Navigace
Zpět na: Home / Časopis

Gabriela von Goerne: Elektrárna bez emisí CO2 – nereálný pokus nabarvit uhlí na zeleno

Je řeč o elektrárnách které neprodukují žádný oxid uhličitý, o čistém uhlí, které neškodí životnímu prostředí a chrání klima. Je řeč o udržitelnosti o zachycování a uskladňování oxidu uhličitého (Carbon Capture and Storage – CCS). Provozovatelé uhelných elektráren objevili ochranu klimatu. V budoucnu by využívání uhlí neměly stát v cestě žádné emise klimaticky škodlivého oxidu uhličitého. To znamená, že by se CO2 v nových uhelných elektrárnách separoval, komprimoval a transportoval do podzemních zásobníků. Potud teorie, sliby průmyslu a naděje částí politiky. Co se ale skrývá za touto technologií skutečně?

Předem je třeba říci, že elektrárny spalující fosilní paliva nejsou a nikdy nebudou bez CO2. při spalování uhlí samozřejmě vzniká oxid uhličitý a nyní by již neměl odcházet komínem do atmosféry. Ale ani pomocí nové technologie CCS to nebude úplně možné, protože lze zachytit asi je 85% celkového v elektrárně vznikajícího oxidu uhličitého. Další emise vznikají díky ztrátám při transportu a uložení . Pakliže vezmeme v potaz celý proces, tak při výrobě proudu z uhlí bude v tomto případě vznikat asi 220 až 250 g/kWh (pro srovnání konvenční elektrárna, při níž vzniká na 1 kWh asi 820g CO2 při spalování kamenného uhlí). Bez emisí CO2 jsou jenom obnovitelné energie, například solárnětermické elektrárny nebo vodní elektrárny, kde se neprodukuje žádný oxid uhličitý.

Oddělení CO2 v elektrárně vyžaduje energii. Účinnost elektrárny tak poklesne o 8 až 14 procentních bodů a spotřeba paliva se zvýší až o 25%. Z tohoto důvodu pracují provozovatelé elektráren s novými materiály a s novými technologiemi, jako například se spalováním uhlí v kyslíku (tzv. Oxy-Fuel technologie) nebo na zplyňování uhlí s následným spalování plynu (IGCC – Integrated Gasification Combined Cycle), při němž jde o to kompenzovat pokles účinnosti elektrárny separací oxidu uhličitého. Zvýšené využívání uhlí jde ruku v ruce s intenzifikací těžby uhlí. Těžba uhlí vede k velkým ztrátám na životním prostředí, snížením hladiny spodních vod, škodám na budovách, přesídlení obyvatel, znečištění vody, a produkcí jemného prachu při těžbě. Díky nasazení CCS se škody na životním prostředí ještě zvýší.

Odloučený CO2 je třeba někam uložit. Oxid uhličitý má být uskladňován až do hloubky 800 metrů v různých geologických formacích. Rozvažují se prázdná a vyprazdňující se ropná a plynová těžební pole a solné vrstvy hornin, takzvané „solné aqifery“, které se nacházejí v Německu, mezi jinými i na severu, pod uhelnými pánvemi. Spolkový úřad pro geologické vědy a suroviny (BGR) vychází z relativně zajištěné úložní kapacity asi 2,6 miliard t CO2 v ropných a plynových polích Německa. Vztaženo na roční emise ve výši 345 milionů tun CO2 by to znamenalo, že tyto možnosti by se naplnily během sedmi let. Naproti tomu se počítá s životností elektráren v rozmezí 30 až 40 letů. Odhadovaný potenciál uskladnění v solných vrstvách naproti tomu je v Německu asi 20 miliard t CO2 . Pod Severním mořem je uskladňování také možné. Před pobřežím Norska to praktikuje tamější ropný průmysl.

Vedle uskladnění do geologických vrstev se rovněž uvažuje o skladování v mořích. Ačkoliv mnoho zemí, jako například členské státy EU a USA takovou praxi podmítají, stále se konají experimenty, alespoň salónně tuto technologii realizovat. Pohlcování CO2 by bylo ekologickou katastrofou, protože by se tak zvýšila kyselost moří a rozpustily by se vápenaté skořápky živočichů. Již dnes klesá pH hodnota, protože moře je v rovnováze s atmosférou a pakliže stoupají koncentrace CO2 v atmosféře, rozpouští se také více CO2  v oceánech. V principu se v mořích rozpouští díky spalování uhlí, plynu a ropy obrovská množství CO2. Moře nejsou žádným odpadkovým košem. V našem vlastním zájmu je jejich ochrana a udržení.

