De ce depinde lumea de emisii zero

Sursa: Pixabay

Pentru ca emisiile negative să poată juca un rol în politică, este nevoie ca ele să fie transformate în ceva realizabil din punct de vedere practic, notează The Economist.

<< La 30 de kilometri de la Reykjavik, centrala geotermală Hellisheiði se ridică printre bolovani negri acoperiți cu mușchi de un verde fosforescent. În spatele penajului său de abur care o ia în sus, din câmpia stâncoasă se ridică munți abrupți. Bolovanii și munții deopotrivă sunt din bazalt, la fel ca aproximativ 90% din restul Islandei. Un ciot de bazalt de 300 de trilioane de tone, așezat pe fundul Atlanticului, care este el însuși mai mult bazalt. Nu există rocă mai comună în scoarța Pământului.

Însă este diferit cilindrul de bazalt pe care îl ține Kári Helgason. Bazaltul tânăr este plin de găuri minuscule, dar în acest caz majoritatea cavităților sunt umplute cu fărâme de cristal alb. „Acesta”, spune el, arătând spre fărâmele albe, „este în mare parte calcit”. Calcitul, o formă de carbonat de calciu, nu este un mineral rar pe insulă sau în altă parte. Dar acest calcit legat de bazalt este excepțional. Este manifestarea fizică a emisiilor de CO2 care se transformă în piatră.

Cantități mici de CO2 sunt parte a fluidelor fierbinți evacuate din crusta subiacentă, la centralele geotermale precum cea de la Hellisheiði. De la începutul anilor 2000, Carbfix, compania islandeză în care lucrează domnul Helgason, captează CO2 și îl pompează înapoi în roca poroasă de la bazăm sub formă de apă carbogazoasă. Odată ajuns acolo, reacţionează cu calciul din bazalt. Studiile au arătat că 95% din gazul injectat de Carbfix este mineralizat în doi ani.

Carbfix spune că bazaltul din Islanda ar putea stoca timp de un secol de emisii de CO2, chiar și în ritmul actual. Până în 2030, speră să aibă un „terminal de stocare a mineralelor” la vest de Reykjavik, care să poată pietrifica 3 milioane de tone de CO2 pe an, cea mai mare parte sau în totalitate capturată din instalațiile industriale din Europa. La începutul anului 2021, a semnat un acord cu Dan-Unity CO2, o companie de transport maritim danez, pentru ca cisterne special amenajate și cu emisii reduse să aducă CO2-ul destinat  eliminării.

Captarea și stocarea carbonului (CCS) a fost o dezamăgire. Există modalități de a elimina CO2 din gazele evacuate ale centralelor electrice și oțelăriilor, iar injectarea în bazalt este doar unul dintre diferitele moduri posibile de a-l stoca – altele includ câmpurile de gaz și acviferele saline. Ideea de a pune laolaltă aceste tehnologii există de zeci de ani. Acum 20 de ani, UNFCCC a cerut IPCC să elaboreze un raport privind tehnologie. Cu toate acestea, încă nu există o singură centrală mare pe gaz sau pe cărbune care să-și capteze și să-și stocheze emisiile.

Una dintre probleme este aceea că industriile de combustibili fosili și guvernele au interesul de a spune că urmăresc CCS, deoarece pare să ofere un viitor pentru unii combustibili fosili, dar nu există un motiv presant pentru a face din aceasta o ceva devenit realitate. Tehnologia face ca uzinele să fie mai scumpe și mai puțin eficiente, iar în absența unui preț ridicat al carbonului, drept penalizare, nimeni nu vrea să plătească. Mai mult decât atât, multor oameni – numiți uneori „numbies”, pentru sloganul „nu sub curtea mea” – nu le place ideea ca deșeurile industriale să fie aruncate în acvifere și câmpuri de gaze undeva în apropierea casei lor. De aici și tentația de a-l expedia în Islanda, unde poate fi transformat în rocă solidă.

