Vypouštění CO2 začíná být drahé. Vyplatí se napumpovat ho pod zem?

Ceny emisních povolenek v Evropské unii letos několikanásobně vzrostly a citelně se začaly promítat do cen elektřiny. Jsou tak vysoké, že přípustnou alternativou se začíná stávat „pumpování“ oxidu uhličitého pod zem. Jak je to reálné?

Schéma ukládání CO2 pod zem. | foto: Archiv Matouš Lázňovský

Na zkapalnění a uložení oxidu uhličitého pod zem už technologie máme. Pokud se skutečně tento systém prosadí, velkou výhodu budou mít na startu firmy, které k růstu CO₂ přispěly nejvíc – těžební společnosti, myslí si geolog Jaromír Leichmann z Masarykovy univerzity.

Přijde mi, že pumpování oxidu uhličitého pod zem je nějaké bájné zvíře. Už jsem o něm slyšel mluvit mnohokrát, ale nikdy jsem ho neviděl na vlastní oči. Opravdu se to může změnit?
Už se o něm mluví opravdu dlouho, desítky let. Ono to v principu není nic nového, jde vlastně o samé známé technologie. Vždycky bylo ovšem příliš drahé. V tuto chvíli je ovšem zájem větší než kdykoli předtím. Především v Evropě rychle stoupá cena za vypouštění uhlíku. Navíc by ukládání uhlíku mohl být zajímavý byznys pro těžební společnosti, které nevědí, jak se bude vyvíjet poptávka po fosilních palivech v blízké budoucnosti.

Co to vlastně znamená, když se mluví o ukládání CO₂ pod zem?
V podstatě to, že oxid uhličitý, vznikající třeba v průmyslovém podniku, oddělíme od ostatních zplodin, stlačíme – obvykle do kapalné formy – a natlakujeme do geologických vrstev hluboko pod zem, do hloubek kolem jednoho kilometru. Tam pak zůstane uvězněný řádově tisíce let. Celá metoda se označuje obvykle jako CCS z anglického Carbon Capture and Storage („Zachycení a uložení uhlíku“ – pozn. red.). Teoreticky je tak možné z fosilního zdroje udělat zdroj bezuhlíkový. Pokud bychom tedy opravdu chtěli vybudovat „bezuhlíkovou ekonomiku“ a stále používat třeba uhlí či zemní plyn, jinou možnost než technologii separace CO2 a jeho ukládání nemáme.

Jak moc je tenhle postup vyzkoušený?
Jde vlastně jen o obdobu metod, které se používají už desítky let při těžbě uhlovodíků, tedy fosilních paliv. Těžaři oxid uhličitý pumpují pod zem, aby se zvýšila těžba ropy z daného naleziště. CO₂ vytlačí z horniny uhlovodíky, které by jinak už kvůli poklesu tlaku v nalezišti nebylo možné vytěžit. Ani oddělení CO₂ není z technického hlediska problém. Existuje několik postupů, které je možné nasazovat podle konkrétního zdroje.

Máme i nějaké praktické zkušenosti. Ve světě běžela nebo běží řada menších či větších projektů, mnoho z nich malých, demonstračních projektů. Objevily se ovšem už i projekty průmyslových rozměrů. Můžeme zmínit v Kanadě například CCS projekt u uhelné elektrárny Boundary Dam. V Česku proběhlo také několik projektů na toto téma, ale v podstatě jde zatím o přípravu na případné reálné nasazení.

Jak takové úložiště vypadá?
Vhodný materiál jsou například pískovce, ale obecně se musí jednat o nějakou porézní horninu. Jednoduše řečeno musí mít dostatek drobných, milimetrových dutin, tedy pórů, které může CO₂ vyplnit. Hornina musí být také dostatečně propustná, aby se mohl CO₂ šířit. Nad úložištěm musí být dostatečně silná vrstva těsnící horniny, která funguje jako „poklička“ a brání pronikání uloženého CO₂ zpět na zemský povrch.

V současnosti mají v globálním měřítku největší zájem těžařské firmy, takže se mluví o využití bývalých ložisek uhlovodíků. Ta se dnes někdy používají jako sezónní zásobníky plynu, prakticky stejně by je bylo možné použít i pro skladování CO₂. Rozdíl je samozřejmě v tom, že jde o jednorázové využití – oxid uhličitý pod zemí zůstane a lokalita nejde využívat opakovaně. Existují ale i další vhodné lokality, například hluboké geologické vrstvy obsahující vodu, obvykle slanou, které nemají využití v lázeňství či k jiným účelům. Vhodným místem by mohla být například Česká křídová pánev, kde jsou právě pískovcové vrstvy. Navíc tam v minulosti probíhal geologický průzkum, hledal se tam uran, takže jde o oblast poměrně dobře prozkoumanou.

prof. RNDr. Jaromír Leichmann, Dr. rer. nat. u mikroskopu.