Ropné koncerny se angažují již dlouho v oblasti uskladňování CO2. Pro ropný průmysl se tak dlouhodobě otevírá nový zdroj peněz. Ovládá technologii vrtání a potenciálních zásobníků CO2. Těžba ropy a plynu bude v brzké budoucnosti ustupovat. V severním moři je tomu již dnes. V budoucnu se bude odstraňovat veliká část ropných plošin v Severním moři, což by bylo možné spojit s CCS, protože pumpování CO2 do téměř prázdných ložisek plynu nebo ropy povede k delšímu vytlačování zbytků. pro klima toi ale není žádným ziskem. CO2 se sice bude pumpovat do podloží, ale v mnoha případech se díky takto získané ropě a jejímu využití opět uvolní další CO2.

Je-li přínos ke klimatu již takto nejistý, může se problém ještě zostřit,. kdyby byl zásobník netěsný. Okolo neutěsněných nebo otevřených vrtných děr může oxid uhličitý stoupat do zdrojů pitné vody, půdy, mořské vody a konečně i do atmosféry. V solných vrstvách vytěsní CO2 tamější slanou vodu a bude rozpouštět těžké kovy v hornině. Ty se mohou dostat podél poruch v hornině dostat daleko a a znečistit pitnou vodu. Zvýšení tlaku v hornině může vést k mikrozemětřesení.

Zásobníky CO2 se srovnávají s se zásobníky zemního plynu. Ukládání zemního plynu je již desetiletí odzkoušeno a průmysl je hodnotí jenom nízkým rizikem. Uskladňová
ní zemního plynu, ale na rozdíl od uskladnění CO2 není trvalým uskladňováním. Ve většině případů se zemní plyn uskladňuje v letních měsících a v zimních se opět uvolňuje. Takže obě metody nelze tak jednoduše srovnávat. Malé riziko ovšem neznamená, že se nemůže přihodit žádné neštěstí. K výronu plynu došlo v roce 1988 v Bad Lauchstädt poblíž Halle právě havárií podzemního plynovodu. To se poznalo až tehdy, až plyn začal vyvěrat na jiných místech povrchu. 23. dubna 2004 došlo uprostřed Berlína v podzemním zásobníku plynu k explozivnímu úniku plynu a 30. července 2004 praskl v Belgii plynovod se zemním plynem. Při explozi přišlo o život přes patnáct lidí.

Oxid uhličitý ve srovnání se zemním plynem není hořlavý. Přesto ale sebou jeho náhlý výron nepřináší méně rizik. Oxid uhličitý je obsažen ve vzduchu který dýcháme v množství 0,04%, ale se zásadně se zvyšující koncentrací roste nebezpečí udušení. Ačkoliv po výronu může rychle větrem jeho koncentrace klesnout, může se na druhé straně koncentrovat v různých prohlubních a nebo uzavřených budovách, protože je těžší než vzduch. Pomalý a nepozorovaný únik v zastavěných oblastech tedy mlže z tohoto principu znamenat ohrožení života ve sklepích domů. Tato nebezpečí jsou známa z přírodních vulkanických výronů CO2. Výron CO2 u kráterového jezera Nyos v Kamerunu zabil v roce 1986 více jak 1700 lidí. V regionu Lazio v Itálii zemřelo v posledních 20 letech nejméně 10 lidí únikem oxidu uhličitého.

Oxid uhličitý je tedy třeba skladovat permanentně a bezpečně. Tohle nemůže nikdo zajistit. Rovněž tak nemohou převzít odpovědnost za skladování CO2 budoucí provozovatelé a uživatelé. Kdyby se jednalo o vůli průmyslu, tak by zásobníky CO2 měly být po naplnění předány do rukou státu. S tímto předáním je ovšem také spojena kontrola zásobníku na neznámou dobu. Čas od času je nutné zásobníky kontrolovat, protože jen tak je teoreticky možné zasáhnout v případě nějaké havárie. Zda a jak se bude zasahovat bude záviset od množství unikajícího plynu a na škodách, které by mohl způsobit. Otázkou zůstává, zda je možno malé úniky plynu vůbec zjistit. Existují geofyzikální metody jimiž je možné zjistit expanzi CO2 v podloží. V případě úniku slané vody to naopak zjistit nelze.

Při uložení CO2 se spoléháme na experiment s nejistými výsledky. Budoucí generace zaplatí účet, pakliže se zásobníky ukáží netěsné. Riziko lze snížit výběrem vhodných geologických formací, ale vyloučit nelze.

Proč vůbec taková technologie vyvíjí? Náklady na její vývoj a využití jsou extrémně vysoké. technologie se tedy bude používat převážně ve velikých elektrárnách. Předpokladem je, že náklady v budoucích letech budou silně klesat. Experti počítají s certifikáty od 25 až po 30 Eur/tunu CO2 což je nutnou podmínkou pro rentabilitu systému. Budou-li vyvíjeny nákladné elektrárenské technologie a nebude-li využíván CO2 k další těžbě ropy, pak mohou náklady na odstranění CO2 vyrůst rychle až na 70 až 140 eur za tunu CO2.

