Niniejsze opracowanie jest fragmentem wpisu „Akwizytorzy fałszywej nadziei”. Wraz ze wzbierającą desperacją krajów zmagających się ze skutkami nagłej zmiany klimatu wzbierać będzie presja, by sięgnąć po inżynierię klimatyczną (inaczej geoinżynierię). Temat jej zastosowania będzie coraz częściej powracał w publikacjach prasowych.
Ażeby uzyskać dostęp tylko do najnowszych informacji (w większości przeglądarek), wystarczy użyć CTRL-F, wpisać dany rok w polu „Znajdź” i wcisnąć „Return” lub „Enter”.
Osobiście jestem tą technologią przerażony. Sądzę, że jeśli kiedykolwiek wdrożymy SRM (zarządzanie promieniowaniem słonecznym) będzie to oznaka, że zawiedliśmy jako gospodarze planety. Będzie to przełom w naszej relacji z Ziemią i przyrodą. W sposób fundamentalny zmieni to sposób interakcji siedmiu miliardów ludzi ze światem i nie jestem pewien, czy system podda się naszej kontroli. Dr Matthew Watson, główny autor projektu SRM o nazwie Spice, który bada sposoby symulowania wulkanicznego efektu chłodzenia
Przypomina to leczenie nowotworu przy pomocy tabletek na zatwardzenie. Dr Natalia Szakowa, badacz Wschodniego Syberyjskiego Szelfu Kontynentalnego, o zastosowaniu geoinżynierii w Arktyce
Inżynieria klimatyczna jest jak środki przeciwbólowe. Gdy dolega coś poważnego, leki te mogą pomóc, ale nie eliminują przyczyny choroby i mogą przynieść więcej szkody niż pożytku. Tak naprawdę nie znamy skutków geoinżynierii. Zarządzanie promieniowaniem słonecznym nie rozwiąże problemu zmiany klimatu. David Keith, profesor fizyki stosowanej w SEAS, wypowiedź z 12 grudnia 2016
Nie istnieje szybki, inżynieryjny sposób na naprawę zmiany klimatu i nie pojawi się w nadchodzących dziesięcioleciach – konkluzja dwutomowego raportu Narodowej Rady Badawczej, roboczego ramienia Narodowej Akademii Nauk USA, z 10 lutego 2016
Artykuł Josepha Halla z 9 listopada 2014.
Poniższe propozycje naukowe można sklasyfikować jako gruszki na wierzbie.
„Temperówka”, autor: Rube Goldberg.
Zdaniem wielu klimatologów większość technik zmieniających atmosferę, które zaproponowano z intencją zwalczania karmionego węglem globalnego ocieplenia, faktycznie przynależy bardziej do sfery fantazji naukowej niż wykonalnych rozwiązań. „Nazywam je pomysłami Rube’a Goldberga”, mówi James Rodger Fleming, historyk meteorologiczny Colby College w stanie Maine, nawiązując do rysownika, który stworzył projekty przesadnie skomplikowanych ustrojstw. „Myślę, że to tragiczna komedia, bo chociaż ludzie ci są w swoich dążeniach szczerzy, ulegają urojeniom sądząc, że istnieje łatwy, tani sposób na naprawę klimatu”, dodaje Fleming, autor książki z 2010 roku pt. Reperując niebo: Burzliwa historia kontroli pogody i klimatu.
Jednak idea, iż geoinżynieria – czyli wykorzystanie technologii do zmiany planetarnych systemów – może ograniczyć globalne ocieplenie uparcie trwa w świecie, który zdaje się być niezdolny do rozwiązania głównych, plujących węglem przyczyn problemu. I wypłynęła ponownie na początku miesiąca we wzmiance ONZ na temat skali galopujących zagrożeń szybko ocieplającego się świata. Raport Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu, który wyraźnie traci nadzieję na znalezienie rozwiązania opartego na obniżeniu poziomu emisji, przedstawił w ogólnym zarysie rodzaje studiowanych obecnie technicznych sposobów na złagodzenie skutków katastrofy klimatycznej.
Pierwszym z proponowanych rozwiązań inżynieryjnych jest zarządzanie promieniowaniem słonecznym, czyli SRM [Solar Radiation Management], które wiązałoby się z wpompowaniem do stratosfery milionów ton dwutlenku siarki (SO2) rocznie, aby wysoko nad powierzchnią Ziemi stworzyć chmury blokujące słońce. Każdy Kanadyjczyk, który pamięta niepospolicie chłodne lato roku 1992, spowodowane przez wybuch wulkanu Pinatubo na Filipinach, pojmuje oziębiający wpływ ton stratosferycznego SO2 na naszą planetę. A że takie naturalne zjawiska demonstrują potencjał obniżania temperatury drzemiący w tej cuchnącej zgnilizną substancji, rozsianie jej w stratosferze zyskało największą popularność pośród tłumu orędowników inżynierii klimatycznej.
Jedną z przedłożonych metod przetransportowania tego aromatycznego związku do atmosfery mógł śmiało zaprojektować zwichrowany rysownik Goldberg. „Można wznieść stratosferyczną wieżę, z przytwierdzonym z boku szlauchem”, mówi Alan Robock, przodujący meteorolog Uniwersytetu Rutgersa w New Jersey, który od dawna bada koncepcje SRM. Problem polega na tym, że każda sięgająca stratosfery wieża zbudowana w tropikach – gdzie należałoby wprowadzić SO2, aby uzyskać prawidłowe rozproszenie globalne – musiałaby mieć co najmniej 18 kilometrów. [Najwyższy budynek świata mierzy 829 metrów; przyp. tłum.]
