Energia regenerabilă nu este și nu poate fi unicul răspuns. Dacă suntem serioși în privința reducerii emisiilor industriale de dioxid de carbon, trebuie să fim serioși în privința tehnologiilor de captare a dioxidului de carbon. 

Sultan Ahmed Al-Jaber, șeful ADNOC (Abu Dhabi National Oil Company), compania petrolieră de stat a Emiratelor Arabe Unite.

Tehnologia de captare a dioxidului de carbon a fost una dintre temele controversate de discuție la conferința pentru schimbarea climei (COP 28) care a avut loc în luna decembrie în Dubai, capitala Emiratelor Arabe Unite. 

Controversa a plecat de la presiunile companiilor petroliere pentru un acord care prevede „o tranziție de la carburanți fosili în acest deceniu”, o formulare ambiguă de compromis în locul unei formulări clare de „renunțare la carburanții fosili”. O formulare ambiguă care, în opinia companiilor petroliere, este justificată de faptul că tehnologiile de captare a dioxidului de carbon vor fi atât de eficiente încât vor permite continuarea exploatărilor de petrol fără un impact semnificativ asupra climei. 

Teoretic, companiile petroliere au dreptate. În practică, tehnologiile pentru captarea dioxidului de carbon au în prezent o eficiență prea mică și sunt prea scumpe pentru a avea un impact rapid și semnificativ asupra emisiilor de dioxid de carbon. 

Ce înseamnă captarea dioxidului de carbon?

Captarea dioxidului de carbon este o tehnică ce poate fi împărțită în două ramuri principale: 

• Carbon Capture and Storage (CCS), nume sub care sunt dezvoltate în prezent mai multe tehnologii care permit captarea dioxidului de carbon din gazele rezultate în urma arderii carburanților fosili. 

• Direct Air Capture (DAC) se referă la tehnologii pentru captarea dioxidului de carbon din atmosferă. Concentrația de dioxid de carbon este de circa 300 de ori mai mică în aer decât în gazele generate de arderea carburanților fosili, motiv pentru care tehnologiile DAC au o eficiență mai scăzută și sunt mai scumpe decât tehnologiile CCS. 

Cum funcționează tehnologiile CCS

În prezent, cercetătorii experimentează cu o largă varietate de tehnologii CCS care permit recuperarea dioxidului de carbon de la centralele electrice, uzinele de procesare ale gazelor naturale, fabricile de oțel și ciment sau minele de cărbuni. 

Cea mai uzuală tehnică este captarea dioxului de carbon din gazele care rezultă în urma procesului de producție, iar această tehnică se poate aplica inclusiv în cazul facilităților industriale actuale. 

O altă tehnică vizează introducerea unui proces suplimentar de reformare a gazelor naturale înainte de arderea propriu-zisă a carburantului fosil. Prin această tehnică se produc gaze din care poate fi extras atât dioxidul de carbon, cât și hidrogenul, care poate fi utilizat în industria de transporturi. Avantajul acestei metode este reprezentat de costurile mai reduse, însă dezavantajele sunt pe măsură: tehnica nu se poate aplica pentru fabricile deja existente, iar hidrogenul este produs prin emisii de dioxid de carbon, motiv pentru care în literatura de specialitate este cunoscut drept „hidrogen albastru”. 

Cea mai eficientă tehnică este cea în care combustibilii fosili sunt arși în oxigen în loc să fie arși în aer, întrucât în acest mod se formează în principiu doar dioxid de carbon și vapori de apă. Metoda asigură o recuperare aproape completă a dioxidului de carbon, însă este rar utilizată din cauza consumului de energie electrică foarte ridicat, care nu justifică practic investiția. 

După captarea dioxidului de carbon, pasul următor este transportarea acestuia. Cel mai frecvent, dioxidul de carbon este comprimat pentru a se comporta asemănător cu un lichid din punct de vedere al presiunii și pentru a ocupa un volum mai mic, iar transportul efectiv se realizează prin conducte. În anumite cazuri izolate, dioxidul de carbon comprimat poate fi transportat și pe vase maritime sau calea ferată, însă aceste două metode sunt eficiente doar pe distanțe scurte. 

În unele cazuri, dioxidul de carbon comprimat poate fi reutilizat pentru a îmbunătăți producția de petrol, proces care poartă numele de Enhanced Oil Recovery (EOR). În același timp, dioxidul de carbon poate fi reutilizat și pentru producția de materiale plastice, biocarburanți sau chiar beton, caz în care vorbim despre un proces numit Carbon Capture Utilisation and Storage (CCUS).

În cazul în care nu este reutilizat, dioxidul de carbon comprimat este transportat prin conducte în formațiuni geologice sedimentare din care anterior au fost extrase petrol sau gaze naturale. Cu alte cuvinte, spațiile de depozitare pentru dioxidul de carbon există deja în scoarța terestră și nu necesită investiții suplimentare.

