Wyniki badań na modelach przeprowadzonych na poziomie globalnym jasno pokazują kluczową rolę CCS/CCUS w osiągnięciu celów klimatycznych. Otwarte pozostaje jednak pytanie, jaką rolę technologie te mogą odegrać w polskim systemie energetycznym i na ile ich wdrożenie będzie miało wpływ na gospodarkę narodową? Na to i inne pytania staramy się odpowiedzieć w raporcie: „Społeczno-ekonomiczne korzyści z wdrożenia CCUS w Polsce”.
Zmiany klimatu w dokumentach międzynarodowych
Zmiany klimatu są jednym z największych wyzwań stojących przed ludzkością w XXI wieku, a ich powstrzymanie wymaga międzynarodowej współpracy. Szczyt Ziemi w Rio de Janeiro w 1992 r. wyznaczył początek globalnych wysiłków zmierzających do spowolnienia zmian klimatu. Następnym kamieniem milowym było przyjęcie przez ONZ Ramowej konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu oraz uzupełniający ją protokół z Kioto, nakładający na sygnatariuszy konkretne cele redukcji emisji. Obecnie najważniejszym porozumieniem międzynarodowym w dziedzinie polityki klimatycznej jest Porozumienie paryskie z 2015 r. Strony porozumienia zobligowały się do ograniczenia wzrostu średniej temperatury globalnej do poziomu znacznie niższego niż 2 st. Celsjusza powyżej poziomu przedindustrialnego i do podjęcia działań mających na celu ograniczenie wzrostu temperatury do 1,5 st. Celsjusza powyżej poziomu przedindustrialnego (o czym stanowi art. 2 ust. 1 lit. a porozumienia). Osiągnięcie tych ambitnych celów wymaga ograniczenia emisji gazów cieplarnianych we wszystkich dziedzinach życia, a szczególnie w sektorze energetycznym, przemyśle oraz transporcie.
Potencjał technologii CCS/CCUS
Technologie wychwytu, składowania i utylizacji dwutlenku węgla (Carbon Capture Utilization and Storage, CCS/CCUS) mogą odegrać w tym procesie znaczącą rolę. Wskazuje na to m.in. raport Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC), który wskazuje technologie CCUS jako ważne narzędzie redukcji emisji w przemyśle chemicznym czy cementowym. Międzynarodowa Agencja Energii (MAE) prognozuje natomiast, że osiągnięcie zerowych emisji netto nie będzie możliwe bez technologii CCS/CCUS. Dodatkowo, według MAE technologie te pozostają jedynym realnym sposobem redukcji emisji w wybranych sektorach, np. produkcji cementu. Wykorzystanie technologii CCS/CCUS jest też obecnie jedyną opcją osiągnięcia tzw. negatywnych emisji, do których świat dążył będzie po 2050 r., poprzez wychwyt dwutlenku węgla z atmosfery (Direct Air Capture, DAC) czy zainstalowanie ich na infrastrukturze spalającej biomasę (Bioenergy with carbon capture and storage or utilisation, BECCUS). Nie są to jedyne działania pomagające osiągnąć negatywne emisje, tj. absorbcję dwutlenku węgla z atmosfery (odwrotność emisji); wśród innych działań można wymienić np. zalesianie.
Konieczne działania
W stworzonym przez MAE scenariuszu osiągnięcia zerowych emisji netto do 2050 r. (Net Zero Emissions by 2050 Scenario, NZE) przyjęto założenie konieczności wychwytu 1 286 MtCO2 rocznie już w 2030 r. Dla porównania, odpowiada to niemal połowie rocznych emisji całej Unii Europejskiej (np. w 2021 r. UE wyemitowała ok. 2 725 MtCO2). Jednak według szacunków MAE, nawet przy realizacji wszystkich ogłoszonych projektów instalacji wychwytu dwutlenku węgla, nie będzie możliwy wychwyt na tym poziomie, jeśli nie zostaną przyspieszone inwestycje w technologie CCS/CCUS. Jednocześnie, zgodnie ze scenariuszem Sustainable Development Scenario, na ścieżce do zerowych emisji netto sektora energetycznego do 2070 r., zdaniem MAE instalacje CCS/CCUS mogą odpowiadać za skumulowaną redukcję około 15% emisji. Wymagałoby to zainstalowania wyposażenia w instalacje infrastruktury CCS/CCSU na około 1 100 GW mocy produkcyjnych wytwórczych w ujęciu globalnym, w tym na wszystkich pozostałych operujących wciąż w 2070 r. elektrowniach gazowych i węglowych oraz na znacznej części tych opartych o biomasę – nawet na 25% ogólnej konsumpcji biomasy i nawet 50% generacji energii z biomasy i produkcji biopaliw.