Inne sugestie stratosferycznego zasiewu obejmują napełnienie balonów tanim i łatwo dostępnym gazem – rutynowo pozyskiwanym z produktów naftowych – i przebicie ich na pożądanej wysokości. Ale według Robocka „najbardziej oczywistym sposobem” byłoby rozpylanie SO2 przez samoloty. W górze cząsteczki dwutlenku siarki weszłyby w reakcję z cząsteczkami wody i stworzyły cienkie chmury kropelek kwasu siarkowego, które mogłyby otaczać Ziemię i odbijać światło słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną.
Umieszczenie chmury w stratosferze jest koniecznością, ponieważ kropelki utrzymują się tam przez rok, podczas gdy w niższej troposferze spadają w ciągu tygodnia. Mimo to chmury, które spowodują opady kwasu siarkowego nad polarnymi obszarami Ziemi, wymagają częstego uzupełniania – rokrocznie potrzeba blisko 5 milionów ton SO2, ażeby utrzymać ich refleksyjną zdolność, mówi Robock. Ze względu na niewiadomą wielkość kropelek wyprodukowanych przez zasiew SO2, nikt nie ma pewności, jaki efekt chłodzenia może stworzyć ta technika. „Nie mamy bladego pojęcia, jak grube chmury jesteśmy w stanie realnie uformować i ile chłodzenia zdołamy uzyskać”, mówi Robock.
Chociaż Robock poświęcił większość swojej kariery na studiowanie propozycji blokowania promieni słonecznych, nie jest w żadnym razie przekonany o ich zaletach. „Sporządziłem listę 26 powodów, które według mnie potwierdzają, że jest to zły pomysł”, przyznaje. Najważniejszym z nich jest to, że efekt chłodzenia wygenerowany przez SRM będzie nierówny na całym świecie, z największymi spadkami temperatury odnotowywanymi w tropikach. „Zatem jeśli chcesz powstrzymać topnienie pokryw lodowych… musisz nadmiernie oziębić regiony tropikalne. Przedsięwzięcie wywołałoby również susze na gęsto zaludnionych obszarach świata, takich jak subkontynent indyjski”, dodaje. [Według wstępnych szacunków konsekwencje dotknęłyby do 4.1 miliarda ludzi, o innych gatunkach nawet się nie wspomina; przyp. tłum.]
„Innym punktem na mojej liście są nieoczekiwane konsekwencje. Nie znamy zagrożeń. Wiemy tylko o jednej planecie w całym Wszechświecie, która podtrzymuje inteligentne życie. Czy chcemy narażać ją na niebezpieczeństwo sięgając po technologiczne panaceum?”
Myślenie o SRM nadal koncentruje się na siarczanach jako najlepszych związkach do tworzenia chmur, lecz niektórzy rozważają produkcję nanocząstek wysyłanych do stratosfery, mówi historyk meteorologiczny Fleming. „Dyskutuje się o zaprojektowanych molekułach, ale nie jest mi znany żaden strumień ich produkcji. Poza tym byłoby to o wiele bardziej kosztowne”.
Druga istotna, proponowana strategia geoinżynierii w walce z globalnym ociepleniem bazuje na usuwaniu dwutlenku węgla (CO2). Proces może odbywać się przy dużych źródłach emisji CO2, takich jak elektrownie, lub obejmować samo powietrze, w którym niebezpieczne dla klimatu koncentracje dwutlenku węgla wynoszą już około 400 części na milion.
Omawia się obecnie kilka strategii znanych jako usuwanie dwutlenku węgla (CDR – Carbon Dioxide Removal) lub wychwytywanie i sekwestracja węgla (CCS – Carbon Capture and Sequestration). [Bardziej szczegółową analizę tej ostatniej zawiera następna część opracowania; przy. tłum.] „Niestety, wszystkie plany pociągnęłyby za sobą ogromne koszty, zastosowanie niebezpiecznych substancji chemicznych i niepewne perspektywy składowania. Metody chemiczne wykorzystywałyby pewne bardzo alkaliczne, agresywne związki”, ostrzega Fleming i zwraca uwagę, że istnieją również środki termodynamiczne – sposób, w jaki tworzy się suchy lód, wysysa go i skrapla (w postać ciekłą lub stałą). Ale techniki termodynamicznego usuwania i kompresji mają zaporową cenę i wymagają użycia dużych ilości energii wytwarzającej węgiel. Jest to w dużej mierze rezultatem zwiększonej masy, jaką uzyskuje ten pierwiastek łącząc się z tlenem w procesie spalania. Przykładowo tona węgla wytwarza ponad trzy tony dwutlenku węgla ze względu na dodany ładunek tlenu, wyjaśnia Fleming. „Ażeby uczynić to autentycznie skutecznym, należałoby zwiększyć światowe zużycie energii o 30%. Musiałaby ona pochodzić ze źródeł odnawialnych, których na horyzoncie nie widać”.
Inne plany usuwania stosowałyby filtry membranowe, które są przepuszczalne dla cząsteczek wszystkich składników powietrza za wyjątkiem węgla. „Wygląda to na opłacalne w małej skali, ale pytanie brzmi, podobnie jak w przypadku każdego z tych projektów: Jak można to znacznie rozbudować, uczynić wykonalnym i opłacalnym ekonomicznie?” mówi Fleming.