Pakliže by se mělo prosadit ukládání CO2 ve větším měřítku, zůstane centrální energetické zásobování s malým počtem velkých elektráren ... To půjde na útraty další výstavby obnovitelných zdrojů energie. Argument energetických lobistů, že s uskladňováním CO2 se získá čas pro přestavbu energetického zásobování směrem k obnovitelným energiím, protože tyto nejsou rychle ve velkém množství k dipozici neodpovídá ze dvou hledisek. Předně bude výstavbou velikých elektráren zabetonována energetická struktura a potřebná přestavba energetického zásobování bude posunuta o čtyřicet let. Obnovitelné energie, ač konkurence schopné, zůstanou na cestě. Za druhé jde o to, že CCS technologie ještě neexistuje, zatímco naopak obnovitelné energie ano, které již dnes mohou ušetřit veliká množství CO2. A budou na tom ještě lépe, než se jednou někdy bude CO2 uskladňovat.

Velké energetické firmy počítají s tím, že během 10 až 15 let by mohla být CCS technologie dostupná pro velké průmyslové využití. Myslí se tím vývoj nových elektráren, skladování se oproti tomu nenazírá jako problém, který by celý proces zdržoval. Do roku 2020 tedy CCS nepřispěje ke klimatické ochraně. V roce 2020 bude potenciál deponovatelného CO2, stanoveného na základě zprávy německého ministerstva hospodářství o emisně malých, na fosilní paliva provozovaných elektrárnách (COORETEC), stanovena pouze vágním „přes pět procent“. Pro cíle Kyota a redukční cíle do roku 2020 jsou tedy irelevantní. Také pro dlouhodobý cíl redukce skleníkových plynů o 80% do roku 2050 přinese technologie CO2 s energetickým mixem s dominující spotřebou uhlí velmi málo. Bude-li k dispozici technologie s fixací CO2 dostupná po roce 2020, bude modernizace německých elektráren téměř uzavřena. Pak by bylo možné již jen stávající elektrárny doplnit. Pravděpodobnost takového kroku je ale s výhledem na vysoké ztráty účinnosti elektrárny a vysoké náklady pouze velmi nízká. Patrně ale bude tato technologie užita, aby natřela uhlí na zeleno. Pakliže by měly být rámcové podmínky emisního obchodu pro uhlí stále tak výhodné, zažije Německo vzrůst emisí místo jejich redukce. V současné době je naplánováno 12.000 MW elektráren na uhlí, a ty v období 2010 až 2012 ročně vypustí 71 milionů t CO2. Také v případě, že se staré elektrárny odpojí od sítě, nemá to nic společného s ochranou klimatu.

CCS technologie nebyla ještě v průmyslových zemích vyzkoušena - dodnes neexistuje žádná elektrárna, která by odstraňovala a skladovala CO2, ale již existují snahy v rámci Kyota uznat technologii CCS jako projekt čisté technologie („Clean Development Mechanism“ - CDM). Projekty CDM by měly představovat příspěvek k udržitelnému rozvoji. Projekty tohoto typy by měly probíhat do 21 let a pak budou uzavřeny. Mezi projekty, které jsou přihlášeny u OSN k uznání jako CDM projekty obsahují veliká zařízení na zkapalnění zemního plynu a pro rozšířenou těžbu plynu (Enhanced Oil Recovery, EOR) Rozvojové země nebudou mít z toho žádné výhody a jejich příspěvek k regionálnímu vývoji je sporný. To, co místní lidé získají, budou s jistou podzemní skládky oxidu uhličitého, kterými budou po jejich naplnění ponecháni svému osudu. Průmyslové země ale šetří náklady. Mohou technologii bez větších problémů otestovat, dostanou za ni certifikáty CO2, které pak použití pro provoz svých uhelných elektráren v průmyslových zemích.

Použití uhlí jako klimaticky neškodného zdroje je pohádkou. CCS je z ekologického hlediska velmi na pováženou. Energetické firmy vyrábějí proud a a miliardy tun oxidu uhličitého z fosilních zdrojů, které by bylo potřeba skladovat v podzemí, a nákladně sledovat a kontrolovat. Budoucí generace tuto kontrolu zdědí. Namísto toho, aby byl nejprve oxid uhličitý vyroben a pak uložen, je třeba masivně zredukovat vznik tohoto klimaticky významného plynu – snížením energetické spotřeby a vzrůstem její efektivnosti a výstavbou zdrojů obnovitelných energií ze slunce, větru, vody a zemního tepla.

Solarzeitalter 2, s.11, 2006, přeložil Milan Smrž
 

© eurosolar.cz 2017