Snižte emise oxidu uhličitého pomocí průmyslového řízení uhlíku

Naléhavost řešení změny klimatu zaměřila pozornost na průmyslové emise oxidu uhličitého po celém světě. Ačkoli je tento skleníkový plyn nezbytný pro život na Zemi, jeho nadbytek v atmosféře, z velké části způsobený lidskou činností, přispívá ke globálnímu oteplování.

V důsledku toho průmysl stále více zkoumá možnosti zmírnění, poháněn vyvíjejícími se regulacemi, zvýšeným dohledem ze strany zúčastněných stran a rostoucím povědomím o tom, že environmentální odpovědnost je etickou součástí podnikání.

Tlak na řízení emisí uhlíku je poháněn kolektivní misí lidstva zpomalit změnu klimatu. V důsledku toho vlády zavádějí stále přísnější regulace pro procesy s vysokým dopadem. Přelomová Pařížská dohoda, kterou ratifikovalo 196 stran v roce 2015, stanovila globální cíl omezit oteplování na 1,5 °C (34,7 °F) nad úroveň před průmyslovou revolucí. Udržení teplot v tomto rozmezí bude vyžadovat očekávané snížení emisí skleníkových plynů o 45 % do roku 2030 a dosažení mnoha operací s nulovými emisemi do roku 2050.

Aby byla podpořena tato globální ambice, objevují se regionální legislativní opatření, která stanovují cenu uhlíku, jako jsou americké zákony o čistém ovzduší a o snížení inflace, spolu s evropským právem o klimatu a systémem obchodování s emisemi. Tato opatření nařizují nebo motivují průmysl ke snižování své uhlíkové stopy tím, že nutí společnosti zohlednit náklady na emise při rozhodování o podnikání.

Kromě regulací je zde celá řada dalších faktorů, které kladou důraz na technologie řízení uhlíku v průmyslu, včetně:

• Firemní cíle nulových emisí: Mnoho společností se snaží sladit s globálními cíli a očekáváními zúčastněných stran stanovením ambiciózních interních cílů nulových emisí. Dosažení těchto milníků vyžaduje přesné měření, sledování a vykazování emisních údajů.
• Soulad s požadavky dodavatelského řetězce: Přední společnosti, které se zavázaly k udržitelnosti, stanovují podobná očekávání vůči svým dodavatelským řetězcům, což vyžaduje od dodavatelů prokázání vlastních snah o snižování uhlíkových emisí. Nezbytnými opatřeními jsou stanovení a vykazování cílů, aby se minimalizovalo riziko ztráty hodnotných obchodních partnerství.
• Trh s uhlíkem: Dobrovolný trh s uhlíkem poskytuje finanční pobídky pro snižování emisí, což společnostem umožňuje kompenzovat své emise nákupem uhlíkových kreditů, které financují jiné projekty na zachytávání uhlíku.
• ESG (Environmentální, sociální a správní faktory): Investoři si stále více uvědomují finanční rizika spojená se změnou klimatu a někteří požadují transparentnost a konkrétní kroky od společností, do kterých investují. Faktory ESG se v posledním desetiletí staly běžnějšími a výkonnost v oblasti firemní udržitelnosti je často považována za klíčový ukazatel dlouhodobé hodnoty a odolnosti společnosti. Organizace s robustními strategiemi řízení uhlíku mají lepší pozici pro přitahování investičního kapitálu, správu reputačního rizika a získání konkurenční výhody v době, kdy je environmentální zodpovědnost stále více oceňována.

Na rozdíl od tradičních strategií zmírnění, které se zaměřují na přímé snížení emisí, technologie zachytávání, využívání a ukládání uhlíku (CCUS) přistupují k problému jinak. Jejich cílem je zachytit oxid uhličitý z velkých bodových zdrojů, následně ho využít k výrobě cenných produktů, nebo ho bezpečně uložit, aby se předešlo jeho uvolnění do prostředí, které by mohlo způsobit ekologickou škodu. Každá z těchto tří složek rychle zraje a pravidelně se objevují nové metody, které zvyšují jejich efektivitu.

Proces zachycování uhlíku zahrnuje odstraňování CO₂ ze zplodin procesu, aby se zabránilo jeho uvolňování do atmosféry. Existují různé metody provádění, každá s jinými výhodami a problémy a v různém stupni technologické vyspělosti.

Zachytávání po spalování je nejvyspělejší a nejběžněji dostupná metoda, která se zaměřuje na zachycování oxidu uhličitého z kouřových plynů produkovaných elektrárnami a průmyslovými zařízeními, které vznikají po spalování fosilních paliv. Aminy se běžně používají jako rozpouštědla k absorpci oxidu uhličitého z plynového proudu.

Ačkoli tato metoda efektivně zachytí velkou část oxidu uhličitého, je energeticky náročná, protože vyžaduje značné množství tepla pro regeneraci aminního rozpouštědla. To negativně ovlivňuje celkovou účinnost elektrárny a procesu. Pokud je energie generována spalováním fosilních paliv, problém se ještě zhoršuje.

Na druhé straně zachytávání před spalováním zachytává oxid uhličitý již na začátku procesu. Na základě koncentrace CO₂ mohou být použity technologie na bázi aminů nebo jiné metody pro jeho zachycení.

