Sproszkowane wapno na plastikowych tackach w pilotażowym zakładzie wychwytania dwutlenku węgla z atmosfery, zbudowanym w Dolinie Krzemowej przez Heirloom Carbon. Sproszkowane wapno na plastikowych tackach w pilotażowym zakładzie wychwytania dwutlenku węgla z atmosfery, zbudowanym w Dolinie Krzemowej przez Heirloom Carbon. Zdjęcia Spencer Lowell
Technologia

Wprost z powietrza

Skała wapienna jest najważniejszym elementem opracowanej przez Heirloom metody wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery.Zdjęcia Spencer Lowell Skała wapienna jest najważniejszym elementem opracowanej przez Heirloom metody wychwytywania dwutlenku węgla z atmosfery.
Infografika Shuyao Xiao
Infografika Shuyao Xiao
Wentylatory ukryte za ścianą z siatki zasysają powietrze z dwutlenkiem węgla. Są włączane przy bezwietrznej pogodzie lub słabym wietrze.Zdjęcia Spencer Lowell Wentylatory ukryte za ścianą z siatki zasysają powietrze z dwutlenkiem węgla. Są włączane przy bezwietrznej pogodzie lub słabym wietrze.
Roboty wiozą tacki ze skałą wysyconą CO2 do pieca, gdzie gaz wydzieli się pod wpływem wysokiej temperatury.Zdjęcia Spencer Lowell Roboty wiozą tacki ze skałą wysyconą CO2 do pieca, gdzie gaz wydzieli się pod wpływem wysokiej temperatury.
Wapno gaszone na tackach w wyniku reakcji z atmosferycznym CO2 zmienia się w wapień w ciągu około trzech dni.Zdjęcia Spencer Lowell Wapno gaszone na tackach w wyniku reakcji z atmosferycznym CO2 zmienia się w wapień w ciągu około trzech dni.
Instalacja zbudowana przez Heirloom może odzyskać z powietrza około 1000 t CO2 rocznie. Tysiąc takich instalacji mogłoby odzyskać milion ton. To mały krok w stronę powstrzymania wzrostu poziomu gazów cieplarnianych w atmosferze.Zdjęcia Spencer Lowell Instalacja zbudowana przez Heirloom może odzyskać z powietrza około 1000 t CO2 rocznie. Tysiąc takich instalacji mogłoby odzyskać milion ton. To mały krok w stronę powstrzymania wzrostu poziomu gazów cieplarnianych w atmosferze.
Usuwanie CO2 z powietrza
Istnieje wiele sposobów wyłapywania dwutlenku węgla z atmosfery. W procesie technologicznym opracowanym przez Heirloom Carbon gaz jest absorbowany dzięki prostym reakcjom chemicznym z udziałem wapna gaszonego, skały wapiennej oraz ciepła. Idealnie instalacja powinna być zasilana energią odnawialną.Infografika Nick Bockelman Usuwanie CO2 z powietrza Istnieje wiele sposobów wyłapywania dwutlenku węgla z atmosfery. W procesie technologicznym opracowanym przez Heirloom Carbon gaz jest absorbowany dzięki prostym reakcjom chemicznym z udziałem wapna gaszonego, skały wapiennej oraz ciepła. Idealnie instalacja powinna być zasilana energią odnawialną.
Firmy technologiczne, koncerny naftowe i rząd USA inwestują miliardy dolarów w technikę odzyskiwania dwutlenku węgla bezpośrednio z atmosfery. Czy w ten sposób można uratować ocieplający się świat?

Pewnego wieczoru pod koniec 1997 roku 13-letnia Claire Lackner weszła do gabinetu ojca w poszukiwaniu pomysłu na szkolny eksperyment. Jej tata Klaus Lackner był fizykiem prowadzącym badania nad fuzją jądrową w Los Alamos National Laboratory. Z czasem zwątpił jednak w to, że to właśnie fuzja jądrowa zastąpi paliwa kopalne, i zaczął się zastanawiać, czy lepszym rozwiązaniem nie byłoby znalezienie sposobu na usunięcie gazów cieplarnianych z atmosfery. Zasugerował więc Claire, by spróbowała wyłapać CO2 z powietrza. Kupiła pompę akwariową i tłoczyła nią powietrze przez probówkę wypełnioną sodą kaustyczną mającą silnie zasadowy odczyn. Wiązała się ona z CO2, usuwając ten związek z powietrza. Dziewczynka zostawiła aparaturę na noc i rano okazało się, że poziom dwutlenku węgla w przepuszczonym przez aparaturę powietrzu jest dwukrotnie niższy. Claire dostała drugą nagrodę w konkursie zorganizowanym przez hrabstwo, a jej tata napisał artykuł, w którym argumentował, że ekstrakcja CO2 z powietrza „ma duże szanse na sukces” jako metoda redukowania globalnego ocieplenia.