Având în vedere toate acestea, este o problemă faptul că tehnologiile pe care se bazează CCS sunt acum esențiale pentru acțiunea climatică, datorită răspândirii angajamentelor zero-net. Nu este doar faptul că acestea necesită decarbonizarea producției de ciment (pentru care CCS pare esențial) sau că au un rol pentru hidrogen (care, dacă este fabricat din combustibili fosili, are nevoie de CCS pentru a fi curat). Este și faptul că, la un moment dat, au nevoie ca dioxidul de carbon să fie extras din aerul subțire, dar care se îngroașă, și  apoi depozitat.

Ia înapoi ceea ce ția făcut rău

Alături de operațiunea Carbfix de la Hellisheiði se află Orca, o unitate construită în parteneriat cu Climeworks, o companie elvețiană. Alimentată cu aer de la o bancă de 96 de ventilatoare industriale, tehnologia Climeworks filtrează CO2 atmosferic, astfel încât să poată fi alimentate cu el apele uzate ale centralei geotermale, în vederea eliminării în adâncime. Orca, deschisă în septembrie, este cea mai mare unitate de „capturare directă a aerului” (DAC) din lume. Cele 11 tone de carbon captate în fiecare zi sunt precursorul unei întreprinderi care, dacă modelele sunt corecte și angajamentele respectate, va crește de un milion de ori în următoarea jumătate de secol.

DAc cu emisii negative este considerată a oferi două roluri în stabilizarea climei. Unul ar putea fi considerat ca echilibrând balanța actuală de carbon. Deși majoritatea emisiilor pot fi, teoretic, eliminate folosind tehnologiile care există acum, aviația, transportul maritim și unele procese industriale rămân greu de decarbonizat. Unele emisii de gaze cu efect de seră din agricultură pare că se vor dovedi recalcitrante. Atâta timp cât persistă emisiile de gaze cu efect de seră cudurată lungă de viață, stabilizarea va necesita emisii negative.

Celălalt rol al DAC este să scape de excesul istoric. După cum am văzut, bugetul cumulat de emisii de CO2 corespunzător unei șanse de 50-50 de a îndeplini obiectivul de 2°C este de 3,7 miliarde de tone. „Bugetul” pentru 1,5°C este de doar 2,9 miliarde de tone. Cu 2,4 miliarde de tone deja emise, asta lasă un deceniu de emisii, la ratele actuale, pentru 1,5 °C, și poate 25 de ani pentru 2 °C.

Aceste constrângeri ar putea fi atenuate dacă o parte din ceea ce a fost deja „cheltuit” ar fi rambursat – adică dacă CO2 ar fi scos din atmosferă mai repede decât a fost introdus, producând emisii nete negative. Eliminarea unui miliard de tone de dioxid de carbon în 2050 nu este chiar același lucru cu a nu fi emis în 1950, dar este aproape. Și acest lucru rămâne adevărat chiar dacă eliminarea vine după ce bugetul a fost rupt. Bugetele de carbon pot fi depășite, cel puțin pentru o perioadă.

Acest lucru le oferă țărilor bogate, care au beneficiat în mod disproporționat de emisiile din secolul al XX-lea, o modalitate de a crea spațiu în acest buget pentru cele sărace, care au fost lăsate deoparte. Dar pentru a face acest lucru la o scară apreciabilă, trebuie să atragă uriașe cantități de carbon. Unele scenarii vin cu emisii negative de peste 10 gigatone pe an – o industrie globală a combustibililor fosili care funcționează invers. Dacă ar fi realizată prin DAC, ar necesita investiții de capital uriașe și ar consuma o cantitate mare de energie curată, regenerabilă, dar încă nu gratuită.

Acest lucru nu ar trebui să se facă în întregime prin DAC. Natura ia înapoi jumătate din dioxidul de carbon pe care oamenii îl pun în atmosferă, fie prin fotosinteză, fie prin geochimie. Ambele procese ar putea fi intensificate.

