CCS, czyli Carbon Capture and Storage – wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla. To technologia, która może wspomóc redukcję emisji z elektrowni konwencjonalnych. Dla Polski więc ma szczególne znaczenie. Dla Unii Europejskiej także. Spójrzmy, jakie tematy podjęto na czerwcowym sympozjum – bo podejmowanie tematyki CCS jest teraz niezwykle istotne, m.in. dla wyeliminowania mitów z nią związanych i przybliżenia tego, co na razie szerokiemu gronu odbiorców słabo znane.

W relacji m.in. opis dostępnych technologii wychwytywania CO2, obowiązujące regulacje prawne, sposoby dofinansowywania oraz case studies polskich projektów.

Geneza

Czy rozwój technologii CCS jest wynikiem zapotrzebowania na rynku, czy może określonych decyzji politycznych? Wygląda na to, że odpowiedzią jest ta druga opcja, a stoi za nią ideologia sięgająca jeszcze lat 60. XX wieku. To wtedy właśnie zrodził się nurt na bazie “nowej lewicy”, w industrializacji upatrujący zagrożenie dla środowiska naturalnego.

Realizacja polityki klimatycznej pociąga za sobą powstanie pewnych grup interesu. Firmy doradcze, konsultingowe, pośredniczące w transferach finansowych dostają ogromną szansę udziału w programach czy rynkach związanych z ochroną środowiska, zwłaszcza klimatu. Główne założenie jest bowiem takie, że zmiany klimatyczne mają swoją przyczynę w działalności człowieka, i to nie tylko podmiotów gospodarczych, ale także każdego z nas z osobna, poprzez niekontrolowaną, nieodpowiedzialną konsumpcję. Wobec takiego założenia w marcu 2007 roku Rada Europejska wystosowała zalecenie realizacji dwunastu projektów demonstracyjnych CCS w terminie do 2015 roku. Ich celem jest sprawdzenie skuteczności i opłacalności tej technologii, stosowanej w elektrowniach konwencjonalnych.

Faza demonstracyjna zadecyduje więc o przyszłości CCS. Wychwytywanie i składowanie CO2 jest jednak u nas koniecznością, ponieważ energetyka w 95% opiera się na węglu kamiennym i brunatnym – i szybko się to nie zmieni. Węgiel pełni m.in. wielką rolę w zachowaniu bezpieczeństwa energetycznego kraju – uwzględniono to także w Polityce Energetycznej kraju do 2030 roku.

Technologie

W tej chwili znamy trzy technologie wychwytywania CO2 z węgla, które mogą mieć zastosowanie w CCS.

W technologii “przed spalaniem” (pre-combustion) odbywa się ono po wstępnym spalaniu węgla (zgazowaniu) – powstaje wtedy tlenek węgla i wodór. Z tej mieszaniny, tzw. gazu syntezowego, uzyskuje się wiele innych produktów. Jednym z nich jest metanol, używany do produkcji tworzyw sztucznych, diesla, czy benzyny i LPG. “Magazynowanie” CO2 w metanolu zwane jest sekwestracją chemiczną. To bardzo efektywny proces, ponieważ oprócz tego, że odbiera się dwutlenek węgla, to przekształca go do produktu o tak szerokich możliwościach zastosowania (obydwa zabiegi następują po konwersji CO do CO2).

Technologia “po spalaniu” (post-combustion) wykorzystuje aminy do wychwycenia CO2 (i jest o wiele droższa niż pre-combustion), a spalanie w tlenie – oksy-spalanie – łatwiejsze wydzielenie dwutlenku węgla z mieszaniny gazów spalinowych po usunięciu azotu z powietrza, w którym odbywa się utlenianie.

W dwóch ostatnich wariantach, a także częściowo w pierwszym, CO2 jest transportowany i składowany w strukturach geologicznych. Obecnie bada się wiele innych możliwości magazynowania, np. w biopaliwach i procesie sztucznej fotosyntezy.

Zgazowanie węgla jest w zasadzie także osobną czystą technologią węglową. Może być stosowane w zintegrowaniu z blokiem gazowo-parowym w technologii IGCC. W polskich warunkach (w tej chwili) jest najbardziej opłacalne, a przymierzają się do niego np. Zakłady Azotowe “Puławy” S.A.

Podziemne zgazowanie węgla wydaje się na razie zbyt niebezpieczne i drogie, naukowcy opracowują natomiast ogniwa paliwowe z wykorzystaniem CO2 oraz synergię węglowo-jądrową. Ta ostatnia czysta technologia jest szczególnie interesująca, ponieważ miałaby zastosowanie w reaktorach wysokotemperaturowych, w których w temperaturze 900ºC zachodzi rozdział wody na wodór i tlen, z których to produktów każdy mógłby uczestniczyć w dalszych reakcjach (tlen w oksy-spalaniu, wodór w produkcji syn-gazu).

Badania wskazują, że odległość do składowiska jest kryterium opłacalności transportu dwutlenku węgla gazociągami. Wartość graniczna to 4000 km. Na większą odległość bardziej opłaca się go transportować w postaci skroplonej drogą morską.

Należy podkreślić, że najważniejsze technologie, które mogą być składowymi CCS są na świecie od pewnego czasu znane i stosowane. Dotyczy to przede wszystkim zgazowania węgla oraz geologicznego magazynowania CO2 (np. złoże Sleipner na Morzu Północnym). Dopiero niedawno zaczęliśmy myśleć o ich zintegrowaniu.

Jedynym realnym zagrożeniem płynącym z geologicznej sekwestracji dwutlenku węgla jest zakwaszenie wód słodkich – bardziej bąbelkowa woda. Nie ma mowy o gejzerach.