Naukowcy już w latach 50. opracowali metodę oczyszczania powietrza z CO2 we wnętrzu łodzi podwodnych i statków kosmicznych, aby ich załogi się nie udusiły. Jednak Lackner jako pierwszy zaproponował usuwanie gazu cieplarnianego wprost z atmosfery wielkiego Statku Kosmicznego Ziemia. „Doświadczenie córki wskazywało, że nie powinno to być specjalnie trudne” – mówi.

Kilka lat później Lackner został współzałożycielem firmy Global Research Technologies, a w 2007 roku po raz pierwszy zademonstrował urządzenie do odzyskiwania CO2 z atmosfery – dziś takie podejście nazywane jest wychwytywaniem gazu bezpośrednio z powietrza, w skrócie DAC (direct air capture). Opatentowane urządzenie składało się z wysokiego pojemnika z pleksiglasu zawierającego arkusze plastiku pokrytego substancją wiążącą się z atmosferycznym CO2. Drzwi pojemnika otwierały się, by wpuścić powietrze do wnętrza, a następnie zamykały. Wtedy arkusze zwilżano, co prowadziło do uwolnienia się gazu odprowadzanego do szczelnego zbiornika. Złapany w ten sposób w pułapkę CO2 mógł zostać wykorzystany w przemyśle lub wtłoczony głęboko pod ziemię. W tym samym roku Richard Branson, właściciel linii lotniczej Virgin Atlantic, ogłosił, że przekaże 25 mln dolarów zespołowi, który przedstawi „opłacalną” metodę usuwania węgla z atmosfery.

Chociaż od strony chemicznej DAC faktycznie nie jest „specjalnie trudna”, to wymaga mnóstwa urządzeń i energii – a więc i pieniędzy. Kryzys finansowy w 2008 roku sprawił, że Global Research Technologies straciła finansowanie. Branson nigdy nie przekazał swojej nagrody; jego rzecznik powiedział w 2010 roku, że za pomocą żadnej z około 2500 technik, jakie przedstawiono, nie dałoby się wychwycić znaczących w skali globu ilości CO2, a poza tym część opinii publicznej zaczynała odnosić się niechętnie do kolejnego pomysłu ingerowania w ziemską atmosferę. Chociaż kilka firm badawczych rozwijało tę technikę i uruchomiło niewielkie instalacje – warto tu wymienić Climeworks w Szwajcarii i Carbon Engineering w Kanadzie – to generalnie zainteresowanie DAC znacząco spadło.

Jednak w ciągu kolejnych dwóch dekad globalne emisje CO2 rosły i rosły, a Ziemia stawała się gorętsza. Naukowcy coraz częściej mówią, że zrealizowanie celu zapisanego w Porozumieniu Paryskim, czyli ograniczenie ocieplenia do 1,5°C, licząc od początku epoki przemysłowej, będzie wymagało czegoś więcej niż tylko drastycznego ograniczenia emisji, a mianowicie – usunięcia z atmosfery setek miliardów ton CO2 do końca tego stulecia. Najbardziej oczywistą metodą wydaje się sadzenie drzew. Ale nawet biliony owych sadzonek nie wystarczą – i nie pomogą tak szybko, a poza tym drzewa mogą zostać strawione przez pożary lub powalone przez choroby, a wtedy oddają do atmosfery węgiel, który zmagazynowały. Lacker uważa, że w pierwszej dekadzie nowego tysiąclecia świat nie był jeszcze gotowy na DAC. „Dziś jest już tak późno, że bez tej techniki sobie nie poradzimy” – mówi.

Aby zredukować do zera emisje netto do 2050 roku, administracja prezydenta Bidena próbowała zmniejszyć zanieczyszczenie węglowe, mocno wspierając energetykę odnawialną, elektryfikację wszystkiego od motoryzacji po systemy grzewcze oraz zachęcać przemysł do wychwytywania i sekwestracji dwutlenku węgla. Ale CO2 z emisji, które są bardzo trudne do wyeliminowania, na przykład pochodzące z komunikacji lotniczej, transportu morskiego, rolnictwa oraz produkcji cementu i stali, prawdopodobnie trzeba będzie usuwać wprost z atmosfery. Dlatego rząd próbuje wesprzeć rozwój DAC. Ludzie budują od dawna maszyny, które zanieczyszczają Ziemię. Teraz zaczną budować maszyny, które te zanieczyszczenia usuną. A kiedy z ziemskiej atmosfery zaczniemy wysysać więcej węgla, niż go tam wtłaczamy, czyli osiągniemy ujemne emisje, wówczas temperatura na globie trochę się obniży.