Na jak dlouho se plyn může uložit?
My z geologie víme, že CO₂ je nepochybně možné uložit na velmi dlouhou dobu. Na Zemi se najde řada geologických systémů, v nichž byl tento plyn zcela přirozeně uložen po dlouhá tisíciletí. I v těžebním průmyslu jde o proces dobře známý a zvládnutý, který se dá provádět bezpečně. V podstatě stejný proces se používá v podzemních zásobnících plynů. Například právě na jižní Moravě se to dělá pravidelně a firmy ani místní obyvatelé s tím nemají žádný problém. Zkušeností je tedy v tomto konkrétním ohledu poměrně dost a postupy jsou dobře propracované.

V jaké podobě je tam plyn uložený? To si mám představit jako „sodovku“?
Ne, není to stejné. Úložiště se plánují v takových hloubkách – zhruba od osmi set metrů pod povrchem –, aby se v nich plyn měnil v superkritickou kapalinu. Je tedy stlačený na velmi malý objem, což je pro ukládání samozřejmě velmi výhodné. (Obecně řečeno mají superkritické kapaliny hustotu blízkou kapalinám a viskozitu podobnou plynům, jsou tedy relativně „těžké“ a přitom velmi „pohyblivé“ – pozn. red.)

Jak by mohlo případné nasazení technologie vypadat? Bude to právě u uhelných elektráren jako v Kanadě?
To bude záležet ještě na dalších okolnostech. Například v Evropě se využití u uhelných elektráren nejeví jako příliš perspektivní. Odchod od uhlí má přijít tak brzy, že se podobná investice nevyplatí. Například v Česku není plán ještě hotov, ale z hlediska provozovatelů je v podstatě jedno, zda to bude v roce 2033, nebo 2038. Na podobnou investici je to příliš krátká doba. Za tu dobu se to nestačí vrátit.

A byl by konec uhlí v případě nástupu CCS technologie nevyhnutelný?
Já si myslím, že ani to trend nemusí změnit. Uhlí je už v tuto chvíli na ústupu, omezují se investice nejen do těžby, ale také do přípravy další těžební činnosti. V hornictví to obvykle chodí tak, že jakmile se jednou omezí či zastaví průzkum, tak se nakonec zastaví i samotná těžba. Bez průběžných investic do průzkumu a předprůzkumu se v hornické činnosti nedá dlouhodobě pokračovat. Zažili jsem to v Česku s těžbou uranu.

Pokud se tedy CCS v případě uhlí neosvědčí, kde by se technologie mohla v brzké době vyplatit?
Bude to vyžadovat souběh několika příznivých okolností. Jednou například je, aby se v blízkosti provozu, který by se měl CO₂ zbavovat, vyskytovalo vhodné místo, kam by se dal plyn ukládat. Ten se může dopravovat potrubím například jako zemní plyn, ale samozřejmě by nemělo být nutné dopravovat ho na velkou vzdálenost. Zároveň ovšem musí být samotný zdroj dostatečně velký na to, aby se mu investice do ukládání vyplatila. Zatím to tedy může být nejen v Česku nejspíš lokální záležitost, daná místními podmínkami. Vybudování nového vrtu je investice řádově za desítky milionů korun, na většině míst se to tedy nevyplatí.

Mohl byste uvést nějaký případ?
Když jsme se tím kdysi před pár desítkami let začali zabývat, tak nám jako velmi dobrý kandidát přišla hodonínská elektrárna. Ta spalovala lignit, uhlí špatné kvality, a zároveň jsou v blízkosti těžební lokality Moravských naftových dolů, kam by se plyn dal ukládat. Elektrárna ovšem skončila nakonec velmi brzy, v devadesátých letech, čistě z ekonomických důvodů.

Jak je to se samotným vtláčením pod zem? To nemůže být technický problém či problém pro okolí?
My z geologie víme, že CO₂ je nepochybně možné uložit na velmi dlouhou dobu. Na Zemi se najde řada geologických systémů, v nichž byl tento plyn zcela přirozeně uložen po dlouhá tisíciletí. A jak jsem už říkal, i lidé mají bohaté zkušenosti, protože CO₂ se třeba v ropném průmyslu doslova pumpuje pod zem desetiletí kvůli zvýšení výtěžnosti ložisek.

Nebojíte se, že by technologie mohla ztroskotat na odporu veřejnosti?
Já si myslím, že problém s ukládáním CO₂ nebo třeba vyhořelého paliva není technický nebo geologický. Myslím si, že ten hlavní problém je v komunikaci s veřejností. Technické parametry se dají nastavit tak, aby požadavkům vyhověly, ale důležité je lidem dobře vysvětlit, o co jde, jaká jsou reálná rizika a tak dále. 

V tomhle případě by to nemuselo být tak složité, protože jde o variaci postupů, které se používají už dlouho dobu. Jednodušší to může být samozřejmě v místech, kde lidé s těžbou mají zatím dobré zkušenosti a nebojí se neznámého. To je další výhoda zavedených těžebních společností.

Rozhovor vyšel původně na severu Emovio a byl redakčně upraven.