Dwutlenek węgla można wyłapywać. Ale czy da się go gdzieś schować? Sprawdzamy

Aby zatrzymać wzrost ocieplenia klimatu na poziomie 1,5 stopnia powyżej średniej temperatury sprzed ery industrialnej - wartości uznawanej przez naukowców za względnie bezpieczną - do 2050 roku musimy całkowicie zaprzestać spalania węgla, ropy i gazu.

Nawet jeśli do tego czasu uda się całkiem odejść od paliw kopalnych, nadmiar dwutlenku węgla będzie utrzymywać się w atmosferze jeszcze przez wieki. Podgrzaliśmy Ziemię (na razie o nieco ponad jeden stopień) na tysiące lat. Być może i na dziesiątki tysięcy lat, szacują badacze.

Dlatego już w opublikowanym w 2021 roku raporcie Międzyrządowy Panel do Spraw Zmian Klimatu (IPCC) twierdził, że trzeba rozwijać metody wyłapywania dwutlenku węgla. Raport podkreślał, że mimo zerowych emisji oraz wychwytywania CO2 niektóre zmiany są już nie do uniknięcia.

Cykl „SOBOTA PRAWDĘ CI POWIE” to propozycja OKO.press na pierwszy dzień weekendu. Znajdziecie tu fact-checkingi (z OKO-wym fałszometrem) zarówno z polityki polskiej, jak i ze świata, bo nie tylko u nas politycy i polityczki kłamią, kręcą, konfabulują. Cofniemy się też w przeszłość, bo kłamstwo towarzyszyło całym dziejom. Rozbrajamy mity i popularne złudzenia krążące po sieci i ludzkich umysłach. I piszemy o błędach poznawczych, które sprawiają, że jesteśmy bezbronni wobec kłamstw. Tylko czy naprawdę jesteśmy? Nad tym też się zastanowimy.

Jak złapać gaz, którego jest w powietrzu 0,04 procent?

Takie sposoby wychwytywania dwutlenku węgla istnieją, ale mają swoje ograniczenia. Po pierwsze, działają tym lepiej, im większe jest jego stężenie. Stąd też stosuje się je głównie w kominach elektrowni, gdzie dwutlenku węgla jest około 10 procent. W powietrzu jest go 420 części na milion, czyli ledwo 0,042 procent.

Nie oznacza to, że nie można go wychwycić. Jednak wymaga to przepompowania odpowiednio dużej ilości powietrza. Pompy zaś, cóż, pobierają energię. By odzyskać dwutlenek węgla z sorbentów, czyli związków, które go pochłaniają, trzeba je podgrzać, co też wymaga energii. Przez to proces wychwytywania atmosferycznego dwutlenku węgla jest drogi.

Potem coś ze złapanym cieplarnianym gazem trzeba zrobić. Co do zasady są dwie opcje. Wykorzystać lub głęboko schować.

Dwutlenek węgla można użyć jako surowiec do syntezy innych związków w przemyśle chemicznym - w tym paliw. Co do zasady, można z dwutlenku węgla i wody syntezować węglowodory, te same, które są w gazie ziemnym czy ropie naftowej.

Jednak (ze względu na wysoki koszt pozyskiwania dwutlenku węgla z powietrza) nie jest to opłacalne.

A może zamknąć w skałach? Można, ale…

Można też dwutlenek węgla tłoczyć pod ziemię, by go tam zamknąć. Nie ma jednak gwarancji, że z nieczynnej kopalni węgla albo wyczerpanego już złoża gazu, dwutlenek spod ziemi się nie wydostanie. To największa wada tej metody.

Kilka lat temu okazało się, że dwutlenek węgla wchodzi w reakcje chemiczne z bazaltowymi skałami. Zawierają dużo wapnia, który w reakcji z kwasem węglowym (który powstaje po rozpuszczeniu dwutlenku węgla w wodzie) tworzy węglan wapnia, czyli minerał zwany kalcytem. Podobna reakcja zachodzi też z zawartym w bazalcie magnezem.

Ten sposób był testowany na Islandii - dlatego tam, że praktycznie cała wyspa składa się z bazaltów. Pochodzący z elektrociepłowni gaz, zanim wtłaczano go pod ziemię, znakowano radioizotopowo. To pozwoliło zmierzyć, że 95 procent dwutlenku węgla zostało trwale związane w skałach w ciągu dwóch lat.