Ogłoszony przez rząd USA plan na rok 2050 rok to osiągnięcie poziomu miliarda ton CO2 wychwytywanych z powietrza co roku. To ponad jedna piąta obecnych emisji tego kraju. Aby to stało się możliwe, wyłapywanie węgla musiałoby się w ciągu paru dekad przeobrazić w wielką branżę przemysłową rosnącą co roku o ponad 40%. To tempo znacznie szybsze niż w większości branż, choć porównywalne z rozwojem sektora ogniw fotowoltaicznych i samochodów elektrycznych. „Byłoby to jedno z największych przedsięwzięć w historii ludzkości – mówi Gregory F. Nemet, profesor zarządzania publicznego na University of Wisconsin–Madison, autor książki How Solar Energy Became Cheap. – To wielkie wyzwanie. Ale nie wyjątkowe”.

Główne ustawy klimatyczne przyjęte w latach 2021 i 2022 uwzględniają ulgę podatkową dla inwestujących w DAC oraz przeznaczenie 3,5 mld dolarów na budowę kilku regionalnych centrów koordynacyjnych. Wielkie firmy zaczęły się rozglądać za zakupem kredytów węglowych kompensujących ich emisje. Firma może kupić kredyt na tonę dwutlenku węgla, którą wychwyciła instalacja DAC, zamiast zmniejszyć własne emisje o taką samą ilość gazu cieplarnianego. Dotychczas zgłoszono już 130 propozycji zbudowania komercyjnych instalacji DAC. Problem w tym, że niemal wszystkie zgłoszenia pochodzą od koncernów naftowych, które wstrzykują CO2 pod stare złoża ropy i gazu, by wycisnąć z nich jeszcze więcej surowca. Jennifer Granholm, sekretarz USA ds. energii, określiła DAC jako „wielki odkurzacz, który wyssie prosto z nieba gaz wtłaczany do niego przez wiele wcześniejszych dekad”. Zasadnicze pytanie brzmi, czy ten odkurzacz może położyć kres przyszłym emisjom?

W pierwszej połowie tego roku pojechałem do pierwszego w USA komercyjnego zakładu DAC, który mała firma Heirloom Carbon z Doliny Krzemowej zbudowała pośród pól w pobliżu miejscowości Tracy, godzinę drogi na wschód od San Francisco. W uroczystym otwarciu zakładu uczestniczyła sekretarz Granholm. Po krótkim szkoleniu bhp założyłem kask i wyruszyłem na zwiedzanie. Prezes firmy Shashank Samala, mężczyzna z krótko przyciętą brodą i szerokim uśmiechem, zaprowadził mnie do wnętrza instalacji ukrytej za białą siatką.

W środku przypominała wielką przemysłową kuchnię. Setki stalowych tacek, na których była rozsypana substancja przypominająca mąkę, ustawiono w wieże o wysokości 12 m. Prostokątne roboty poruszały się w górę i w dół po pionowych dźwigarach, sprawdzając „mąkę”, która okazała się wapnem gaszonym. Absorbuje ono CO2 z powietrza przepływającego ponad tackami. W wyniku reakcji chemicznych powstaje sproszkowany węglan wapnia (czyli wapień), który po około trzech dniach jest zbierany z najniższych tacek przez większego robota na kółkach podobnego do Roomby, tyle że wyposażonego w podnośnik widłowy. Węglan wapnia trafia do pieca, w którym panuje temperatura 900°C. Podgrzanie prowadzi do uwolnienia CO2 i zamianę proszku ponownie w wapno. Dwutlenek węgla jest sprężany i wtłaczany do wielkiego pojemnika. Później zostanie wstrzyknięty pod ziemię lub wymieszany z mokrym betonem, w którym pozostanie uwięziony na setki lat. Natomiast wapno powraca na tacki, by wyłapywać kolejne porcje CO2. Samala mieszkał w 18-metrowym domku w Hajdarabadzie w Indiach, w którym, gdy było gorąco, matka wieszała mokry ręcznik na wentylatorze. Jego ojciec pracował w USA na stoisku z lodami Dippin’ Dots, a potem w aptece. W pewnym momencie sprowadził całą rodzinę do Maine. Samala miał wtedy 12 lat. Gdy dorósł, poszedł na studia. Po ukończeniu ekonomii i robotyki na Cornell Univeristy dostał pracę w firmie Square pośredniczącej w płatnościach internetowych, a następnie w 2013 roku założył w San Francisco firmę wytwarzającą płytki drukowane za zamówienie.

Z czasem coraz bardziej interesował się – i niepokoił – ekstremami klimatycznymi, szczególnie w jego rodzinnych Indiach. Opublikowany w 2018 roku raport Międzyrządowego Panelu ds. Zmian Klimatu (IPCC), w którym po raz pierwszy napisano, że aby utrzymać temperatury poniżej progu 1,5°C, trzeba będzie wyłapywać węgiel z atmosfery, przekonał Samalę, że „bez tej technologii ludzkość nie ma przyszłości na Ziemi”. Dwa lata później on i Noah McQuenn, doktorant z inżynierii chemicznej, założyli Heirloom i zaczęli szukać metody, którą można byłoby łatwo powielić w setkach instalacji. Zamiast chemicznych rozpuszczalników, skomplikowanych filtrów i wielkich, prądożernych wentylatorów postawili na tanie wapno i łagodne przepływy powietrza.