Większość projektów chętnie zmieniłaby – poprzez usunięcie tlenu – wychwycony CO2 w nadające się do spalania paliwo, względnie po skondensowaniu wpompowała upłynniony CO2 do podziemnych jaskiń lub rowów oceanicznych. Pomysły związane z paliwem także wymagałyby ogromnych nakładów energetycznych, aby rozbić molekułę na dwa pierwiastki, a system magazynowania prawdopodobnie doprowadziłby do wycieków.
Inni sugerują zamianę wychwyconego węgla w węgiel drzewny, dzięki spalaniu go w beztlenowych pożarach, i zakopanie pod ziemią celem użyźnienia gleby. „Problem w tym przypadku wiąże się ze skalą”, mówi Fleming. „Warstwa uprawna ziemi ornej na świecie nie jest wystarczająco rozległa, aby wychwycić cały przemysłowy węgiel”.
Koncepcje korygowania klimatu sięgają co najmniej 1841 roku, kiedy to amerykański pionier meteorologii James Pollard Espy opublikował raczej zgubną propozycję. „Zauważył, że po gigantycznych pożarach często padał deszcz”, wspomina Fleming. „Pomyślał więc, dobrze, może zdołamy wywołać sztuczne deszcze, kiedy podpalimy lasy Appalachów na wschodnim wybrzeżu USA; wówczas wiatry zachodnie przyniosą opady nad całe wschodnie wybrzeże kraju!”
Wulkaniczna „inżynieria klimatyczna” wywołała katastrofę, która zabiła niemal wszystkie gatunki zwierząt [Phys.org, 30.05.2017]
W pracy badawczej opublikowanej 1 maja 2017 w czasopiśmie Geology David A. Fike, naukowiec z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w St. Louis, opisał wraz ze swoimi współpracownikami z USA i Japonii, co się stało, gdy pod koniec ordowiku – ponad 440 milionów lat temu – doszło do wymieszania strumieni atmosferycznego dwutlenku węgla i aerozoli siarczanowych. Konsekwencją był chaos w atmosferze i śmierć w morzach. W czasie, gdy większość planety na północ od tropików pokrywał ocean – gdzie żyły najbardziej złożone organizmy wielokomórkowe – wyginęło bezpowrotnie 85 procent morskich gatunków zwierząt. Było to jedno z pięciu największych masowych wymierań w historii Ziemi. Wyniki analizy potwierdzają słuszność obaw związanych z potencjalnym zastosowaniem techniki geoinżynierii, która miałaby polegać na obniżeniu temperatur planety przy pomocy „antropogenicznego wulkanu”.
Ostatnia [spróchniała] deska ratunku
Jeśli chcemy dokonać sekwestracji CO2, która przyniesie zauważalny efekt, musimy wychwycić i bezpiecznie zmagazynować znaczną część z 35 miliardów ton dwutlenku węgla, które rokrocznie wprowadzamy do atmosfery. Powiedzmy, że będzie to 10 miliardów ton. Obecnie żadna z naszych przemysłowych aktywności nie odbywa się na podobną skalę. Nie produkujemy żywności na taką skalę. Nie wydobywamy rudy żelaza na taką skalę. Nawet nie eksploatujemy ropy, węgla i gazu na taką skalę. Jakim niby sposobem będziemy w stanie wynaleźć od podstaw wysoce skomplikowaną technologię, która upora się z 10 miliardami ton? Dr Hugh Hunt, Wydział Inżynierii Uniwersytetu Cambridge
Wychwytywanie dwutlenku węgla nie jest panaceum. Bez względu na typ zastosowanej technologii CCS istoty ludzkie musiałyby zbudować przemysł wychwytywania i sekwestracji węgla trzykrotnie większy od obecnego przemysłu paliw kopalnych. I należałoby zrobić to w zawrotnym tempie około jednej nowej elektrowni CCS dziennie przez najbliższych 70 lat – aż do roku 2087. Poza tym proces wykorzystujący bazalt, testowany podczas eksperymentu w Islandii, wymaga niewyobrażalnej ilości wody. Po przetworzeniu woda i CO2 musiałyby być składowane na równie ogromnym obszarze. Biuletyn Naukowców Atomowych, 4 października 2016
W upublicznionej 14 lutego 2018 wstępnej wersji raportu Międzyrządowego Zespołu ds. Zmiany Klimatu ONZ (IPCC) autorzy przyznają, że nawet jeśli w drugiej połowie stulecia pojawiłaby się technologia, która umożliwiłaby usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery, to i tak nie doszłoby raczej do obniżenia średniej globalnej temperatury, ponieważ nie udałoby się zapewnić przedsięwzięciu koniecznej, gigantycznej skali. W raporcie z 27 września 2013 zespół ostrzegł, że postępujące globalne ocieplenie jest nieodwracalne bez geoinżynierii.
Konkluzja badania przedstawionego 17 maja 2017 w Earth’s Future: sadzenie drzew na dużą skalę w celu magazynowania atmosferycznego dwutlenku węgla nie zdoła zneutralizować rosnących przemysłowych emisji tego gazu cieplarnianego. Plantacje musiałaby być tak rozległe, że zlikwidowałyby większość naturalnych ekosystemów lub znacznie zmniejszyły produkcję żywności.
Skrót artykułu Johna Kempa z 10 lipca 2014.
Międzynarodowa Agencja Energetyczna (MAE) w swoim tegorocznym raporcie stwierdziła, że paliwa kopalne pozostaną niezastąpioną częścią zaopatrzenia energetycznego co najmniej przez następnych 50 lat. Powstrzymanie emisji dwutlenku węgla podczas eksploatacji paliw kopalnych będzie uzależnione wyłącznie od technologii wychwytywania i składowania (pod ziemią) dwutlenku węgla (CCS).