Szkopuł w tym, że bazaltowych skał blisko powierzchni Ziemi jest na świecie niewiele. Poza Islandią składować tak dwutlenek węgla mogą w zasadzie tylko Indie. W Polsce złoża bazaltów są wyjątkowo nieliczne.

Jest nowy sposób

W “Science Advances” z 8 marca 2023 naukowcy donoszą, że opracowali nowy sposób, by związać dwutlenek węgla. I jest to metoda, która ma wiele zalet. Bez przesady można powiedzieć, że jest potencjalnie rewolucyjna.

Po pierwsze, sorbent (czyli związek, który pochłania dwutlenek węgla) badacze stworzyli z dostępnych na rynku amin oraz miedzi. Dostępność składników oznacza, że proces można łatwo przeskalować, czyli przejść od skali laboratoryjnego eksperymentu do skali przemysłowej.

Po drugie, sorbent opracowany przez badaczy wiąże CO2 chętniej niż dotychczasowe. Pochłania około pięciu razy więcej tego gazu. To oznacza, że opłacalne może się stać pochłanianie tego cieplarnianego gazu z powietrza, nie tylko z kominów elektrowni.

Po trzecie, dwutlenek węgla w tej metodzie unieszkodliwiany jest przez zwykłą, słoną wodę. Z rozpuszczonego w niej chlorku sodu powstaje węglan sodu, czyli soda.

Co najlepsze zaś, cały proces pochłaniania i wiązania dwutlenku węgla oraz regeneracji sorbentu odbywa się w niskich temperaturach. Nie wymaga więc wiele energii, tyle, co do pompowania wody.

To “bardzo elegancka i sprytna chemia”, komentuje tę pracę Stuart Haszeldine, chemik z Uniwersytetu Edynburskiego, dla tygodnika “New Scientist”.

To może pomóc zakwaszonym oceanom

Jednym z zagrożeń płynących z nadmiaru dwutlenku węgla w atmosferze jest zakwaszenie mórz i oceanów. Gdy dwutlenek węgla z atmosfery rozpuszcza się w wodzie, staje się ona lekko kwaśna – powstaje w niej kwas węglowy.

Kwas węglowy jest słaby i nietrwały, ale zakwaszenie niekorzystnie wpływa na morskie organizmy, zwłaszcza te najmniejsze, które odgrywają największą rolę w pochłanianiu CO2. Wypuszczanie do wód lekko zasadowego roztworu sody pozwoliłoby to zakwaszenie zneutralizować. To z korzystnie wpłynęłoby na mikroorganizmy, które pochłaniałyby więcej dwutlenku węgla.

Przede wszystkim jednak możliwość pozbycia się dwutlenku węgla w oceanach ma tę zaletę, że ich objętość jest olbrzymia. Można założyć, że do tego celu jest nieograniczona.

Dodatkowo zaletą nowej metody jest to, że na instalacje wyłapujące CO2 nie trzeba szukać miejsc w pobliżu nieczynnych kopalni czy bazaltowych skał. Można budować je na wybrzeżach.

Testy tej metody wyłapywania CO2 już się toczą

Czy to właśnie sposób, który uratuje nas przed klimatyczną katastrofą? Teoretycznie tak. Jak będzie w praktyce - zobaczymy. Na brytyjskim Uniwersytecie Lancaster metodę tę od stycznia testuje powołana przez uczelnię spółka zajmująca się nowymi technologiami.

Według raportu Międzynarodowej Agencji Energii (IEA), technologia wyłapywania dwutlenku węgla z powietrza jest jeszcze w powijakach. Dziś wyłapujemy 0,01 (jedną setną) megatony tego gazu rocznie. Do 2030 roku musimy zacząć wyłapywać 60 megaton rocznie, czyli - bagatela - sześć tysięcy razy więcej.

Jest mało prawdopodobne, by do końca dekady powstało aż tyle instalacji pochłaniających CO2. Z drugiej strony, skoro nowa metoda jest dostępna i tania, nie jest to całkiem niemożliwe. Bezpieczniej jest założyć, że potrwa to dłużej.

Nie ma wymówki – musimy jak najszybciej odejść od spalania węgla, ropy i gazu.