Mniej więcej w tym samym czasie zaczynały inwestować w DAC wielkie firmy, często po to, by w ten sposób kompensować sobie własne duże emisje. Zaledwie kilka miesięcy po tym, jak Heirloom przedstawiła swoje idee na papierze, dwie duże firmy obsługujące systemy sprzedaży – Stripe oraz Shopify – przekazały jej setki tysięcy dolarów na zakup przyszłych kredytów węglowych. A w następnym roku Heirloom zebrała 53 mln dolarów od grupy inwestorów, do której należał Bill Gates, oraz dostała 1 mln dolarów wstępnej nagrody w ramach ogłoszonego przez Elona Muska konkursu XPRIZE, którego zwycięzca ma otrzymać 100 mln dolarów, jeśli usunie 1000 ton CO2 rocznie i wskaże drogę do usuwania miliardów ton. Za pozyskane fundusze zaczęto wznosić zakład w Tracy. W sierpniu 2023 roku Departament USA ds. Energii ogłosił, że dwóm firmom – Heirloom oraz szwajcarskiej Climeworks, która na Islandii zbudowała zakład DAC sekwestrujący dwutlenek węgla – przekaże 600 mln dolarów na zbudowanie hubu DAC w zachodniej Luizjanie. W ramach przedsięwzięcia o nazwie Project Cypress ma tam powstać instalacja rocznie wyłapująca milion ton CO2 i umieszczająca gaz głęboko pod ziemią. Celem zarówno rządu, jak i firm, które łącznie zebrały miliard dolarów na kolejne inwestycje w DAC, jest znaczne obniżenie kosztu technologii. Obecnie kredyt węglowy w przypadku DAC kosztuje około 1000 dolarów za tonę CO2 i jest wielokrotnie droższy niż w przypadku sadzenia drzew. Ale ekonomia skali może go zredukować. „Krzywa kosztów zjedzie bardzo szybko – przekonywał mnie Samala. – My tylko umieszczamy sproszkowaną skałę na tackach”.

Moim następnym celem było miejsce, gdzie Project Cypress ma zostać zrealizowany. Nazywa się ono Gray Ranch, ma powierzchnię 400 km2 i znajduje się w zachodniej Luizjanie, tuż przy granicy z Teksasem. Jadąc z Houston do Lake Charles w Luizjanie, minąłem Spindletop Hill, gdzie w 1901 roku wytrysnęła ropa z 60-metrowego odwiertu, dając początek gorączce ropy naftowej w Teksasie. Około połowa dochodów Gray Ranch pochodzi z dzierżawy działek, z których pozyskuje się drewno lub wydobywa ropę. Za drugą połowę odpowiada hodowla bydła mięsnego – powiedział mi Gray Stream, przedstawiciel rodziny, do której należy ranczo. Ten wysoki, dobrze zbudowany blondyn powitał mnie przy historycznej rezydencji ubrany w wysokie buty, dżinsy, pasek z wielką sprzączką z wizerunkiem pelikana i niebieską koszulę z monogramem. Ma nadzieję, że sekwestracja węgla okaże się dla jego rodziny kolejnym dobrym interesem, poczynając od projektu Cypress.

Wskoczyłem do czarnego cadillaca Escalade wraz ze Streamem i jego czterema pracownikami. Do pokonania mieliśmy 50 km. Na koniec dotarliśmy do żwirowej drogi ciągnącej się wzdłuż pastwiska, za którym w pewnej odległości widać było szyb naftowy. Wokół nas zaczęły krążyć komary i sępniki różogłowe. Za trzy lata to miejsce będzie bardziej przypominało sceny z filmu science fiction niż pastwisko. Najnowsze urządzenie Climeworks to ustawiony na masywnym betonowym fundamencie sześcian o boku 23 m ze ścianami wykonanymi z siatki oraz 16 wentylatorami umieszczonymi na dachu. Sześćdziesiąt takich kostek ma zostać ustawionych w kilku rzędach i połączonych kompresorami oraz rurami. Wewnątrz każdej kostki znajdować się będzie 16 wentylowanych pojemników z filtrami pokrytych pochłaniaczem na bazie amoniaku. Filtry będą wychwytywały CO2 z powietrza tłoczonego do środka przez wentylatory. Po zamknięciu pojemników wpuszczana do nich będzie para wodna mająca temperaturę 100°C. Uwolni ona CO2, który trafi do rurociągu długości 12 km kończącego się w innej części farmy, gdzie powstanie instalacja do wtłaczania gazu pod ziemię. Heirloom miał postawić swoją instalację obok Climeworks, ale już po moim wyjeździe z farmy zdecydowano, że inwestycja zostanie zrealizowana w pobliżu Shreveport w północnej Luizjanie, a odzyskany gaz będzie sekwestrowany pod plantacją drzew w środkowej części stanu.