Tylko CCS może zapobiec katastrofalnemu wzrostowi globalnej temperatury [Autor artykułu i urzędnicy MAE nie mieli pojęcia, że emisje powodują maksymalny wzrost temperatury po upływie 10 lat; przyp. tłum.]. Jak wyartykułował to rzecznik MAE: „Poza CCS nie istnieje żadne inne przyjazne klimatowi rozwiązanie”.
Jak prezentuje się ta ostatnia deska ratunku?
Niestety, postęp w rozwijaniu technologii CCS jest „boleśnie powolny”. Dotychczas, na przestrzeni kilku dekad, zastosowano je w kilku miejscach na skromną skalę. Żadna z nich nie była w stanie wychwycić wszystkich emisji CO2. Pierwsze dwa duże projekty elektrowni CCS na dużą skalę, w Mississippi i Saskatchewan, wystartują w bieżącym roku. Ich wyniki operacyjne i finansowe będą znane dopiero za kilka lat. Biorąc pod uwagę, że oba są pionierskie, z pewnością pojawią się poważne problemy.
Skąd ta pewność?
Jeden ze wspomnianych projektów „zintegrowanego zgazowania” i „cyklu połączonego” firmy Southern Company w Kemper County w stanie Mississippi już teraz jest finansową katastrofą. Przewidywane koszty wzrosły gwałtownie z 1.8 mld dolarów do 5.5 mld dolarów, co czyni elektrownię najdroższą na świecie (droższą od elektrowni jądrowej podobnej wielkości). Aby wspomóc nową technologię, w 2008 roku przywódcy Stanów Zjednoczonych, Japonii, Niemiec, Francji, Wielkiej Brytanii, Włoch, Kanady i Rosji zobowiązali się „wesprzeć 20 dużych projektów pokazowych CCS przed rokiem 2010, z perspektywą powszechnego zastosowania przed rokiem 2020”. Od tamtego czasu postęp jest bardzo powolny. Zamierzony cel nie zostanie osiągnięty w znacznym stopniu, a harmonogram wdrażania prezentuje się fatalnie.
Mimo że transport i składowanie dwutlenku węgla są technologiami względnie „dojrzałymi”, to nikt nigdy nie próbował wprowadzić ich na gigantyczną skalę – niezbędną, aby wychwycić większość emisji z węglowych i gazowych elektrowni świata. Przez ponad 40 lat dwutlenek węgla był wpompowywany do wyeksploatowanych złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w Stanach Zjednoczonych, Norwegii, Algierii i Chinach, aby utrzymać ciśnienie w rezerwuarze i „zamieść” pozostałe węglowodory do szybów produkcyjnych.
Kiedy elektrownie na paliwa kopalne spalają węgiel lub gaz, cztery piąte powietrza, które przez nie przechodzi składa się z azotu; odgrywa on niewielką rolę w procesie spalania. Jedną piątą stanowi tlen, który reaguje z wodorem paliw kopalnych (aby wytworzyć wodę) oraz węglem (aby wytworzyć dwutlenek węgla).
W rezultacie gazy spalinowe z typowej elektrowni zawierają 3% CO2 (w przypadku zakładu gazowego) lub 15% (w przypadku zakładu węglowego). Resztę stanowi głównie azot i zanieczyszczenia. Ażeby poddać „uzdatnieniu” cały ten gaz, oczyszczalnik musi być bardzo duży, ponieważ oddziela małą część CO2 od znacznie większej ilości azotu.
Oczyszczalniki wymagają mnóstwa energii. Typowy model posiada: ogromne wiatraki, które umożliwiają przepływ gazu przez jednostkę; pompy wodne; urządzenia do regeneracji rozpuszczalników chemicznych; sprężarkę. Cały proces jest energochłonny – zwłaszcza regeneracja rozpuszczalnika, która wymaga ogrzania go do temperatury 100/140 stopni Celsjusza.
Wychwytywanie CO2 z typowej elektrowni węglowej wymagałoby wykorzystania 25% całkowitej energii wyprodukowanej przez zakład. Biorąc pod uwagę, że opalana węglem elektrownia jest wydajna tylko w 33-40%, utrata jednej czwartej mocy netto jest główną przeszkodą komercyjnego zastosowania CCS.
Nawet „…dla współczesnej elektrowni węglowej (o wysokiej wydajności), wychwytywanie CO2 przez oczyszczalniki aminowe zwiększa koszty wytwarzania energii elektrycznej o około 40-70%, przy zmniejszeniu emisji CO2 o około 85 procent na kilowatogodzinę”, ostrzegł dekadę temu Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu.
Innym rozwiązaniem jest zgazowanie węgla (w odróżnieniu od jego spalania), które przekształca go w wodór i tlenek węgla. Niestety, dużą jego wadą jest wysoki koszt budowy jednostki i jej użytkowania (czego przykładem jest Kemper). Poza tym zintegrowanie procesu – aby generator gazu, turbiny gazowe, turbiny parowe i urządzenia wychwytywania CO2 działały bezproblemowo – jest ogromnym wyzwaniem. Projekt Kemper nadal nie zaprezentował zdolności systemu do działania zgodnie z planem.
Kolejną opcją jest spalanie węgla lub gazu w niemalże czystym strumieniu tlenu – proces znany jako tleno-paliwo lub tleno-spalanie. Jednakże wymaga on jednostki do separacji powietrza, aby wyprodukować tlen. Sama separacja pochłania mnóstwo energii.