Pentru fotosinteză, mai mulți copaci reprezintă opțiunea evidentă. Ei pot fi cultivați în plantații, inclusiv în cele comerciale, unde copacii noi înlocuiesc recolta anuală; sau pot fi încurajați în pădurile regenerate. A doua variantă este mult mai bună. Un studiu din 2019 a constatat că, de peste 80 de ani, restaurarea pădurilor naturale stochează în medie de 40 de ori mai mult carbon pe hectar decât plantațiile noi. Restaurarea are, de asemenea, un scor mai bun în conservarea biodiversității. Dar plantațiile fac bani într-un mod ușor de înțeles. Același studiu a constatat că 45% dintre angajamentele asumate în cadrul Bonn Challenge, o inițiativă voluntară condusă de ONG-uri pentru a stimula pădurile, au implicat amenajarea de plantații comerciale de proastă calitate.

O altă opțiune este creșterea cantității de carbon stocată în terenurile agricole și pădurile care sunt deja exploatate comercial. Așa-numitele „soluții bazate pe natură” sunt elementele de bază ale pieței pentru compensarea voluntară de carbon, unde vânzătorii promit să facă lucruri precum creșterea copacilor sau oprirea tăierii lor, pentru a absolvi păcatele de emisie ale clienților.

Schemele de compensare par a fi capabile să producă emisii negative la un preț rezonabil. Când Microsoft și Stripe au căutat proiecte de eliminare a carbonului pentru a-și îndeplini angajamentele de zero net, au descoperit că proiectele bazate pe natură aveau un preț de 5-50 de dolari pe tonă. Dar există trei probleme. Una este că nu toate schemele de compensare sunt bine gestionate sau bine supravegheate. În Chile, subvențiile guvernamentale au ajutat la înființarea a 1,3 milioane de hectare de plantații de copaci din 1986, dar nu a fost aplicată o regulă care impune ca această extindere să nu aibă loc în detrimentul pădurilor native. Drept urmare, programul a redus de fapt, cu aproximativ 50.000 de tone, cantitatea stocată de carbon.

O a doua problemă ține de faptul că este puțin probabil ca o compensare să rezolve probleme mai profunde. Industria aeriană are stimulente economice puternice pentru a utiliza combustibilul în mod eficient, dar nu a făcut schimbările tehnologice necesare pentru a nu mai cumpăra kerosen. Dacă industria cumpără compensații pentru a-și face avioanele „neutre din punct de vedere al emisiilor de carbon”, așa cum plănuiește, printr-o schemă numită CORSIA, stimulentele de eficiență vor crește în continuare. Dar asta nu va face de la sine o lume post-kerosen mai probabilă. Acesta este unul dintre motivele pentru care Science Based Targets Initiative, o coaliție pentru stabilire a standardelor, nu acceptă compensarea drept cale către reducerea emisiilor.

Al treilea dezavantaj privește capacitatea limitată. Acest lucru pare surprinzător, deoarece, în principiu, sfera soluțiilor bazate pe natură ar putea fi foarte mare. O echipă de cercetători condusă de Cécile Girardin, de la Universitatea Oxford, estimează că un angajament radical față de această idee ar putea duce la dublarea cantității de CO2 din emisiile umane absorbite de biosferă, până în 2025, de la 10 gigatone pe an la 20 gigatone pe an, ceea ce face o diferență reală. Și ar fi posibil chiar mai mult. Adăugați măsurile descrise de cercetători la o traiectorie care altfel ar duce la 2°C de încălzire și obțineți 1,8°C; o traiectorie de 3°C scade la 2,7°C.

Astfel de efecte masive nu pot fi obținute prin extinderea schemelor actuale de compensare. Planul Oxford ar presupune transformarea agriculturii, în întreaga lume, încetarea defrișărilor și refacerea ecosistemelor naturale pe aproximativ 7 milioane de kilometri pătrați din suprafața Pământului, de două ori mai mare decât suprafața Indiei. De asemenea, pentru sănătate, necesită păduri și alte ecosisteme. Din păcate, schimbările climatice îngreunează acest lucru prin creșterea riscului de incendiu și apariției altor elemente dăunătoare, cum ar fi infestările cu insecte. Dacă soluțiile bazate pe natură ar merge înainte fără un efort simultan de reducere a emisiilor, lăsând lumea să se încălzească, indiferentă, carbonul stocat în lemn și sol și-ar putea găsi calea înapoi în atmosferă.