Wróciliśmy do samochodu i pojechaliśmy w stronę miejsca wtłaczania odzyskanego gazu pod ziemię. Po drodze wypatrywaliśmy aligatorów. Po 20 min dotarliśmy do kolejnego pastwiska sąsiadującego z kanałem dla barek i nieczynnym młynem. Stream wpadł na pomysł sekwestrowania CO2 już w 2018 roku, kiedy organizacje pozarządowe, firmy energetyczne i senatorowie ze stanów z silnym sektorem paliw kopalnych połączyli siły, by podwoić wysokość ulgi podatkowej znanej jako 45Q. Dzięki niej firmy petrochemiczne z Regionu Zatoki Meksykańskiej otrzymywały ulgę podatkową w wysokości 50 dolarów za każdą tonę dwutlenku węgla wyłapaną z kominów swoich fabryk i wtłaczaną pod ziemię – technika ta zwana jest w skrócie CCS (carbon capture and sequestration). W 2022 roku koalicja, której przewodził senator Joe Manchin z Zachodniej Wirginii, jeden z głównych lobbystów sektora naftowego, pomógł w zwiększeniu ulgi do 85 dolarów za tonę CO2 za pośrednictwem CCS i do 180 dolarów za tonę CO2 poprzez DAC. Za każdą tonę odprowadzoną pod ziemię przez Climeworks i Heirloom w ramach Project Cypress mogą one uzyskać ulgę podatkową i równocześnie zarabiać na sprzedaży kredytów węglowych – ponadto rząd USA przekaże im 600 mln dolarów. Climeworks zapłaci Streamowi za sekwestrowanie gazu. Warstwy skalne pod jego ranczem idealnie nadają się do tego celu. „Geologia to prawdziwa magia” – mówi Stream.

Ta formacja geologiczna miała swój początek około 65 mln lat temu, gdy Góry Skaliste zostały wydźwignięte, a spływające z nich rzeki, takie jak młoda Missisipi, niosły olbrzymie ilości piaszczystych osadów do Zatoki Meksykańskiej. W kolejnych epokach geologicznych sedymenty gromadziły się jedne na drugich, a starsze pod ciężarem młodszych przeobraziły się w porowate piaskowce. Od czasu do czasu poziom morza się podnosił, a wtedy na dnie zamiast piasku osadzały się muliste osady, które przekształcały się w łupki. W miejscach takich, jak Gray Ranch, można wtłoczyć dwutlenek węgla do piaskowców znajdujących się poniżej nieprzepuszczalnych poziomów łupków i w ten sposób odizolować gaz na bardzo długo. Stream mówi, że dzięki temu korzystnemu uwarstwieniu da się tu wtłoczyć nawet 100 mld ton gazu. „Region Zatoki Meksykańskiej to Arabia Saudyjska porowatych skał” – twierdzi.

Jeśli stan Luizjana wyda zgodę na sekwestrację, wówczas Stream i jego ludzie wykonają odwiert o długości 2750 m, przewiercą się przez łupki i zaczną wtłaczać CO2 do znajdujących pod nimi piaskowców. Geolodzy za pomocą swoich instrumentów będą obserwować, czy supergęsty gaz zastąpi słoną wodę w porach i zacznie migrować ku górze, docierając do dolnej granicy łupków i tam pozostając. Plan jest taki, by w ciągu 30 lat wstrzyknąć pod ziemię w trzech miejscach łącznie 100 mln t dwutlenku węgla. Ale modelowanie procesów zachodzących pod powierzchnią jest trudne. Gdy CO2 wtłaczano pod dno Morza Północnego, okazało się, że gaz pokonał osiem cienkich poziomów łupków i zatrzymał się dopiero na dziewiątym. Poza tym w Luizjanie znajduje się około 120 tys. nieczynnych szybów naftowych, którymi CO2 mógłby uciec. Stream zapewnia jednak, że pół tuzina takich otworów szybów znajdujących się w pobliżu miejsca sekwestracji zostało właściwie zacementowanych. Czarni w większości mieszkańcy Lake Charles obawiają się jednak awarii rurociągu do transportu CO2. W 2020 roku w sąsiednim stanie Missisipi po rozszczelnieniu systemu do przesyłania dwutlenku węgla do szpitali trafiło 45 osób, a defekt innej rury przechodzącej przez przedmieścia Lake Charles sprawił, że policja zakazała ludziom wychodzenia z domu. Ponadto obawiają się, że Project Cypress utrwali dziedzictwo rasizmu środowiskowego. Każdej nocy miasto rozświetlają łuny pochodzące od ponad dwóch tuzinów zakładów petrochemicznych i chemicznych znajdujących się w pobliżu. Wracając do stojącego nad jeziorem domu Streama, przejechaliśmy obok zakładów chemicznych Westlake, w których w 2022 roku eksplozja raniła sześciu pracowników. Znajdująca się obok fabryka chloru spłonęła po uderzeniu huraganu Laura w roku 2020. Dwa inne zakłady przyłapano na wypuszczaniu do środowiska tlenku etylenu i benzenu – związków rakotwórczych wywołujących m.in. białaczkę.

