Uhlík uklizený pod zem

Kanadská firma SaskPower zvítězila v pomyslných celosvětových závodech v tom, kdo jako první dokáže vyrábět energii z fosilních paliv bez uvolňování skleníkových plynů do ovzduší. Tepelná elektrárna Boundary Dam zachytává všechen oxid siřičitý a 90 procent oxidu uhličitého, které vznikají při spalování uhlí. Využívá přitom unikátní technologii separace a ukládaní uhlíku – CCS.

Agresivně na emise

Spuštění technologie CCS začátkem října 2015 vneslo trochu optimismu do jinak špatných zpráv o stavu klimatu. Pátá zpráva IPCC naléhavě žádá „drastická“ opatření, jinak mezinárodní společenství nezabrání, aby globální oteplování do konce století nepřesáhlo dva stupně Celsia. Bezodkladně je třeba zastavit nepřetržitý nárůst emisí skleníkových plynů a udělat vše pro jejich stabilní pokles.  Lidskou činností se každoročně dostane do ovzduší 45 miliard tun oxidu uhličitého, přičemž dvě třetiny jdou na vrub energetiky a průmyslu. Tepelné elektrárny si z toho připisují 15 miliard tun, tedy 39 procent veškerých emisí CO2. „Zachytávání a ukládání uhlíku je proto jediným a perspektivním řešením,“ myslí si John Thompson, ředitel projektů nízkouhlíkových energetických technologií v americké neziskové organizaci Fossil Transition – Clean Air Task Force. 

Pomalý nástup

S technologií CCS se experimentuje od roku 2000 a Mezinárodní energetická agentura IEA očekává, že do roku 2020 se spustí nejméně sto velkých komerčních projektů. Jenže realita je jiná – ambiciózní plány se zredukovaly na třetinu, protože nová technologie se dostává do praxe jen velmi pomalu. Elektrárna Boundary Dam je první a zatím jedinou. Příčinou je podle expertů vysoká cena nové technologie. „Jedná se o velmi drahé řešení, které v porovnání s klasickou tepelnou elektrárnou zvyšuje náklady na výstavbu o 40 až 50 procent,“ upozorňuje Steve Davis z Kalifornské univerzity. Jediným řešením bude podle všeho ekonomická motivace velkých producentů emisí – zavedení daně z využívání fosilních paliv na základě jejich emisí. Na to však není dostatek politické vůle a státy jsou na zvyšování daňového zatížení opatrné.

Dražší elektřina

Ani kanadská vláda nezavedla nové daně, i když její záměry jsou odvážné – od roku 2020 chce snížit roční úhrn emisí skleníkových plynů o 214 milionů tun, což se rovná ročním exhalacím 2,6 milionu osobních automobilů. Ekologickou modernizaci podpořila v Boundary Dam státní dotací 250 milionů dolarů. Společnost SaskPower je monopolním producentem elektřiny pro rozlehlou provincii Saskatchewan, hraničící na jihu se Spojenými státy. Polovinu výroby elektřiny pokrývají tři uhelné elektrárny. Boundary Dam má šest bloků s celkovým výkonem 828 MW. Modernizací prošel pouze blok č. 3 – obnova kotle a dalších zařízení vyšla na 350 milionů dolarů, technologie na ukládání oxidu uhličitého stály dalších 1,2 miliardy. Výkon bloku přitom klesl ze 139 MW na 110, protože část vyrobené elektřiny se využije na zachycení a ukládaní emisí. Ani vládní dotace nepokryje náklady modernizace a SaskPower chce během následujících tří let prosadit postupné zvýšení ceny energie v regionu o 15,5 procenta. 

Nová infrastruktura

Aby technologie CCS naplnila očekávání ekologů, musí překonat i další „dětské nemoci“. Nejedná se jen o modernizaci kotlů, ale i o zařízení, která budou obsluhovat zkapalněný plyn. „Hrubé výpočty ukazují, že na zachycení a uskladnění alespoň deseti procent celosvětových emisí CO2 bude třeba stejné infrastruktury potrubí a přečerpávacích stanic, jakou dnes disponuje ropný průmysl. To samozřejmě nebude jednoduché ani levné,“ upozorňuje S. Davis. Nemlčí ani zastánci jádra. Uranová elektrárna neprodukuje žádné emise a navíc její odpad představuje jen několik desítek tun vyhořelého paliva. Ukládá se do podzemních úložišť stejně jako zkapalněný oxid, jenže toho tepelná elektrárna vyprodukuje ročně několik milionů tun. Vyhořelé palivo přitom může být vzácným zdrojem energie v budoucnosti. Budoucnost má mix Technologie CCS nebude ani po zvládnutí prvních problémů všelékem. Pro budoucnost výroby elektřiny je řešením technologický mix – masivní nasazení solární (a jiné obnovitelné) energie v kombinaci s jádrem a elektrárnami na fosilní paliva. Tepelné zdroje dnes vyrábějí 40 procent veškeré elektřiny na světě, takže je jasné, že lidstvo se bez nich ještě dlouho neobejde. Stejně tak je ale jisté, že klasické elektrárny přežijí jen ve spojení s CCS (anebo podobnými) technologiemi. Boundary Dam je první vlaštovkou. „Při spuštění se objevilo pár drobných problémů, nicméně celkové řešení je správné. Pokud se podaří dotáhnout technologii do standardního provozu, přijde na řadu přestavba 4. a 5. bloku. Tyto jednotky bychom museli po roce 2020 odstavit, protože by nesplňovaly přísné ekologické požadavky,“ říká ředitel elektrárny pro CCS Mike Monea.

Jak uložit uhlíkové plyny

CCS zahrnuje vícero technologií, které brání oxidu uhličitému uniknout do ovzduší při výrobě elektřiny a dalších průmyslových činnostech. V elektrárně Boundary Dam v Saskatchewanu se oxid separuje ze spalin chemickým roztokem. Zachycený plyn se odvádí 3,5 kilometrů hluboko pod zem do vrstvy pískovce obohaceného solankou, kde teoreticky může zůstat navždy. Část oxidu uhličitého lze využít i k zvýšení těžby ropy, kdy stlačený plyn vytlačuje zbytkovou ropu z podzemních ložisek. Převážnou většinu uloženého oxidu takto využije energetická firma Cenovus energy.