny dosahuje 50-90 eur. V případě demonstračního kogeneračního projektu VTT ve Finsku se podařilo náklady snížit na 15-25 eur za zachycení tuny CO2. Po zachycení se plyn může buď stlačit, přepravit a uložit pod zem – například do vytěžených ložisek ropy a plynu. Může se také dále využívat a nahrazovat tak oxid uhličitý z fosilních paliv například v potravinářství, chemickém průmyslu nebo výrobě stavebních materiálů. Mluví se pak o zachycení a využití uhlíku (carbon capture and utilization, CCU) namísto jeho uložení (storage). Příběh to není černobílý. Například ve Spojených státech je několik projektů, které zachycují biogenní uhlík, a tento oxid uhličitý následně používají ke zvýšení výtěžnosti ropných ložisek[3].

Současnost a budoucnost

Kromě Skandinávie se podobné projekty připravují ve Spojeném království (elektrárna firmy Drax), Nizozemsku, Spojených státech, Japonsku nebo Číně, většinou však jde o menší pilotní projekty. Technologicky dnes existuje více možností, překážkou je ale hlavně nedostatečně motivující prostředí pro případné investory. To je v kontrastu s tím, že se s ukládáním oxidu uhličitého ze spalování biomasy významně počítá v mnoha klimatických scénářích. Prvním velkým projektem je Illinois Industrial CCS Project ve Spojených státech. Biorafinerie vyrábějící ethanol z kukuřice ve státě Illinois od roku 2017 zachycuje ročně zhruba jeden milion tun CO2, který je po stlačení ukládán do solné formace Mount Simon Sandstone asi 2,1 km pod zemí.

Studie odhadují, že bioenergetika a ukládání biogenního uhlíku se může začít ekonomicky vyplácet při ceně oxidu uhličitého ve výši 55-248 eur za tunu[4]. Takto stabilně vysoká cena uhlíku by dokázala přesvědčit investory, že podobné projekty mají smysl. Záleží však na konkrétních podmínkách. Bioenergetika, na rozdíl od fosilních zdrojů, je postavená spíše na menších zařízeních, CCS se ale vyplatí spíše u větších elektráren nebo papíren. Důležitým faktorem je také snížení energetické efektivity celého zařízení. Zachycení, stlačení a přeprava oxidu uhličitého je energeticky náročný proces, což lze částečně zmírnit právě kombinovanou výrobou elektřiny a tepla. Nabízí se také spojení obou řešení: využití a uložení oxidu uhličitého u jednoho zdroje.


[1] Rosa, Lorenzo. “Assessment of carbon dioxide removal potential via BECCS in a carbon-neutral EuropeEnergy & Environmental Science, 2021

[2] Webinář Biomass-based Carbon Sinks. Carbon neutrality 2050, zorganizovaný Bioenergy Europe a European Biochar Industry Consortium 8.4.2021.

[3] Consoli, C., „Bioenergy and Carbon Capture and Storage”, Global CCS Institute, 2019.

[4] Bioenergy Europe, „Bioenergy Carbon Capture and Storage (BECCS)”, Bioenergy Europe 2019

 

Článek: Tisknout s obrázky | Tisknout bez obrázků | Poslat e-mailem

Související články:

Rozhovor: Německo uvalilo daň na topení zemním plynem. Měla by ji zavést celá EU, říká německý expert
Unie se chystá na další zdanění uhlíku. Ve Švédsku už uhlíková daň funguje 30 let
Švédská studie BioLNG ukazuje snížení emisí o 90 procent
Certifikace kritérií udržitelnosti. Co Vás čeká a kdo může pomoci?
Úspora emisí skleníkových plynů v odvětví bioplynu
Nová pravidla udržitelnosti a úspor emisí skleníkových plynů v bioenergetice
Uhlíková stopa etanolu se neustále snižuje
Evropa potřebuje stanovit cenu uhlíku za teplo a chlazení
Biomasa je lídrem evropské energetické transformace
Jak skutečně vypadá „čistá mobilita“?

Zobrazit ostatní články v kategorii Biometan, Bioodpady a kompostování, Bioplyn, Kapalná biopaliva, Obnovitelné zdroje energie, Pelety a brikety, Pěstování biomasy, Rychle rostoucí dřeviny, Spalování biomasy

Datum uveřejnění: 2.6.2021
Poslední změna: 2.6.2021
Počet shlédnutí: 330

Citace tohoto článku:
DOLEŽAL, : Uhlíková neutralita, bioenergetika a CCS. Biom.cz [online]. 2021-06-02 [cit. 2021-06-20]. Dostupné z WWW: <https://biom.cz/czp/odborne-clanky/uhlikova-neutralita-bioenergetika-a-ccs>. ISSN: 1801-2655.

Komentáře:
ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto ilustrační foto