Finansowane przez rząd huby DAC mają przynosić korzyść zmarginalizowanym społecznościom. Jednak Roishetta Sibley Ozane, czarna aktywistka środowiskowa, której dzieci cierpią na astmę i epilepsję prawdopodobnie z powodu zanieczyszczonego środowiska, zwraca uwagę, że rząd zorganizował konsultacje z mieszkańcami Lake Charles dopiero po tym, jak wybrał ich na „króliki doświadczalne” do testowania nowej techniki. Obawia się ona również, że instalacje w Gray Ranch przyciągną w ten rejon USA kolejne firmy petrochemiczne, szczególnie dlatego, że Stream zgłasza gotowość sekwestrowania także CO2 wychwyconego w zakładach przemysłowych. Branża paliwowa chciałaby zbudować w Luizjanie co najmniej tuzin kolejnych zakładów do przeróbki gazu i ropy. „Powinniśmy zatrzymać to natychmiast. Nie powinno się lokalizować wielkich instalacji DAC w rejonach, gdzie już teraz jest o wiele za dużo przemysłu”.

W przypadku techniki DAC nadal otwarte pozostaje pytanie, kto za nią zapłaci. Departament Energii szacuje, że do czasu, gdy nowa branża zacznie wychwytywać z atmosfery milion ton CO2 rocznie, koszt technologii spadnie poniżej 100 dolarów za tonę, co uczyni ją dochodową dzięki uldze kredytowej 45Q. Jednakże naukowcy z politechniki ETH w Zurychu w badaniu z kwietnia tego roku ocenili, że będzie to raczej 360 dolarów za tonę. W takim przypadku koszt wychwycenia miliarda ton CO2 wyniósłby ponad 1% amerykańskiego PKB. Trudno też wyobrazić sobie, aby nawet bardzo bogate firmy chciały dobrowolnie wydawać co roku miliardy dolarów na tak drogie kredyty węglowe. Nemet mówi, że rząd – lub przynajmniej niektóre stany – będzie zapewne musiał wprowadzić jakieś limity emisji i w ten zmusić trucicieli do płacenia za wychwytywanie CO2. Kalifornia już zaczęła to robić: kto chce w tym stanie sprzedawać benzynę i olej napędowy, musi albo zredukować emisję, albo kupić kredyty. Climeworks i Heirloom chętnie im je sprzedadzą.

Prócz kosztów samej instalacji, ogromnym wydatkiem jest energia. Project Cypress skonsumuje jej tyle, ile 250 tys. przeciętnych amerykańskich gospodarstw domowych. Wychwycenie nie miliona, ale miliarda ton wiązałoby się z zużyciem dwukrotnie większej ilości energii, niż uzyskuje się jej obecnie w USA ze wszystkich źródeł odnawialnych. Nawet teraz, bez tego dodatkowo wykreowanego popytu, nie widać, by Stany Zjednoczone zmierzały do zrealizowania swoich celów dotyczących udziału zielonej energii. Krytycy uważają, że zamiast wyrzucać pieniądze na DAC, należałoby je przeznaczyć na szybsze zredukowanie znaczenia gazu ziemnego i węgla w gospodarce. Mark Z. Jacobson, profesor inżynierii środowiskowej ze Stanford University, obliczył w 2019 roku, że oparcie DAC na energetyce wiatrowej wiązałoby się z większą o 40% emisją CO2 w ciągu dwóch dekad niż w przypadku zastąpienia tą samą energią wiatrową elektrowni węglowych. Przy czym w tym pierwszym wariancie wciąż emitowane będą takie zanieczyszczenia, jak dwutlenek siarki. „Dopóki nie znikną wszystkie elektrownie opalane paliwami kopalnymi i biopaliwami, DAC nie da żadnych korzyści – mówi Jacobson. – Zwiększy tylko ilość emisji, wydobycie paliw kopalnych i rozmiary koniecznej do tego wydobycia infrastruktury”. Istnieje także obawa, że DAC stanie się doskonałą wymówką, by nie redukować szybko uzależnienia od paliw kopalnych, co jest konieczne. Po co jednak kończyć ze spalaniem węgla czy ropy, skoro mamy przekonanie, że za chwilę cały gaz cieplarniany odzyskamy i sprawa będzie załatwiona? Świat już przekracza próg 1,5°C, a mimo to najwięksi producenci gazu i ropy na świecie, w tym USA, snują plany zwiększenia wydobycia. „Wiara w przyszłe, niepewne rozwiązania techniczne spowalnia dziś obronę klimatu” – podkreśla Lili Fuhr, analityczka z Center for International Environmental Law. W istocie głównym prywatnym inwestorem w DAC jest duża amerykańska firma naftowa Occidental Petroleum, w skrócie Oxy, której prezes powiedziała kiedyś, że „nie ma żadnego powodu, by nie wydobywać ropy i gazu po wieczność.”

