Nauka

Technologie ujemnych emisji CO2 – droga dla Polski

Technologie usuwania dwutlenku węgla (ang. Carbon Dioxide Removals, CDR) coraz częściej występują jako kluczowe narzędzia do walki z globalnym ociepleniem. Wśród nich, szczególny nacisk kładzie się na bioenergię z wychwytem i składowaniem dwutlenku węgla (ang. Bioenergy with CCS, BECCS) oraz bezpośredni wychwyt powietrza (ang. Direct Air Capture, DAC). BECCS, wykorzystując biomasę w procesach energetycznych z wychwytem CO₂, może osiągnąć ujemne emisje węgla dzięki wychwytywaniu CO₂ z biomasy oraz zrównoważonemu wykorzystaniu zasobów. Co więcej, przeprowadzona w niniejszym artykule analiza wskazuje, że ujemne emisje można uzyskać już przy współspalaniu węgla z biomasą w elektrowniach węglowych wyposażonych w CCS. W przypadku DAC, dwutlenek węgla jest bezpośrednio wychwytywany z atmosfery za pomocą sorbentów chemicznych, jednak technologia ta wymaga znacznej ilości energii, co sprawia, że jej efektywność zależy od źródeł energii – najlepiej odnawialnych.

Rysunek. Ścieżki usuwania dwutlenku węgla (CDR)

Obie technologie mają potencjał do usuwania miliardów ton CO₂ rocznie, ale ich wdrożenie wymaga wsparcia politycznego i finansowego. BECCS jest bardziej rozwiniętą technologią w krajach UE, takich jak Szwecja czy Francja, podczas gdy DAC dopiero zaczyna zyskiwać na znaczeniu, szczególnie w krajach takich jak USA, gdzie mechanizmy wspierające (np. ulgi podatkowe) zaczynają odgrywać istotną rolę. Jak przedstawiono w artykule, bioenergia z wychwytywaniem i składowaniem CO2 przewyższa bezpośrednie wychwytywanie CO2 z powietrza w krajach takich jak Polska pod względem wpływu na środowisko. Dzieje się tak głównie ze względu na strukturę miksu wytwarzania energii elektrycznej (w dużym stopniu uzależnioną od paliw kopalnych), która przesuwa emisję CO2 do procesów wydobywczych oraz stosunkowo niskie obciążenie środowiskowe pozyskiwaniem biomasy.

Rysunek. Podsumowanie wyników analizy dla omawianych wariantów z wdrożonymi technologiami CCS, gdzie: HC – ang. hard coal, elektrownia opalana węglem kamiennym, LC – ang. lignite coal, elektrownia opalana węglem brunatnym, BE – elektrownia opalana biomasą, RET – ang. retrofit, modernizacja o układ wychwytu CO2, NEW – nowobudowana jednostka, LT ang. low-temperature, układ niskotemperaturowy. Wskaźniki: CI, CRI – ang. carbon intensity/ carbon intensity removal, wskaźnik emisyjności/intensywności usuwania dwutlenku węgla, LCNC – ang. levelised cost of negative CO2 emissions, uśredniony koszt usuwania CO2, NPV – ang. net present value, wartość bieżąca netto, TEC – ang thermo-ecological cost, koszt termoekologiczny, CEC – ang. cumulative Energy consumption, skumulowane zapotrzebowanie na energię.

Przeprowadzone analizy wskazują, że skuteczność i koszty zależą od lokalnych warunków, takich jak dostępność biomasy czy stopień dekarbonizacji systemu energetycznego. Polityki krajowe, mechanizmy takie jak EU ETS czy dotacje w USA, mogą znacząco przyspieszyć rozwój tych technologii, choć nadal istnieją wyzwania związane z kosztami i akceptacją społeczną. Niemniej jednak, technologie te są niezbędne, aby osiągnąć cele klimatyczne, ale wymagają dalszych badań i inwestycji w infrastrukturę.

Merging climate action with energy security through CCS – a multi-disciplinary framework for assessment / Paweł Gładysz, Magdalena Strojny, Łukasz Bartela, Maciej Hacaga, Thomas Froehlich // Energies ; ISSN 1996-1073. — 2023 — vol. 16 iss. 1 art. no. 35, s. 1–28.  LINK: Merging Climate Action with Energy Security through CCS—A Multi-Disciplinary Framework for Assessment