Un alt proces care ar putea fi cooptat este cel al dezagregării minerale – reacții cu roci care consumă CO2 dizolvat în apă. Ceea ce se întâmplă în bazalt sub Hellisheiði, este o formă de dezagregare care produce ioni de calciu și carbonat care continuă să precipite sub formă de calcit. Dezagrgarea rocilor absoarbe deja un miliard de tone de CO2 pe an. Măriți suprafața disponibilă pentru acesta prin șlefuirea pietrelor potrivite în praf și veți obține mai mult. David Beerling, cercetător la Universitatea Sheffield, și colegii săi au calculat că împrăștierea a 3,5 miliarde de tone de bazalt fin măcinat pe 700.000 km2 de teren agricol în fiecare an – adică 50 de tone pe hectar pe o suprafață aproximativ la fel de mare ca Texas – ar putea dubla rata de dezagregare, reducând încă un miliard de tone.

Găsește o cale

Totuși, pentru ca dezagregarea să funcționeze la scară foarte mare, trebuie apelat la oceane, unde manipularea geochimică ar putea stoca, în principiu, trilioane de tone de CO2. Dacă vei crește alcalinitatea apei de mare – de exemplu, prin adăugarea de var, un oxid de calciu folosit în ciment – va crește și cantitatea de carbon dizolvată în ea. Această schimbare oferă spațiu pentru absorbția a mai mult CO2. Din păcate, este nevoie de aproximativ 700 de milioane de tone de var pentru 1 gigatonă de CO2 – și pentru a produce var este nevoie de multă energie pentru încălzirea calcarului în cuptoare care trebuie să fie prevăzute cu CCS, deoarece procesul în sine emite CO2. Amploarea reducerii carbonului pe care o oferă alcalinizarea oceanelor face ca astfel de scheme să merite luate în considerare. Dar sunt în cel mai bun caz o posibilitate pe termen lung. Costurile lor ar fi enorme, efectele lor asupra ecosistemelor oceanice ar necesita o monitorizare atentă și ar necesita ca legile internaționale care reglementează poluarea marină să fie renegociate de jos în sus.

O abordare mai plauzibilă pe termen scurt pentru absorbția industrială a CO2 este de a monta cc-uri în stațiile electrice care ard plantele recent recoltate. Deoarece carbonul din acele plante care au făcut fotosinteză a fost recent CO2 în aer, punerea sub pământ a ceea ce este eliberat prin arderea lor este de fapt un transfer din atmosferă în crustă. Și deoarece energia din biomasă cu ccs (beccs) furnizează energie electrică, precum și emisii negative, poate fi utilizată pentru a înlocui combustibilii fosili, reducând și mai mult emisiile.

O abordare mai plauzibilă pe termen scurt pentru absorbția industrială a CO2 este de a monta CC-uri în stațiile electrice care ard plantele proaspăt recoltate. Deoarece carbonul din acele plante care au făcut fotosinteză a fost recent CO2 în aer, punerea sub pământ a ceea ce este eliberat prin arderea lor este de fapt un transfer din atmosferă în crustă. Și deoarece energia din biomasă cu CCS (BECCS) furnizează energie electrică, precum și emisii negative, poate fi utilizată pentru a înlocui combustibilii fosili, reducând și mai mult emisiile.

Când modelele climatice și economice utilizate pentru analiza căilor de emisie au început să fie aplicate pentru emisiile negative, totul s-a făcut prin adăugarea de BECC. Acest lucru i-a oferit tehnologiei avantajul celui care mută primul, în discuțiile ulterioare din IPCC, la summitul de la Paris și cu alte ocazii. Totuși, faptul că a fost mai discutat decât alte abordări, e ca VECCS să fie mai bun. Implementarea sa pe scară largă necesită dedicarea unor suprafețe  cantități mari de teren culturilor energetice; conform unelor estimări, ar fi necesară o suprafață echivalentă cu până la 80% din cea utilizată acum pentru culturile alimentare.