Po opuszczeniu gray ranch skierowałem się na południowy zachód, i jadąc wzdłuż wybrzeża Teksasu, dotarłem do Corpus Christi – miasta zamieszkałego głównie przez ludność z korzeniami latynoskimi, kiedyś słynącego z pięknych plaż, ale obecnie znanego głównie jako największy w USA port do wywozu ropy naftowej. Rząd chce przeznaczyć kolejne 600 mln dolarów na stworzenie drugiego hubu DAC właśnie tutaj. Ma go zbudować Oxy. Climeworks i Heirloom zadeklarowały, że nie chcą, by ich instalacje przyczyniały się do zwiększenia wydobycia paliw kopalnych, ale dla Oxy technika DAC jest częścią strategii produkcji „zeroemisyjnej ropy”. Emisje ze spalania nowo wydobytej ropy będą przez Oxy równoważone wychwytywaniem CO2 w instalacjach DAC. Koncern już buduje własny zakład DAC o nazwie Stratos zlokalizowany w zachodnim Teksasie. Docelowa wydajność to pół miliona ton rocznie. Część gazu będzie wtłaczana w stare złoża ropy, by zmusić je do oddania resztek surowca. Vicki Hollub, szefowa Oxy, powiedziała w zeszłym roku, że DAC „daje nam licencje na wydobycie na kolejne 60, 70, 80 lat, co, jak sądzę, jest bardzo pożądane”.

Piętnaście kilometrów za Corpus Christi wjechałem na żwirową drogę, która kończyła się na napisie „nie ma przejazdu”. Morska bryza poruszała tuzinem turbin wiatrowych. Za linią ciernistych jadłoszynów znajdowała się King Ranch, posiadłość zajmująca większą powierzchnię niż stan Rhode Island. W przyszłym roku na tych brązowawych polach zacznie wyrastać South Texas DAC Hub budowany przez Oxy. Nikt z koncernu nie chciał się ze mną spotkać, nie pozwolono mi też wejść na teren posiadłości, ale dostępne w Internecie opisy wskazują, że stanie tu rząd długich budynków z czarnymi perforowanymi ścianami i wielkimi wentylatorami na dachu. Wentylatory będą zasysały powietrze poprzez ażurowe ściany, w środku znajdować się będą plastikowe przypominające plaster miodu arkusze nasączone wodorotlenkiem potasu. Dwutlenek powietrza będzie wchodził w reakcje z tą silną zasadą, tworząc weglan potasu. Jest to biała sól, z której będą formowane pellety ogrzewane w piecu w celu odzyskania CO2 magazynowanego następnie w zbiornikach za budynkami.

Informacje na temat tego hubu są skrzętnie ukrywane przez Oxy. Podczas wycieczki minibusem przez historyczną centralną cześć posiadłości, znajdującą się 40 km na zachód od Kingsville, nasza przewodniczka przez półtorej godziny opowiadała o słynnych wyścigach konnych i rasach hodowanego tu bydła, ale kiedy zapytałem ją o instalację DAC, skierowała mnie do biura zarządu firmy, które nigdy nie odpowiedziało na moje liczne telefony i e-maile. Archiwistka z Muzeum King Ranch poinformowała mnie, że nie może na ten temat rozmawiać bez pozwolenia. Prezes lokalnej izby handlu oświadczył, że podpisał umowę o zachowaniu poufności. Sędzia z hrabstwa, który lobbował za powstaniem hubu, dwukrotnie zgadzał się na rozmowę ze mną, po czym odwoływał spotkania. „Nie wiem, czy wolno nam mówić na ten temat” – odparł robotnik rolny pracujący przy wjeździe na ranczo, gdy zapytałem go o hub.

Jedni uważają prezes Hollub za wizjonerkę, inni – za czarny charakter. Urodzona w Alabamie inżynier przemysłu naftowego zaczynała swoją wspinaczkę po szczeblach kariery od pracy przy szybie naftowym, a w 2016 roku została pierwszą kobietą na stanowisku prezesa dużej firmy naftowej. Projekt Stratos zaczęła rozwijać po tym, jak Kongres podniósł ulgę podatkową 45Q. Wynikało to częściowo z tego, że Oxy stało się największym w Teksasie producentem ropy pozyskiwanej za pomocą wstrzykiwania do złóż dwutlenku węgla. Metoda zwana w skrócie EOR (enhanced oil recovery) umożliwia zwiększenia wydobycia nawet o 25%. Większość tego wtłoczonego gazu pozostaje głęboko pod ziemią, ale wydobyta ropa jest oczywiście spalana, co oznacza zwiększenie emisji gazów cieplarnianych. Oxy pozyskuje obecnie CO2 z naturalnych zasobów. Hub ma być dodatkowym źródłem gazu.