I wreszcie: nadkrytyczne i ultra-nadkrytyczne elektrownie opalane węglem mogą osiągnąć sprawność cieplną do 46% (w zwykłym zakładzie zaledwie 33-39%). Ale nie wiadomo, czy nawet one kiedykolwiek zadziałają zgodnie z planem.
Nowa praca badawcza dyskwalifikuje CCS:
W obejmujących dekadę badaniach nad najlepszym sposobem zredukowania emisji gazów cieplarnianych i ustabilizowania klimatu znaleziono poważne błędy. Badacze Uniwersytetu w Michigan wykazali, że najbardziej ekonomiczna analiza technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (inaczej CCS), przeznaczonej dla elektrowni węglowych, poważnie zaniża jej koszty i przecenia efektywność energetyczną. Stwierdzono, iż niekorzyść jednorazowego „wydatku energetycznego” tych zakładów, który wynika z konieczności spalania dodatkowego węgla, by zasilić urządzenia wychwytujące dwutlenek węgla, ulega spotęgowaniu i koszt paliwowy wzrasta czterokrotnie w porównaniu z przyjętymi obecnie szacunkami.
CCS jest kluczowym elementem map czystszego krajobrazu przyszłości energetycznej. „Każde z opublikowanych w ostatnim dziesięcioleciu badań z zakresu technologii, ekonomii i strategii politycznej, które rekomendują sposoby na osiągnięcie międzynarodowego celu 80% redukcji emisji gazów cieplarnianych do roku 2050, bazuje na wychwytywaniu i sekwestracji dwutlenku węgla na szeroką skale”, powiedział Steve Skerlos, profesor inżynierii mechanicznej, wodno-lądowej i środowiska. Raporty te, i wiele innych, przedstawiają niepełny obraz sytuacji. Zgodnie z aktualnymi, wadliwymi prognozami roczne koszty paliwowe elektrowni węglowej wyposażonej w CCS są wyższe od wydatków zakładu konwencjonalnego o 29 milionów dolarów. Nowa analiza Uniwersytetu w Michigan obliczyła, że faktyczna wartość bliższa jest 126 milionom dolarów, powiedział Sarang Supekar, habilitowany inżynier mechaniczny i główny autor pracy badawczej.
„Obecne studia nad polityką energetyczną opierają się na bieżących kalkulacjach, które znacznie zaniżają pełny wydatek energetyczny i koszty CCS elektrowni opalanych węglem”, wyjaśnił Supekar. „W związku z tym przyszła rola CCS jest przeceniana”. Skąd ta rozbieżność? Okazuje się, iż studia zalecające CCS jako kluczowy element przyszłego portfela energetycznego świata odwołują się do liczb z pilotażowego badania z 1991 roku, które nie uwzględnia w pełni efektu sprzężeń zwrotnych. „Aby wychwycić CO2, musisz wygenerować więcej energii”, podkreślił Supekar. „Aby pozyskać tę energię, spalasz więcej węgla, co wytwarza więcej CO2, który należy wychwycić. Zatem wliczenia wymaga powstająca pętla”.
Jak zauważył Supekar, ważną liczbą jest ogólna „wydajność cieplna” danego zakładu. To łączna ilość ciepła ze spalania węgla, która przekształcana jest w użyteczną energię elektryczną. Badanie z ’91, przeprowadzone w Electric Power Research Institute w Palo Alto, oceniło inżynierię i ekonomiczną opłacalność wykorzystania technologii CCS do ograniczenia emisji dwutlenku węgla. Ustaliło ono, że proces jest drogi. Uwidoczniło również, iż zastosowanie CCS stawia przed wyborem między akceptacją niższej użytecznej mocy wyjściowej i – jak ujął to Skerlos – „konfrontacją z energetyczną pętlą”, czyli spaleniem większej ilości paliwa celem utrzymania stabilnej mocy wyjściowej. Wcześniejsza analiza wybrała pierwszą opcję. Jednak późniejsze badania, które ją cytują nie dokonały właściwej interpretacji spadku, nie wspomniały też o energetycznej pętli.
Typowa wydajność cieplna nowej elektrowni węglowej wynosi około 38%. Aktualna literatura – w dużej mierze ignorująca energetyczną pętlę – szacuje, że CCS zmniejszy tę wydajność do 26%. Lecz według ustaleń badaczy z Uniwersytetu w Michigan nie przekracza 16%. Redukcja ta stanowi przyczynę wzrostu kosztów. Gdy uruchomionych zostało więcej testowych projektów CCS, zauważono wydatki energetyczne wyższe od spodziewanych, powiedział Supekar. Jego praca jako pierwsza mierzy to, czego doświadczają te zakłady. Określenie ilościowe jest ważnym krokiem ku zrozumieniu, czy technika ta ma sens z perspektywy ekonomicznej i środowiskowej. Naukowcy twierdzą, że nie.
Dwutlenek węgla magazynowany pod ziemią znajduje liczne drogi ucieczki [Penn State, 11.02.2016]
Gdy dwutlenek węgla przechowywany jest pod ziemią w procesie znanym jako geologiczna sekwestracja, może znaleźć wiele ścieżek ujścia w wyniku reakcji chemicznych między dwutlenkiem węgla, wodą, skałami i cementem z porzuconych szybów. Fakt ten odkryli naukowcy Penn State.
Przestudiowali oni właściwości porowatych skał, w które wprowadzany jest dwutlenek węgla. Skały te, określane mianem formacji przyjmujących odpady, działają jak zbiorniki na dwutlenek węgla. Zespół przyjrzał się wapieniowi i piaskowcowi, które mają odmienne właściwości chemiczne.