Acesta este ceea ce conferă atractivitate schemelor DAC pur tehnologice, precum Orca. Instalația este concepută pentru a elimina 48.000 de tone de CO2 pe durata sa de viață, de 12 ani. O plantație de copaci într-o climă temperată capabilă să absoarbă atât de mult ar trebui să acopere aproximativ 400 de hectare. Orca este doar un mic hangar și patru perechi de unități de colectare de mărimea unui container de transport, pe piloni; o uzină de mărimea unei școli mici, care face treaba unei păduri la fel de mare ca un oraș de dimensiuni potrivite. Și nu numai că DAC necesită mai puțin teren decât BECCS, dar și poate folosi terenuri pe care agricultura nu le poate utiliza: de pildă, bolovanii sterpi și cu mușchi, de la Hellisheiði. Ar fi bune și deșerturile însorite, situate departe de orice alt loc, dar în care procesul poate fi alimentat de panouri solare ieftine.

Problema este costul. Climeworks spune că te costă între 600 și 800 de dolari pentru a separa o tonă de CO2 din aerul islandez și a-l depozita, deși s-ar putea să te descurci mai bine dacă e vorba de uzine mai mari. Le vinde clienților asigurarea că o tonă de CO2 a fost transformată în piatră, la cererea lor, pentru peste 1.100 de dolari. Deoarece Orca este interesantă și capacitatea sa mică, aceste compensații s-au epuizat mai mult sau mai puțin. Dar atunci când compensațiile non-noutate se vând cu o sutime din preț, nu pare o afacere foarte scalabilă. Un rival serios, o firmă canadiană numită Carbon Engineering, spune că poate oferi compensații la 300 de dolari pe tonă atunci când își va pune în funcțiune fabrica de 1 milion de tone pe an din Texas, lucru care se va petrece până în 2025. Asta corespunde unei analize dintr-o revistă academică fondatorului companiei, David Keith, care plasează costurile tehnologiei pe care o folosește în intervalul 90-240 USD/tonă.

Niciuna dintre companii nu se concentrează pe compensare, ca activitate de bază. Carbon Engineering, care este în parteneriat cu Occidental Petroleum, o firmă petrolieră, intenționează să pompeze CO2 pe care îl izolează în Texas în câmpurile petroliere pentru a stoarce petrolul care altfel nu ar fi capabil să curgă. Deoarece CO2 rămâne în subteran, petrolul va fi considerat un combustibil cu emisii scăzute de carbon, care poate fi vândut cu un cost suplimentar, datorită reglementărilor din California. De asemenea, urmărește să combine CO2 pe care îl captează cu hidrogenul, pentru a produce combustibili sintetici – o afacere pe care Climeworks o favorizeazăe. Un startup numit Prometheus Fuels susține că poate face acest lucru profitabil cu o formă mai ieftină de DAC, însă nu a oferit încă detalii.

Astfel de combustibili pot ajuta la decarbonizare în unele dintre locurile în care electricitatea nu poate ajunge, cum ar fi aeronavele care zboară deasupra oceanelor. Dar cel mai mare potențial pentru DAC constă în schimbarea bugetului general de carbon. Dacă se aplică la o scară apropiată de cea a industriei actuale a gazelor naturale, în principiu, ar putea crea spațiu în atmosferă pentru sute de miliarde de tone de emisii suplimentare, pe măsură ce lumea ia distanță de combustibilii fosili, ca și în deceniile de după.

O astfel de idee pare cu totul fantastică. La fel și o alcalinizare uriașă a oceanelor și soluțiile bazate pe natură sau plantații de BECCS la o scară apropiată de cea a unui mic continent. Dar dacă rămân așa, după toate probabilitățile va rămâne așa și o lume în care creșterea temperaturii rămâne „cu mult sub 2°C”, în cuvintele acordului de la Paris.

Și, din păcate, fanteziile care nu devin realitate pot avea totuși efecte reale. „Net”-ul din zero net funcționează ca o plasă de siguranță noțională: permite lumii să-și imagineze că, dacă undeva, pe traseul reducerii emisiilor, se împiedică sau se prăbușește, emisiile negative îi vor întrerupe căderea. Dar acest lucru este adevărat numai dacă se atinge capacitatea de a produce mari emisii negative. Dacă rămâne o fantezie, o asemenea cădere ar putea fi foarte dăunătoare. >>

O afacere colosală, alimentată de criza energetică și în care Europa are ocazia rară de a fi deja No. 1

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here