În plus, cercetările au scos în evidență că astfel de spații de depozitare naturale sunt sigure inclusiv din punct de vedere al riscului de scurgere: se estimează că un astfel de rezervor natural poate păstra 99% din cantitatea de dioxid de carbon pe parcursul a 1000 de ani.

Care sunt costurile pentru captarea dioxidului de carbon

Chiar dacă tehnologia pentru captarea dioxidului de carbon este deja aplicată, există un impediment major care impiedică adopția pe scară largă a unor astfel de tehnologii: costul. 

De exemplu, o termocentrală nouă care produce energie electrică prin arderea cărbunilor consumă cu 25% – 40% mai multă energie electrică în cazul implementării unei tehnologii de captare a dioxidului de carbon, ceea ce conduce în final la creșterea costurilor de producție pentru energie electrică. 

De asemenea, în cazul unei termocentrale noi care folosește, de exemplu, procesul de reformare a gazelor naturale pentru captarea dioxidului de carbon se estimează că energia electrică este produsă cu costuri cu până la 90% mai mari decât în absența tehnologiilor CCS. 

Costurile cu producția de energie electrică sunt și mai mari în cazul termocentralelor vechi care sunt adaptate la tehnologii pentru captarea dioxidului de carbon. 

Pe baza acestor elemente, specialiștii consideră că, pe termen lung, tehnologiile CCS vor deveni eficiente din punct de vedere al costurilor doar dacă autoritățile centrale vor impune sau vor majora actualele taxe pe emisiile de dioxid de carbon. 

Proiecte de captare a dioxidului de carbon

Institutul de cercetare Global CCS Institute, din care fac parte peste 200 de guverne, companii private și ONG-uri, publică anual un raport complex despre proiectele de captare a dioxidului de carbon din întreaga lume. 

Cea mai recentă ediție reprezintă o analiză a proiectelor până la 31 iulie 2023. Astfel, la nivel global sunt operaționale 41 de proiecte de captare a dioxidului de carbon care au o capacitate totală de captare de 49 de milioane de tone de dioxid de carbon pe an. 

La acestea se adaugă numeroase alte proiecte aflate în construcție sau în fază de concept, iar în total există 392 de proiecte cu o capacitate totală de captare de 361 de milioane de tone de dioxid de carbon, repartizate conform graficului de mai jos: 

În prezent, cel mai mare proiect operațional este Petrobras Santos Basin Pre-Salt Oil Field din Brazilia, cu o capacitate anuală de captare de 10,6 milioane de tone de dioxid de carbon. Proiectul este operat de compania Petrobras și a fost implementat în cadrul unui zăcământ de petrol și gaze naturale aflat la circa 300 de kilometri de coasta Braziliei. 

Proiectul este de tip Enhanced Oil Recovery (EOR), astfel că dioxidul de carbon este captat, comprimat și reutilizat pentru a crește eficiența extracțiilor de petrol și gaze naturale. Pe termen lung, Petrobras își propune să dezvolte și o facilitate de stocare a dioxidului de carbon, iar ambiția declarată este ca în anul 2050 întreaga cantitate de dioxid de carbon emisă în cadrul explorărilor de petrol și gaze naturale să fie reutilizată sau stocată. 

Dintre cele 41 de proiecte operaționale, jumătate se află în Statele Unite și Canada. Astfel, America de Nord este de departe regiunea cu cea mai mare dezvoltare a tehnologiilor de captare a dioxidului de carbon, întrucât aici există deja 21 de proiecte operaționale. La acestea se adaugă alte 80 de proiecte în stadiu avansat de dezvoltare și încă 92 în stadiu incipient de dezvoltare. 

Urmează apoi regiunea Asia-Pacific cu 12 proiecte operaționale, în special datorită a cinci proiecte inaugurate de China în ultimii doi ani. O altă regiune cu potențial ridicat este Orientul Mijlociu, ca urmare a exploatărilor de petrol din această zonă. Aici există în prezent trei proiecte operaționale, inclusiv unul de 800.000 de tone pe an inaugurat în 2016 de ADNOC la Al-Reyadah. 

Proiecte europene și potențialul României

Unde este Europa în acest context? Ei bine, pe continentul european se află doar patru proiecte operaționale, iar acestea au împreună o capacitate de captare mai mică de 3 milioane de tone de dioxid de carbon pe an. Interesant este însă că vorbim despre proiecte cu o vechime mare, care au fost implementate mai degrabă experimental. 

Astfel, în Norvegia există două proiecte operaționale începând din 1996 (Equinor Sleipner, cu o capacitate de captare de un milion de tone pe an) și 2008 (Equinor Snohvit, capacitate de captare de 700.000 de tone pe an), iar în Ungaria a fost implementat al patrulea proiect de acest fel din lume în 1992 de către compania petrolieră MOL (MOL Szank Field), însă acesta are o capacitate de captura nesemnificativă: 160.000 de tone pe an. 