Komponenta využívání v rámci CCUS poskytuje příležitost přeměnit zachycený oxid uhličitý z odpadu určeného k uložení na komerčně využitelný produkt.

Příkladem je zlepšené získávání ropy (EOR). Zachycený oxid uhličitý je injektován do vyčerpaných ropných a plynových rezervoárů, aby se zvýšila těžba ropy, přičemž CO₂ je zároveň ukládán pod zemí. Tato metoda však vyžaduje pečlivé sledování, aby se minimalizovala potenciální environmentální rizika spojená s únikem oxidu uhličitého nebo zvýšením seismické aktivity.

CO₂ lze také využít jako surovinu pro výrobu široké škály cenných materiálů, včetně betonu, plastů a paliv. Tento přístup nabízí udržitelnou alternativu k tradiční výrobě založené na fosilních palivech. Úspěch této metody však závisí na poptávce na trhu, snížených nákladech a celkovém environmentálním dopadu výrobku.

Zachycený uhlík může také pomoci dekarbonizovat chemický průmysl vytvářením cenných produktů, jako jsou polyurethany. Tento přístup k cirkulární ekonomice je slibný, ale konkurence s tradiční výrobou na bázi fosilních paliv je stále obtížná kvůli vyšším nákladům.

Když nelze oxid uhličitý znovu využít kvůli technologickým nebo nákladovým omezením, musí být trvale uložen pod zemí, aby se zabránilo jeho uvolnění do atmosféry. Geologické ukládání je nejvyspělejší a nejběžněji používaná metoda pro sekvestraci oxidu uhličitého. Tento proces zahrnuje injektování plynu hluboko pod zem do pečlivě vybraných geologických formací. Vyčerpané ropné a plynové rezervoáry, hluboké slané akvifery a solné dómy jsou běžnými volbami pro dlouhodobé ukládání uhlíku. Tyto geologické formace poskytují rozsáhlé a bezpečné úložiště díky nepropustným vrstvám pokryvu, které zabraňují úniku CO₂ do atmosféry.

Bezpečné a trvalé ukládání uhlíku vyžaduje důkladné hodnocení lokalit, pokročilé monitorovací systémy a silné regulace. Tato opatření pomáhají řešit potenciální rizika, jako jsou úniky oxidu uhličitého, zvýšení seismické aktivity a kontaminace podzemních vod. Ačkoli geologické ukládání zůstává nejvíce životaschopnou možností pro nadcházející dobu, výzkumníci i nadále zkoumají alternativní metody ukládání.

Minerální karbonace, například, napodobuje přírodní geologické procesy tím, že reaguje CO₂ s prvky v zemi a vytváří stabilní karbonátové minerály, čímž účinně uzamyká uhlík na dlouhou dobu. Ačkoli dlouhodobé ukládání nabízí velký potenciál, tento proces vyžaduje značné množství energie a čelí výzvám v oblasti nákladů, škálovatelnosti a dostupnosti zdrojů.

Ačkoli CCUS (zachytávání, využívání a ukládání uhlíku) získává na životaschopnosti, jeho široké přijetí je stále brzděno několika faktory. Především technologie CCUS vyžadují značné kapitálové investice. Rozšíření CCUS na dostatečnou úroveň, aby mělo významný dopad na globální emise, vyžaduje globální spolupráci a značné investice do nové infrastruktury, včetně potrubí, úložišť a dopravních sítí.

Zachytávání a komprese CO₂ vyžaduje značné množství energie, což může částečně vyvážit některé výhody v oblasti snížení emisí. Zlepšení energetické účinnosti technologií CCUS je proto klíčové pro zvýšení celkového environmentálního přínosu.

Kromě toho existují obavy veřejnosti ohledně CCUS, které je třeba řešit, zejména pokud jde o potenciál úniku oxidu uhličitého z geologických úložišť. Vývoj silné infrastruktury a zavádění přísných regulací jsou klíčové pro řízení rizik spojených s průmyslovými emisemi a pro získání důvěry veřejnosti.

Řízení emisí CO₂ představuje vlastní soubor výzev, ale nečinnost by mohla vést k ještě větším překážkám, které bude nutné překonat. Jako skleníkový plyn uvolňující se do atmosféry přispívá oxid uhličitý k obavám o klima. Technologie CCUS nabízejí způsob, jak eliminovat nebo zmírnit jeho dopad. I přes svůj potenciál je stále mnoho práce před námi, abychom implementovali efektivní metody zachytávání a účinné strategie využívání.

Vývoj případů použití vyžaduje pokračující spolupráci mezi vládami a průmyslem, ale jak technologie řízení uhlíku zrají a jak se projeví ekonomika rozsahu, očekává se, že náklady výrazně klesnou. To zlepší ekonomickou životaschopnost cirkulární uhlíkové ekonomiky.

Prozkoumávání inovativních technologií, jako je CCUS, optimalizace stávajících procesů pro energetickou účinnost a investice do obnovitelných zdrojů energie jsou nezbytné kroky pro každou průmyslovou organizaci, která chce snížit emise uhlíku. Jak roste poptávka po řešeních s nízkými emisemi uhlíku, mohou společnosti, které efektivně řídí oxid uhličitý, získat konkurenční výhodu. To zahrnuje přitahování investorů a budování silné pověsti v oblasti udržitelnosti.