„Byliśmy zainteresowani ich zbadaniem, ponieważ są powszechne, a istniały obawy, iż wtłoczony w nie dwutlenek węgla może uciec lub przedostać się do podziemnych warstw wody pitnej”, powiedziała Li Li, profesor inżynierii naftowej i gazowej.
Ustalenia analizy, opublikowane w lutowej edycji International Journal of Greenhouse Gas Control, wskazują, że skały mogą tworzyć różne drogi ujścia.
Okazało się również, że dwutlenek węgla przechowywany pod ziemią może wejść w kontakt i rozpuścić się w osadach wody morskiej. Gdy tak się dzieje, CO2 zwiększa jej kwasowość. Mieszanina dwutlenku węgla ze słoną wodą o wysokiej kwasowości jest w stanie rozpuścić niektóre rodzaje skał, takie jak wapień, a także cementowe obudowy opuszczonych szybów naftowych i gazowych. […]
Kolejny „przełom” w batalii o redukcję atmosferycznego CO2 [czerwiec 2016]
Na początku czerwca 2016 prasa doniosła, że „dwutlenek węgla został wpompowany pod ziemię i szybko zamienił się w kamień”, a zatem jest to „nowy radykalny sposób na przeciwdziałanie globalnemu ociepleniu.” Dwutlenek węgla „wpompowano w skały wulkaniczne pod Islandią i przyspieszono naturalny proces, w którym bazalty wchodzą w reakcję z gazem i tworzą węglany, czyli składową wapieni”. Naukowców zaskoczył fakt, iż gaz zmienił swój stan zaledwie w ciągu dwóch sezonów, a nie prognozowanych setek lub tysięcy lat.
Niestety, w artykułach nie wspomniano, że islandzki projekt zdołał usunąć około jedną stutysięczną rocznego wzrostu emisji CO2. Całkowite emisje globalne oscylują w granicach 36 miliardów ton rocznie, co oznacza, że w każdym sezonie należałoby zbudować około 100.000 podobnych zakładów sekwestracji (lub ich ekwiwalent), aby zapobiec jedynie wzrostowi koncentracji atmosferycznego CO2, i jeszcze większą ich liczbę, aby zredukować obecny atmosferyczny ciężar tego gazu cieplarnianego (około 405 ppm). Warto dodać, że ktoś musiałby uregulować rachunek za te zakłady, a ich budowa i eksploatacja spowodowałaby dodatkowe emisje CO2.
IPCC stawia na magię
Fragment artykułu Rachel Smolker z 2 grudnia 2015.
Kiedy Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) opublikował swój najnowszy, piąty z kolei raport, w drobnym druku rozdziału trzeciego o „łagodzeniu skutków” czaiło się coś dziwnego i głęboko niepokojącego.
Zespół ujawnił, iż zrecenzowane przezeń modele uzależniają zaistnienie nawet względnie normalnego klimatu nie tylko od drastycznego zmniejszenia przyszłych emisji, lecz także od powszechnego zastosowania pewnej zaawansowanej technologii, która potrafi usunąć część CO2 znajdującego się już w atmosferze.
W rzeczywistości ich większość (101 ze 116 modeli ocenionych pod kątem osiągnięcia stabilnego poziomu koncentracji 430-480 ppm) zawierała technologiczne rozwiązania gwarantujące „ujemne emisje”. (Fuss i inni, 2014)
Terminologia „ujemnych emisji” weszła do żargonu negocjacji klimatycznych. Jednakże sama technologia nie istnieje. Jedyną metodą wysysania CO2 z atmosfery uznawaną przez IPCC za „dostępną w krótkim terminie” jest bioenergia z systemem wychwytywania i składowania węgla – określana popularnym terminem BECCS (Bio-Energy with Carbon Capture and Sequestration).
BECCS polega na produkcji biomasy w ogromnych ilościach, a następnie jej rafinacji/zamianie w ciekłe biopaliwa (etanol itp.) lub spalaniu, by wygenerować energię elektryczną i ciepło przy jednoczesnym przechwytywaniu emisji CO2 i zamykaniu ich pod ziemią.
IPCC przyznaje, że istnieją czynniki ryzyka i niejasności związane z technologią BECCS stosowaną na dużą skalę. Niestety, jeżeli chodzi o szacowanie „łagodzenia skutków”, dyscyplina badawcza międzyrządowego zespołu schodzi na dalszy plan, ustępując miejsca ekonomicznemu myśleniu życzeniowemu. Faktem jest, że bez względu na komplikacje przy opracowaniu „funkcjonujących” modeli, bez względu na koszty i trudności ekonomicznie związane z wytyczeniem drogi, która prowadzi do stabilizacji klimatu, technologiczne panacea rodem z fantazji są strategią skazaną na porażkę. Wiemy już, że zarówno ze względów technicznych, jak i ekonomicznych BECCS nigdy nie zdoła osiągnąć „ujemnych emisji”. W swoim nowym raporcie na temat BECCS Biofuelwatch stwierdza, iż powierzenie misji posprzątania klimatycznego bałaganu BECCS jest równie zasadne, jak liczenie na wizytę obcych z innej planety, którzy mają w zwyczaju wysysać atmosferyczny węgiel.
Pomysł usunięcia CO2 z atmosfery ma nieodparty powab. Technologia BECCS, nawet gdyby istniała i była opłacalna, nie zdołałaby tego dokonać. Tym niemniej toksyczne branże przemysłowe, ze swoją skuteczną machiną PR i jej prawie nieograniczonym budżetem, przygotowane są do trąbienia o wszystkim, co pozwoli im utrzymać dotychczasowy model funkcjonowania: czystym węglu, bioenergii neutralnej węglowo, czy ujemnych emisjach. Są to kłamstwa i fałszywe obietnice, w które mamy pokładać nadzieję. W rzeczywistości stanowią niedorzeczny bełkot, zasłonę dymną mającą na celu odwrócenie uwagi opinii publicznej, która zaczyna nareszcie uznawać przyczyny i rozmiary kryzysu klimatycznego, ale w swojej naiwności wciąż wierzy w magiczne techno-rozwiązania.
Technologie wychwytywania dwutlenku węgla przynoszą więcej szkód niż pożytku [Phys.org, 25.10.2019]
Badanie przeprowadzone przez Marka Z. Jacobsona z Uniwersytetu Stanforda, opublikowane 21 października 2019 r. w Energy and Environmental Science, odkryło, że technologie wychwytywania dwutlenku węgla przynoszą więcej szkód niż pożytku. Różne scenariusze [łagodzenia zmiany klimatu] opracowano przy założeniu, że technologia wychwytywania CO2 znacznie zmniejszy emisje węgla. Jednak moja analiza wykazała, iż robi to w minimalnym stopniu, za to poważnie zwiększa zanieczyszczenie powietrza, powiedział Jacobson, profesor inżynierii lądowej i środowiska, a także starszy pracownik Instytutu Środowiskowego Stanforda Woodsa. W swojej analizie autor wykorzystał powszechnie dostępne dane z elektrowni zaopatrzonej w urządzenia wychwytujące węgiel oraz zakładu, który bezpośrednio usuwa węgiel z atmosfery. W obu przypadkach proces zasilany był prądem generowanym przez gaz ziemny.
Uczony obliczył poziom redukcji CO2 netto i całkowity koszt wychwytywania dwutlenku węgla, uwzględniając energię elektryczną potrzebną do uruchomienia sprzętu wychwytującego węgiel, spalanie i emisje wynikające ze zużycia tej elektryczności. W przypadku elektrowni węglowej składową kalkulacji były też emisje upstream z wycieków, spalania, wydobycia i transportu paliwa (węgla lub gazu ziemnego). Według dotychczasowych szacunków, które obejmowały wyłącznie węgiel wychwytywany podczas produkcji energii w samej elektrowni, z pominięciem emisji upstream, technologia miała zapobiegać wprowadzeniu do atmosfery 85-90% CO2.
Kiedy Jacobson wyliczył wszystkie emisje tych zakładów, zamienił je na odpowiednik dwutlenku węgla i porównał z szacunkami standardowymi. Okazało się, iż w obu przypadkach sprzęt wychwycił średnio równowartość 10-11% CO2 wyemitowanego w ciągu 20 lat. Praca badawcza objęła również społeczne następstwa wychwytywania dwutlenku węgla – w tym zanieczyszczenie powietrza, potencjalne problemy zdrowotne, koszty ekonomiczne i ogólny wkład w zmianę klimatu – które były zbliżone lub gorsze od eksploatacji zwykłych elektrowni, napędzanych paliwami kopalnymi i niewychwytujących węgla, i gorsze niż pozostawienie węgla w powietrzu.
Projekty usuwania CO2 z atmosfery uderzą w ekosystemy Ziemi [Phys.org, 10.02.2016]
Opublikowana w Nature analiza dr. Phila Williamsona, ekologa z Uniwersytetu Anglii Wschodniej, wykazała, że radykalne sposoby usuwania CO2 z atmosfery niosą ze sobą poważne ryzyko.
Przedkładane techniki obejmują uprawę roślin przeznaczonych do spalania w elektrowniach, rozległe plantacje drzew, wprowadzanie biowęgla do gleby, dodawanie substancji odżywczych do wody morskiej celem zwiększenia populacji planktonu i wodorostów, a także wykorzystanie środków chemicznych do usunięcia CO2 z atmosfery i umieszczenia go głęboko pod ziemią.
„Usuwanie CO2 na dużą skalę, bez względu na zastosowane środki, wywoła przede wszystkim efekt domina, który uderzy w ekosystemy i różnorodność biologiczną. Mogą pojawić się korzyści, ale szkody są znacznie bardziej prawdopodobne”, ostrzega dr Williamson.
„Uprawa roślin bioenergetycznych w wymaganej ilości zużyłaby 580 milionów hektarów gruntów, czyli połowę powierzchni lądowej USA. To z kolei przyspieszyłoby utratę lasów i łąk z konsekwencjami dla dzikiej przyrody i bezpieczeństwa żywnościowego. Poza tym bardzo niewiele wiadomo jest na temat wpływu przyszłych warunków klimatycznych na plony roślin bioenergetycznych. Na przykład nie wiemy, jakie będą ich wymagania wodne w cieplejszym świecie.
Ważne jest również, aby brać pod uwagę koszty finansowe tych pomysłów. Na przykład wprowadzenie do gleby wystarczającej ilości pokruszonych skał krzemianowych na obszarze obejmującym prawie połowę powierzchni lądowej Ziemi może kosztować nawet 600 bilionów dolarów”. […]
Inżynieria klimatyczna nie ocali rolnictwa [The Guardian, 8.08.2018]
Praca badawcza zamieszczona 8 sierpnia 2018 w Nature ustaliła, że wszelkie propozycje dotyczące powstrzymania zmiany klimatu poprzez odbicie promieniowania słonecznego z powrotem w kosmos (SRM) spowodowałoby globalną klęskę nieurodzaju – rolnictwo nie skorzystałoby więc na potencjalnym zmniejszeniu ocieplenia. Szacując wpływ erupcji wulkanicznych na produkcję rolną – wywołują one podobne efekty jak sztuczne metody rozpraszania promieni słonecznych za pomocą aerozoli – naukowcy doszli do wniosku, iż zastosowanie techniki inżynierii klimatycznej może przynieść niezamierzone konsekwencje.