Hollub zorientowała się, że pozyskując CO2 dzięki DAC, jej firma zyska potrójnie: uzyska ulgę podatkową, sprzeda kredyty węglowe i wydobędzie więcej ropy. Dlatego mocno lobbowała w Kongresie za podniesieniem wysokości ulgi do 130 dolarów za tonę CO2 pochodzącą z DAC i dodatkowo wykorzystaną w EOR. Następnie ogłosiła, że do 2035 roku Oxy postawi 130 instalacji DAC. Kiedy Departament Energii wybrał South Texas DAC Hub jedną z pierwszych decyzji Hollub było kupienie za 1,1 mld dolarów kanadyjskiej firmy Carbon Engineering rozwijającej DAC. Oxy podpisała już umowę na sprzedaż zeroemisyjnej ropy do południowokoreańskiej rafinerii oraz sprzedała kredyty węglowe niepowiązane z EOR takim koncernom, jak Microsoft, Airbus i Amazon.

Chevron i Shell inwestują zarazem w DAC i poszukiwanie ropy. Oba giganty otrzymały mniejsze granty na rozwój ich własnych hubów DAC. Rząd mówi, że fundusze mają pomóc w osiągnięciu ekonomii skali, dzięki czemu technologia przyniesie korzyść wszystkim i równocześnie ułatwi firmom odejście od paliw kopalnych. „Dostają czas na zmianę – powiedziała mi w marcu Jennifer Wilcox, kiedy była wówczas wicedyrektorką jednego z wydziałów w Departamencie Energii (już tam nie pracuje). – To są firmy, które mają zasoby i środki pozwalające na przeprowadzenie takiej zmiany”.

Jednak Emily Grubert, socjolog środowiskowa z University of Notre Dame, która wcześniej pracowała w rządzie przy projektach DAC, uważa, że „płacenie firmom naftowym, aby przestały wydobywać ropę” nic nie da. Ona, a także inni eksperci uważają, że cała branża wychwytywania węgla z atmosfery powinna zostać znacjonalizowana. Aktywiści tacy, jak Ozane, uważają z kolei, że huby powinny częściowo należeć do samorządów lokalnych. „Jeśli DAC nie zostanie uregulowany i będzie wprowadzany na zasadach komercyjnych, zostanie przechwycony przez branżę paliw kopalnych” – mówi Grubert.

Podczas uroczystego otwarcia zakładu Heirloom w Tracy, Samala porównał DAC do wehikułu czasu, który zabierze nas we wcześniejsze epoki, gdy klimat nie był zaburzony. „Na razie jednak ten wehikuł jest raczej bezużyteczny” – mówi David Ho, oceanograf z University of Hawaii, który napisał w zeszłym roku w „Nature”, że ludzkość emituje co roku blisko 40 mld ton CO2, więc milion ton wychwycony przez każdy DAC cofnie nas w czasie tylko o 13 min.

Załóżmy jednak, że do 2050 roku świat ograniczy emisje węgla o 90%. Wówczas kilka tysięcy instalacji DAC zasilanych nadwyżkami energii odnawialnej mogłoby usunąć z atmosfery pozostałe 10%, dzięki czemu osiągnęlibyśmy zerową emisję netto. W tym scenariuszu IPCC wzrost temperatur globalnych sięgnąłby 1,6°C ponad poziom sprzed epoki przemysłowej.

Gdybyśmy zdecydowali się na dalszy rozwój DAC, moglibyśmy zacząć cofać zegar klimatyczny. Wychwycenie 220 mld ton CO2 z atmosfery do 2100 roku sprawiłoby, że temperatury na globie trochę by spadły i byłyby wyższe o 1,3°C od poziomu przedindustrialnego. Wiele kataklizmów naturalnych, takich jak fale upałów w USA, susza na Nizinie Amazońskiej czy tegoroczne powodzie w Afganistanie i Pakistanie, wciąż by powracało. Ale zdarzałyby się dwukrotnie rzadziej, niż gdyby glob ogrzał się o 2,9°C – obecnie zmierzamy w tę stronę. Odpowiednio wdrożona technika DAC mogłaby stać się narzędziem sprawiedliwości środowiskowej, zmniejszając ryzyko katastrof powodowanych głównie przez bogatych, a zagrażających przede wszystkim biednym i wrażliwym.

Ho uważa, że powinniśmy zwiększyć inwestycje w DAC, by te plany mogły się ziścić. „Skoro przyszłym pokoleniem zostawiamy w atmosferze gigantyczne ilości węgla, naszym obowiązkiem jest opracowanie narzędzia do usunięcia tego balastu”.

***

Alec Luhn jest wielokrotnie nagradzanym dziennikarzem. W swoich reportażach opisywał miasto terroryzowane przez niedźwiedzie polarne, jedyną na świecie pływającą elektrownię jądrową oraz najzimniejsze stale zamieszkane miejsce na Ziemi.

Świat Nauki 11.2024 (300399) z dnia 01.11.2024; Technika; s. 62

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną