Ewa Korzeniowska: Dzień dobry, dziś przeprowadzę wywiad z dr. Maciejem Bukowskim, prezesem Instytutu WiseEuropa i porozmawiamy o projektach CCUS dla projektu ccus.pl prowadzonego przez AGH.
Czym są technologie CCUS i dlaczego tak wiele się o nich teraz mówi?
Maciej Bukowski: Najprościej mówiąc, to są technologie, które polegają na wyłapywaniu dwutlenku węgla w miejscu produkcji, np. w zakładzie przemysłowym albo w siłowni energetycznej, czyli tam gdzie powstają emisje, za pomocą specjalnych urządzeń, a następnie na transportowaniu go, głównie rurociągami, w inne miejsce, chociaż nie jest to jedyny rozważany sposób transportu, a na koniec na składowaniu, czyli wtłaczaniu tego dwutlenku węgla w formacje skalne dość głęboko pod ziemię. Poza składowaniem, dwutlenek węgla można wykorzystać w innych procesach, np. do produkcji związków o pochodzeniu organicznym, które potrzebują węgla. To mogą być paliwa tak jak kerozyna, alkohol, metanol albo związki organiczne jak skrobia, są różnego rodzaju potencjalne procesy, w których można wykorzystywać dwutlenek węgla właśnie w celach energetycznych lub przemysłowych. Ponowne wykorzystanie CO2, który w innym wypadku byłby odpadem, jest elementem tzw. gospodarki obiegu zamkniętego. Innymi słowy, dwutlenek węgla powstający w różnych procesach, który w innym wypadku wyemitowalibyśmy do atmosfery, wychwytujemy i albo składujemy go pod ziemią albo wykorzystujemy w innych procesach przemysłowych – dzięki temu unikamy emisji i nie dokładamy do efektu cieplarnianego.
EK: Czy to w takim razie oznacza że w Polsce można by było wykorzystać wychwyt CO2 na przykład przy spalaniu węgla w elektrowniach i elektrociepłowniach, a także w kopalniach i cementowniach? Gdzie dziś się myśli o wykorzystaniu tej technologii i gdzie są granice jej zastosowania?
MB: O wykorzystywaniu technologii CCS myśli się przede wszystkim w kontekście dekarbonizacji, czyli potrzebie odejścia od sposobu wytwarzania energii i dóbr jaki praktykujemy od stu kilkudziesięciu lat na inny, taki, który nie będzie się wiązał z emisją dwutlenku węgla do atmosfery. To jest duże wyzwanie w skali całego systemu energetycznego oraz przemysłu, nie tylko na poziomie poszczególnych krajów, ale także na świecie. W każdym z tych obszarów alternatyw i pomysłów na zastąpienie wysokoemisyjnych paliw kopalnych jest wiele. Natomiast istnieje duża obawa, że nie przy każdym zastosowaniu będą one dostępne w najbliższej przyszłości.
Dlatego nie jest wykluczone, że w gospodarce nawet za kilkadziesiąt lat będą nam nadal potrzebne źródła i procesy, które będą emitowały CO2.
Przykładem może być ciepłownictwo systemowe. Duże miasta, które produkują ciepło wykorzystują obecną rozległą infrastrukturę ciepłowniczą, która prawdopodobnie będzie istniała w przyszłości ze względu na brak sensownej, ekonomicznie dojrzałej alternatywy, I wtedy właśnie zastosowanie technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla albo wykorzystywania go do celów produkcyjnych może mieć sens.
W przypadku systemu elektroenergetycznego niskoemisyjne alternatywy takie jak elektrownie jądrowe i źródła odnawialne mogą z powodzeniem wypełnić większość systemu energetycznego, ale „dopięcie” systemu stanowi wyzwanie. Obecnie sensowną alternatywą są właśnie np. elektrownie gazowe lub biomasowe z wychwytem dwutlenku węgla, które teoretycznie mogą nawet dać ujemną emisję, tzn. obniżać koncentrację CO2 w atmosferze. System energetyczny jest tak zorganizowany, że potrzebuje energii non-stop, w każdej sekundzie, minucie, w każdym dniu tygodnia, o każdej porze dnia i roku. Nie wszystkie źródła mają taką cechę dyspozycyjności, że są w stanie wyprodukować energię właśnie wtedy, kiedy jej potrzebujemy w wystarczającej ilości, a na razie nie potrafimy przechowywać energii w dużych ilościach . Instalacje CCS nie będą stanowiły większości mocy wytwórczych, może to być na przykład 5% całego systemu elektroenergetycznego, ale będą one „dopinać” system tam, gdzie inne technologie się nie sprawdzą i służyć jako tzw. back-up, czyli rezerwa zapewniająca bezpieczeństwo energetyczne oraz dostaw.