Które sektory najbardziej potrzebują CCS/CCUS?
Warto zauważyć, że zgodnie z prognozami technologie CCS/CCUS mogą odegrać różną rolę w zależności od sektora. Wskazuje się, że wspomogą one wysiłki redukcyjne przede wszystkim w przemyśle cementowym, produkcji stali i chemicznym. Według MAE, instalacje CCS/CCUS mogą przyczynić się do redukcji o 61% rocznej redukcji emisji w produkcji cementu oraz 31% i 33% odpowiednio w produkcji stali i sektorze chemicznym w horyzoncie do 2070 r.
Wychwycony dwutlenek węgla może pomóc też w dekarbonizacji innych sektorów. Przede wszystkim produkcja paliw syntetycznych przy wykorzystaniu dwutlenku węgla i nisko- lub zeroemisyjnego wodoru może być odpowiedzią na wyzwania dla transportu lotniczego, które są związane z koniecznością znalezienia alternatyw dla konwencjonalnych paliw lotniczych. Według MAE, w 2070 r. niemal połowa zapotrzebowania na kerozynę może być zaspokajana przez paliwa syntetyczne, które też mają mieć ok. 10% udział w rynku paliw w ogóle. Technologie CCS/CCUS mogą odegrać też istotną rolę w dekarbonizacji transportu, m.in. poprzez produkcję paliwa wodorowego. MAE prognozuje, że wodór produkowany z gazu ziemnego w procesie reformingu parowego z wykorzystaniem CCS/CCUS będzie w 2050 r. najprawdopodobniej wciąż najtańszą metodą produkcji niskoemisyjnego wodoru, a w 2070 r. wodór wyprodukowany z CCS/CCUS wciąż może odpowiadać za ok. 40% produkcji wodoru (601 Mtoe).
CCUS w Unii Europejskiej
Waga technologii CCUS została dostrzeżona również na poziomie unijnym. W 2023 r. Komisja Europejska opublikowała komunikat Industrial Carbon Management nazywany również nieformalnie unijną strategią CCUS. Zawarto w nim ambitne cele m.in. osiągnięcia zdolności zatłaczania 50 mln ton CO2 w Unii Europejskiej już do 2030 r. Realizację celów wspierać mają odpowiednie akty prawne, m.in. przyjęty w tym roku Net Zero Industry Act. Nakłada on na państwa członkowskie konieczność usprawnienia procesu pozwoleniowego, a na wybranych interesariuszy – nawet partycypacji w wyznaczonym celu.
Wyniki badań na modelach przeprowadzonych na poziomie globalnym jasno pokazują kluczową rolę CCS/CCUS w osiągnięciu celów klimatycznych. Otwarte pozostaje jednak pytanie, jaką rolę technologie te mogą odegrać w polskim systemie energetycznym i na ile ich wdrożenie będzie miało wpływ na gospodarkę narodową? Na te i inne pytania stara się odpowiedzieć niniejszy raport, prezentujący wyniki badania przeprowadzonego na połączonych modelach sytemu energetycznego (ESM-PL) oraz makroekonomicznego (CGE-PL), które zostały opracowane w ramach projektu „Strategia rozwoju technologii wychwytu, transportu, utylizacji i składowania CO2 w Polsce oraz pilotaż Polskiego Klastra CCUS” (skrócona nazwa „CCUS.pl”) współfinansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu GOSPOSTRATEG III na lata 2021 – 2023. Nr Umowy GOSPOSTRATEG-III/0034/2020.