Cel mai recent proiect operațional din Europa este Climeworks Orca din Islanda, care a fost inaugurat în 2021, însă și acesta are mai degrabă un rol pur experimental cu o capacitate de captare de 400 de tone pe an. 

În rest, există alte 109 proiecte în dezvoltare, cele mai multe grupate în Marea Nordului și Marea Baltică și derulate astfel de țări precum Marea Britanie, Norvegia, Franța sau Germania. Există proiecte inclusiv în Croația, Grecia și Bulgaria, însă în prezent nu există niciun proiect în România. 

Potrivit studiului „Assessment of current state, past experiences and potential for CCS deployment in the CEE region” realizat de șase specialiști români, România are un potențial teoretic de stocare de dioxid de carbon de 22,6 miliarde de tone de dioxid de carbon, din care 18,6 miliarde de tone în acvifere saline din care s-a exploatat sare și 4 miliarde de tone pentru regiunile în care există zăcăminte de petrol și gaze naturale.

În plus, potențialul teoretic este chiar mai ridicat, întrucât tehnologiile CCS pot fi utilizate și pentru reintroducerea dioxidului de carbon în procesul de exploatare de petrol și gaze naturale. 

Mai multe reguli pentru tehologiile de captare

În prezent, industria energetică implementează proiecte de captare a dioxidului de carbon pe baza propriilor reguli, însă lucrurile s-ar putea schimba în Europa în următorii ani. Uniunea Europeană a ajuns la un acord formal pentru dezvoltarea unui proces de certificare a tehnologiilor de captare a dioxidului de carbon. 

În esență este vorba despre implementarea unui set de reguli pe care companiile energetice trebuie să le respecte pentru ca tehnologiile de captare pe care le utilizează să fie luate în considerare la stabilirea emisiilor fiecărei țări în parte în cadrul acordului Green Deal, care prevede că Europa va deveni în 2050 un continent neutru din punct de vedere al emisiilor de dioxid de carbon. 

Noua certificare generează însă deja numeroase controverse. Companiile industriale critică excluderea tehnologiei Enhanced Oil Recovery (EOR) din cadrul procesului de certificare, ceea ce înseamnă că procesul de captare si reutilizare a dioxidului de carbon pentru producția de petrol nu va fi luat în calcul drept tehnologie CCS. Cu alte cuvinte, cel mai mare proiect operațional în prezent în lume nu ar primi certificare din partea Uniunii. 

La polul opus, grupurile de mediu susțin că certificarea gândită de Uniunea Europeană este prea blândă și că va permite companiilor să promoveze în mod fals că își reduc emisiile prin astfel de tehnologii de captare. 

Cât dioxid de carbon produce industria la nivel global?

Agenția Internațională de Energie (International Energy Agency - IEA) a publicat în luna martie cel mai recent raport cu privire la emisiile de dioxid de carbon generate în urma proceselor de generare a energiei. Astfel, datele colectate de IEA arată că industria a avut emisii de 37,4 miliarde de tone de dioxid de carbon pe parcursul anului 2023, în creștere cu 410 milioane de tone (1,1%) comparativ cu anul 2022. 

2023 a reprezentat astfel un record istoric în privința emisiilor de dioxid de carbon din surse energetice, iar valoarea este dublă comparativ cu cele înregistrate în anii 1985-1990. 

Este important de reținut că aceste date includ doar emisiile de dioxid de carbon generate de industriile din sectorul energetic. De exemplu, de emisiile generate în urma exploatărilor de petrol și gaze naturale și de producția de energie electrică în termocentrale alimentate cu cărbuni. Astfel, datele nu includ emisiile de dioxid de carbon din utilizarea mașinilor cu motoare termice, de exemplu. 

Cu toate aceste date putem acum să evaluăm impactul actual al tehnologiilor de captare pentru dioxidul de carbon. Astfel, proiectele operaționale de captare a dioxidului de carbon au o capacitate de captare de 49 de milioane de tone pe an, ceea ce reprezintă doar 0,13% din cantitatea de dioxid de carbon emisă anul trecut de industriile energetice. 

În plus, cifrele nu se îmbunătățesc radical chiar dacă luăm în calcul toate cele 392 de proiecte operaționale, în construcție și în diverse stadii de dezvoltare cu o capacitate totală de 361 de milioane de tone. Această suma reprezintă doar 0,97% din cantitatea de dioxid de carbon emisă anul trecut de industriile energetice. 

Cu alte cuvinte, tehnologiile de captare a dioxidului de carbon nu sunt nici pe departe suficiente pentru a atenua în mod semnificativ emisiile, în ciuda presiunilor formulate la COP28 de liderul celui mai mare producător de petrol din Emiratele Arabe Unite. 

Cu toate acestea, astfel de tehnologii au potențialul de a contribui într-o anumită măsură la scăderea cantității de dioxid de carbon care ajunge în atmosferă, împreună cu alte tehnologii regenerabile, precum panourile fotovoltaice sau turbinele eoliene.

Foto principală: Dreamstime