Jak funguje přímé zachycování vzduchu – a proč je to tak obtížné
Technologie přímého zachycování vzduchu (DAC) extrahuje oxid uhličitý přímo z atmosféry pomocí chemických sorbentů a rozpouštědel, ale obrovská spotřeba energie a vysoké náklady zůstávají hlavními překážkami pro její rozšíření.
Zachycování CO₂ ze vzduchu
Atmosféra obsahuje přibližně 420 částic oxidu uhličitého na milion – nepatrný zlomek vzduchu, který dýcháme, ale přesto dost na to, aby oteploval planetu. Přímé zachycování vzduchu (DAC) je technologie navržená k zvrácení tohoto nárůstu extrahováním CO₂ přímo z okolního vzduchu, jeho koncentrací a buď trvalým uložením pod zem, nebo přeměnou na užitečné produkty. Na rozdíl od zachycování emisí v komíně může DAC fungovat kdekoli a odstraňovat uhlík, který již byl uvolněn, což z něj činí jeden z mála nástrojů, které by mohly skutečně snížit atmosférické hladiny CO₂, a ne pouze zpomalit jejich růst.
Dva přístupy, jeden cíl
Systémy DAC spoléhají na dvě hlavní metody: pevné sorbenty a kapalná rozpouštědla. V systémech s pevnými sorbenty velké ventilátory nasávají okolní vzduch přes modulární kolektory naplněné vysoce porézním filtračním materiálem. Sorbent chemicky váže molekuly CO₂, zatímco nechává dusík, kyslík a další plyny procházet. Po nasycení se kolektor utěsní a zahřeje – obvykle na přibližně 100 °C – což uvolní koncentrovaný proud CO₂ pro sběr a skladování. Sorbent se poté ochladí a cyklus se opakuje.
Systémy s kapalnými rozpouštědly fungují odlišně. Vzduch prochází roztokem – často směsí hydroxidu draselného – který absorbuje CO₂. Roztok je poté zpracován řadou chemických kroků, které odstraňují oxid uhličitý při vysokých teplotách (až 900 °C) a regenerují rozpouštědlo. Tento přístup zvládne větší objemy, ale vyžaduje výrazně více energie.
Co se stane se zachyceným uhlíkem
Nejtrvalejší metoda likvidace zahrnuje vstřikování koncentrovaného CO₂ hluboko pod zem do geologických formací, jako jsou solné akvifery nebo čedičová hornina. Na Islandu společnost Carbfix rozpouští zachycený CO₂ ve vodě a pumpuje jej přibližně 1 000 metrů pod povrch, kde reaguje s čedičovou horninou a mineralizuje – doslova se během několika let promění v kámen. Alternativně lze zachycený CO₂ použít jako surovinu pro syntetická paliva, stavební materiály nebo chemikálie, i když toto použití spíše oddaluje než eliminuje jeho návrat do atmosféry.
Problém s měřítkem
Největší provozované zařízení DAC na světě je závod Mammoth společnosti Climeworks na Islandu, který je schopen odstranit až 36 000 tun CO₂ ročně – což je zhruba roční emise 7 800 automobilů. To zní významně, dokud si neuvědomíte, že globální emise CO₂ přesahují 37 miliard tun ročně. V současné době je celosvětově plánováno nebo provozováno přibližně 130 závodů DAC, ale jejich kombinovaná kapacita sotva poškrábe povrch toho, co podle klimatologů potřebujeme.
Dva mnohem větší projekty se staví v Texasu a Louisianě v rámci programu DAC Hubs amerického ministerstva energetiky, přičemž každý z nich cílí na odstranění jednoho milionu tun CO₂ ročně, až bude plně funkční.
Problém s energií a náklady
Největší překážkou DAC je energie. Protože CO₂ tvoří pouze 0,04 % atmosféry, musí být zpracováno obrovské množství vzduchu. Odstranění jednoho milionu tun CO₂ vyžaduje odhadovaných 300–500 megawattů energie – srovnatelné se středně velkou elektrárnou. Pokud tato energie pochází z fosilních paliv, proces může ve skutečnosti emitovat více uhlíku, než zachytí, a proto se životaschopné projekty DAC spoléhají na čisté zdroje energie, jako je geotermální energie, solární energie nebo vítr.
Náklady zůstávají vysoké. Současné odhady se pohybují od 250 do 600 USD za tunu CO₂ v malých zařízeních. Ve větších měřítcích, jako je jeden milion tun ročně, analytici předpovídají, že náklady by mohly klesnout na 150–230 USD za tunu, ale dosažení těchto úspor vyžaduje masivní kapitálové investice a levnou, spolehlivou čistou elektřinu.
Nezbytná součást skládačky
Klimatické modely od Mezinárodní energetické agentury a IPCC trvale ukazují, že dosažení nulových čistých emisí bude pravděpodobně vyžadovat určitou formu odstraňování uhlíku vedle drastického snížení emisí. DAC není náhradou za snížení spotřeby fosilních paliv, ale může se ukázat jako zásadní pro kompenzaci obtížně eliminovatelných emisí z letectví, zemědělství a těžkého průmyslu. Zda se technologie dokáže rozšířit dostatečně rychle – a dostatečně levně – zůstává jednou z určujících otázek klimatické politiky.