Podobnie jest z instalacjami i technologiami przemysłowymi. W hutnictwie możemy stosować alternatywne metody wytopu stali do tych, które mamy obecnie. Zamiast wykorzystywać węgiel koksujący, możemy stosować na przykład wodór, który z kolei może być pozyskany w sposób bez emisyjny. Nie przy każdym zastosowaniu może to mieć miejsce, bo może się okazać że przy pewnych warunkach, w pewnej lokalizacji, lepiej i taniej będzie zastosować instalację CCS.
Dla cementu, którego produkcja wiąże się z emisjami nie tylko ze spalania paliw, ale tzw. emisjami procesowymi z procesu kalcynacji węglanu wapnia, obecnie nie mamy wielkoskalowej alternatywy lub substytutu, choć takie mogą się pojawić w przyszłości. Więc jeżeli nie chcemy emitować dwutlenku węgla, będziemy musieli coś w tym gazem zrobić.
EK: To jest bardzo ciekawe to jest już uwaga ode mnie, bo Wydaje mi się że przy tych wszystkich rozmowach o odejściu od węgla panuje takie przekonanie, powiedzmy wśród tzw. general public, że chodzi o to, żeby od węgla odejść całkowicie i zastąpić go innymi źródłami energii, natomiast faktycznie na poziomie ogólnoświatowym może się okazać że po prostu odejście od węgla zupełnie nie ma najmniejszego sensu, że zawsze pozostaną technologie, które będą wymagały tego węgla…
MB: Zapewne w wyidealizowanym świecie, scenariuszu, chcielibyśmy zupełnie odejść od paliw kopalnych, natomiast w rzeczywistości jesteśmy ograniczeni przez różne czynniki technologiczne, ekonomiczne, społeczne i polityczne. Naszym nadrzędnym celem jest jak najszybsza redukcja emisji dwutlenku węgla, jednocześnie staramy się ograniczyć inny negatywny wpływ na środowisko oraz społeczeństwo. Tam, gdzie widać brak alternatyw w krótkiej perspektywie czasowej CCUS jest bezsprzecznie opcją spełniającą te kryteria. Paliwa kopalne są wszędzie – nie tylko węgla, ale np. węglowodorów potrzebujemy do produkcji plastiku, gum, kauczuków, asfaltów i wielu różnych rzeczy, które stosujemy w produkcji dóbr, a które są nam obecnie niezbędne do podtrzymywania cywilizacji – alternatywne sposoby produkcji oraz substytuty podstawowych materiałów są badane i rozwijane – ale póki co nie znamy ani horyzontów czasowych, ani czy takie sposoby i substytuty z potencjałem zastąpienia na skale tych obecnych uda się opracować. Tam właśnie prawdopodobnie będziemy potrzebowali technologii CCS, która być może nie funkcjonuje jeszcze w tym sensie w skali przemysłowej – ale jest opcją technologicznie dostępną.
EK: A więc właśnie, co z dostępnością tej technologii? Czy istnieją dziś wielkoskalowe instalacje wychwytu CO2, bo wiadomo że dużo się o tym mówi, są projekty, które sprawdzają jak takie technologie sprawdzały by się na przykład w Europie środkowo-wschodniej, natomiast czy w ogóle ta technologia jest już wdrożona gdzieś na dużą skalę na świecie i można powiedzieć że rzeczywiście dobrze działa?
MB: Tutaj raczej nie mówimy o technologii, a raczej o zespole technologii. To są różne sposoby wychwytywania dwutlenku węgla, różne sposoby jego składowania, różne sposoby wykorzystania, więc jest to raczej pewna paczka, wiązka technologiczna, która też ciągle przeżywa postęp techniczny. Obecnie coraz więcej dzieje się w tym obszarze i być może te technologie przyszłego wychwytywania i przyszłego składowania będą inne niż te, które obecnie są na froncie. Tego nie można wykluczyć, bo nadal jesteśmy w fazie badawczej.
Obecnie największe działające instalacje wychwytują CO2 z procesów naftowych i gazowych po to, żeby zatłoczyć do złóż węglowodorów, wspomagając ich wydobycie (tzw. technologia EOR – przyp. red.) Ale w tej chwili nie ma jeszcze na świecie dużych instalacji przemysłowych, które by w praktyce dnia codziennego robiły właśnie to o czym mówimy, to znaczy, żeby wychwytywały i składowały dwutlenek węgla w jakiś dużych instalacjach działających na przykład w sieci, w systemie. Potrzebujemy transferu tej technologii oraz jej rozwinięcia – są instalacje o charakterze demonstracyjnym, już całkiem spore, które nam pokazują, że to można rzeczywiście robić.