Autorzy przyjrzeli się wybuchom wulkanów El Chichón (Meksyk) i Mount Pinatubo (Filipiny), które wprowadziły do stratosfery znaczne koncentracje siarczanu. Stworzyło to swoisty „parasol”, który zredukował ilość światła słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi. W swojej analizie uczeni zbadali poziomy aerozoli, promieniowanie słoneczne i plony. Ograniczony dostęp promieni zniszczył uprawy wielu podstawowych roślin, w tym ryżu, pszenicy i kukurydzy. Celowe wpompowanie siarczanu do stratosfery w ramach „naprawy klimatu” przyniosłoby podobny rezultat – straty spowodowane częściowym odcięciem światła słonecznego zniweczyłyby potencjalnie korzyści wynikłe ze schłodzenia atmosfery. Zagrożenie, jakie zmiana klimatu stanowi dla rolnictwa i bezpieczeństwa żywnościowego, nie zostałoby wyeliminowane.
Konwencja ONZ o różnorodności biologicznej (CBD) przyjrzała się nadziejom wiązanym z inżynierią klimatyczną jako panaceum na zmianę klimatu. Wnioski analizy z października 2016 są ponure. Zastosowanie technik modyfikowania pogody zagrozi bioróżnorodności świata. Pojawią się jeszcze inne, nieprzewidywalne skutki. Jeżeli chodzi o usunięcie danej ilości gazów cieplarnianych z atmosfery, to nie zrekompensuje ono wcześniejszych „nadwyżek” ich emisji. W niektórych przypadkach lekarstwo będzie gorsze od choroby – może nastąpić pogorszenie konsekwencji zakwaszenia oceanów, a zarządzanie promieniowaniem słonecznym ma potencjał, by pozbawić Ziemię ochronnej warstwy ozonu.
Naukowcy Poczdamskiego Instytutu Badań nad Wpływem Klimatu, Instytutu Fizyki przy Uniwersytecie Poczdamskim i Obserwatorium Ziemi Lamont-Doherty przy Uniwersytecie Columbia zamieścili 10 marca 2016 na łamach Earth System Dynamics badanie, które wykazało, że geoinżynierowie nie zdołają uporać się ze wzbierającymi morzami. Proponowane przez nich rozwiązanie oparte na pompowaniu wody morskiej i magazynowaniu jej w postaci lodu na kontynencie Antarktydy nie opóźni wzrostu poziomu morza. Woda musiałaby być przesyłana na ogromne odległości przy niewyobrażalnym koszcie energetycznym. Strategia przyspieszyłaby przepływ lodowców; wszystko trafiłoby z powrotem do morza.
Badanie eksperymentalne, które opublikowano 8 kwietnia 2020 r. w Climate and Atmospheric Science, wykazało, że zwiększone ilości siarczanów w chmurach nie osłabią skutków zmiany klimatu. Oznacza to, że chmury nie będą „ocaleniem”, nawet jeśli poddane zostaną zabiegom z zakresu geoinżynierii.
Que sera, sera…
Fragment podsumowania zmiany klimatu.
W numerze Earth System Dynamics z 5 grudnia 2013 przedstawiono dowody na to, że znane strategie inżynierii klimatycznej raczej nie odniosą sukcesu („Geoinżynieria nie może tak po prostu zostać wykorzystana do cofnięcia globalnego ocieplenia”.). Według ustaleń badawczych opisanych w Journal of Geophysical Research: Atmospheres z grudnia 2013, nawet skuteczna w chłodzeniu Ziemi inżynieria zaburzyłaby porządek opadów atmosferycznych na całym świecie. „Próby odwrócenia skutków globalnego ocieplenia poprzez wprowadzenie do stratosfery cząstek odbijających promienie słoneczne mogą pogorszyć sytuację”, stwierdziło badanie zamieszczone 8 stycznia 2014 w Environmental Research Letters. „Z implementacją SRM na dużą skalę wiąże się nieodłączne ryzyko nagłego i niebezpiecznego ocieplenia”, wykazała analiza upubliczniona 17 lutego 2014 w Environmental Research Letters. „Przedsięwzięcia mające zminimalizować globalne ocieplenie i wywołany przez nie chaos poprzez celowe manipulowanie klimatem Ziemi mogą być względnie bezużyteczne lub faktycznie katastrofalne”, podsumowała praca badawcza opublikowana 25 lutego 2014 w Nature Communications. 25 czerwca 2014 na łamach Nature liczna grupa utytułowanych ekspertów międzynarodowych zdruzgotała technokratów jednoznacznym komunikatem: geoinżynieria nie powstrzyma zmiany klimatu. Amerykańska National Academy of Sciences dołączyła się w raporcie z 10 lutego 2015, w którym konkluduje, iż geoinżynieria nie stanowi realnego rozwiązania problemu zmiany klimatu. Europejska Interdyscyplinarna Ocena Inżynierii Klimatycznej przyniosła ten sam rezultat opublikowany 16 lipca 2015.
Chociaż New Scientist poinformował 27 listopada 2014, że początkowe wysiłki zmierzające do schłodzenia planety poprzez inżynierię klimatyczną nabrały kształtu, żadnych działań – planowanych na lata 2015–2016 – nie podjęto.
Opracował: exignorant
Blog exignoranta 