Nie jest to jeszcze coś takiego, co można zdjąć z półki i kupić u jakiegoś producenta, dostawcy technologii, zainstalować u siebie, po jakiejś znanej cenie katalogowej albo łatwiej do wynegocjowania, tak jak istniejące już rozwiązania techniczne w energetyce czy przemyśle, gdzie jest po prostu producent linii produkcyjnej maszyn, robotów, gdzie można zamówić konkretne rozwiązanie dla danej fabryki.
Mówimy tu o podobniej fazie rozwoju, jak na przykład technologie SMR w obszarze energii jądrowej, czyli są już dość zaawansowane techniczne rozwiązania, ale nie zostały jeszcze wdrożone w skali przemysłowej i to raczej czeka nas ciągu najbliższych 30 lat, właśnie dlatego że ambicje dekarbonizacji są bardzo duże.
To, że nie było dużego przemysłowego wdrożenia do tej pory, wynika także z tego, że obecnie zbieramy tzw. low-hanging fruits – obniżamy redukcje poprzez najbardziej ekonomiczne opcje takie jak źródła odnawialne czy efektywność energetyczna. W miarę upływu czasu i wyczerpania się najbardziej ekonomicznego potencjału będziemy przechodzić do trudniej redukowalnych emisji – na ten moment jeszcze żaden kraj nie dotarł do tych 80-90% redukcji w energetyce, żaden kraj, tak na prawdę nie zabrał się za przemysł, ale to już się zbliża z szybkimi krokami, bo cel net-zero mamy ustawiony na połowę stulecia. Dlatego tak ważne jest, żeby już teraz rozwijać te technologie, tak, żebyśmy mieli gotowe rozwiązania za kilka- kilkanaście lat.
EK: Czy ta technologia w ogóle jest interesująca dla na przykład rządów albo dla biznesu, w takiej fazie w której jest teraz?
MB: Są obszary przemysłu, które są tym zainteresowane, przede wszystkim przemysł cementowy, który po prostu nie widzi alternatywy. Podobnie jest w przypadku ciężkiej chemii, przemysłu rafineryjnego, który musi rozważać tę opcje, ale im obecne ceny dwutlenku węgla nie dają jeszcze bezpośredniego impulsu – zdają sobie jednak sprawę, że rozwój alternatyw jest czasochłonny i już teraz analizują i planują ich wdrażanie. Oczywiście budżety inwestycyjne tych firm nie są z gumy, są one gotowe płacić, ale też przerzucać wysiłek finansowy na konsumentów czy chociażby cenę benzyny na stacjach. Komisja ma również gotową legislację, żeby włączyć paliwa transportowe także do systemu ETS i wtedy również zapłacimy za to my jako konsumenci. Będzie to faza przejściowa, bo większość transportu zostanie zelektryfikowane, ale przemysł rafineryjny stanie wtedy przed alternatywną co z tą resztą, która wiąże się z pozostałym transportem i produkcją innych produktów? W tym wypadku CCS jest również silnie rozważaną opcją.
Podobnie można powiedzieć o wspominanym już ciepłownictwie w miastach – w wielu wypadkach sprowadzać się to będzie do zamiany zcentralizowanego kotła węglowego na gazowy, co zredukuję emisję o 50%, a dopiero gdzieś w przyszłości w drugiej fazie będzie rozważane podpięcie pod instalację wychwytu CO2 i następnego jego składowania lub ponownego wprowadzenia go do gospodarki. Zasada jest taka, że w przypadku budowy nowej elektrociepłowni powinna ona być już CCS-ready – tzn. gotowa na przyłączenie instalacji wychwytu oraz transportu dwutlenku węgla.
EK: Jeżeli mówimy o wychwytywaniu CO2, to pojawia się w raportach pewien problem z tą technologią. Dwutlenek węgla ostatecznie wtłacza się pod ziemię i co potem z nim robić? Czy w Polsce i w Europie będzie rozwija się rynek samego CO2 i jego zagospodarowania w tej formie? Pojawi się odpad – CO2 w postaci ciekłej, zatłoczony pod ziemię.
MB: Jeśli chodzi o zatłaczanie pod ziemię, to w pierwszym rzędzie mówi się o formacjach skalnych, w których wcześniej był gaz ziemny. One już wcześniej przez setki milionów lat trzymały w sobie gazy ziemne, więc chodzi o to, żeby zastąpić jeden gaz drugim. Jeżeli ten gaz ziemny pobrano stamtąd, to w te same formacje skalne wtłacza się dwutlenek węgla i tam pod ciśnieniem się zestala w porowatej skale. Inną możliwością są poziomy solankowe lub zatłaczanie CO2 do złóż węglowodorów czy węglowych, wspomagając ich wydobycie (lub metanu ze złóż węglowych – przyp. red.) o czym już wspominałem. I tak zatłoczony dwutlenek węgla już tam raczej zostaje – ale o kwestii składowania trzeba by zrobić osobny wywiad. Jeśli chodzi o potencjał utylizacji, wspomniałem już różne przykłady wykorzystania CO2 w procesach chemicznych – np. w przypadku skrobi, która jest bardzo istotnym składnikiem przemysłu spożywczego, używanym w zasadzie wszędzie. Naturalnie skrobię pozyskuje się z kukurydzy albo innego rodzaju zbóż. Na świecie są ogromne plantacje, które zużywają znaczące ilości wody, nawozów i terenu, dlatego możemy sobie wyobrazić, że jeśli zostanie opatentowany i zaimplementowany taki proces przemysłowej produkcji skrobi z dwutlenku węgla, ograniczy to potrzebę wielkich plantacji, a te tereny będzie można np. zalesić, dodatkowo uzyskując efekt redukcyjny. Duży potencjał jest również w przypadku materiałów budowlanych. Dlatego o ewentualne zagospodarowanie CO2 nie powinniśmy się martwić – ciężko przewidzieć, która gałąź akurat rozwinie się w Polsce i Europie – będzie to zależeć od konkurencyjności poszczególnych alternatyw produkowanych z wykorzystaniem CO2 w stosunku do materiałów produkowanych konwencjonalnie, które miałyby zastąpić. Wiemy natomiast, że przez prowadzoną politykę klimatyczną konwencjonalne, wysokoemisyjne sposoby produkcji materiałów będą coraz droższe, a środowiskowo zrównoważone alternatywy będą cieszyły się coraz większym zainteresowaniem.
EK: Skoro Polska jest krajem wysoko emisyjnym czyli opiera się głównie na węglu czy mamy szansę jako kraj stać się pionierem tej technologii w Europie i czy to w ogóle jest możliwe w tym momencie? Na przykład z punktu widzenia legislacyjnego? I co by się musiało stać, żeby tak było?
MB: Szansę oczywiście mamy, ale będzie to wymagało pewnego rodzaju determinacji. Jest kilka krajów, które silniej niż inne inwestują w tę technologię, wiele krajów zdaje sobie sprawę, na czele z Unią Europejską, że ta technologia prawie na pewno będzie potrzebna. Żeby osiągnąć gospodarkę net-zero w połowie stulecia. Krajami silnie zaangażowanymi są np. Kanada, Norwegia, Australia, Wielka Brytania – są te kraje, które z racji eksploatacji przez długi czas złóż gazu mają łatwo dostępne potencjalne magazyny, tak więc mogą w pierwszym rzędzie wykorzystać je do tego, żeby składować CO2.
Polska jeszcze nie jest w gronie tych krajów, ale także ma pewne magazyny i mogłaby do tego przystąpić. Mamy za sobą pewne doświadczenia w instalacjach wychwytu i zatłaczania, jak chociażby anulowany projekt z elektrowni Bełchatów, ale myślę, że dużo lepiej byłoby gdybyśmy się skupili na przemyśle i dla niego szukali rozwiązań. Jednym z głównych odbiorców może być tu sektor cementowy, który ze względu na duży udział emisji procesowych oraz brak sensownych alternatyw na pewno będzie zainteresowany tą technologią – a cementowni zarówno w Polsce, Europie i na świecie jest mnóstwo. Polskie firmy mogłyby ją zaoferować.
EK: A czy technologie CSS mogą być częścią sprawiedliwej transformacji energetycznej i mogą być na przykład z szansą na przejście zatrudnionych w górnictwie do właśnie wychwytu dwutlenku węgla, czy to w ogóle ma sens?
MB: Z punktu widzenia rynku pracy, nie jest to konieczne, aby konkretny pracownik przeszedł z produkcji węgla do składowania dwutlenku węgla. Tak się oczywiście może zdarzyć i szereg kompetencji może być przydatny w jednym i w drugim przemyśle, na przykład elektrotechnicy. Natomiast w sensie netto, na poziomie rynku pracy jest tak, że rzeczywiście pojawienie się takiego segmentu rynku, jakim jest wychwyt i składowanie dwutlenku węgla będzie tworzyło miejsca pracy na poziomie netto, jeżeli jednocześnie są likwidowane miejsca pracy na przykład w górnictwie, to ludzie mogą też znajdować netto pracę, chociaż to nie muszą być dokładnie ci sami ludzie w technologii CCS. Ten bilans będzie pewnie tam pozytywny natomiast bardzo zależy to od skali jaka się wydarzy.
EK: Dziękuję za rozmowę.