Spoločnosť Equatic, ktorú vytvorili vedci z Kalifornskej univerzity v Los Angeles (UCLA), vyvinula spôsob, ako odstrániť z atmosféry skleníkový plyn škodlivý pre životné prostredie. Súčasne chcú vytvoriť použiteľné zelené palivo.
Gaurav Sant, 39-ročný profesor a riaditeľ Inštitútu pre manažment uhlíka (ICM) na UCLA, opísal novú potenciálnu metódu na odstraňovanie oxidu uhličitého z atmosféry. Ide o vysatie z oceánu, čo mu umožní absorbovať viac CO2 zo vzduchu – je to niečo ako obrovská „globálna špongia“.
Dalo by sa to urobiť relatívne jednoduchým elektrochemickým procesom napodobňujúcim to, čo už robí sama príroda. A vedľajším produktom je vodík, pravdepodobne budúcnosť skladovateľnej bezuhlíkovej energie.
„Oceánska voda obsahuje 150-krát viac oxidu uhličitého ako vzduch, čo znamená, že ak chcete odstrániť oxid uhličitý z atmosféry, jedným z najúčinnejších spôsobov, ako to urobiť, je odstrániť ho z oceánov,“ povedal Sant.
S peniazmi od Zuckerbergovej nadácie aj ministerstva
Jeho metóda je viac než len vedecký experiment: je na dobrej ceste ku komercializácii prostredníctvom startupu Equatic, ktorý rozširuje technológiu oceánskej redukcie CO2 a výroby vodíka vyvinutú Santom a vedcami z UCLA.
Dúfajú, že spolu s 30 miliónmi dolárov od nadácií Grantham, Chan Zuckerberg Initiative, singapurskej nadácie Temasek a Ministerstva energetiky USA sa podarí startupu v nadchádzajúcich rokoch odstrániť milióny ton CO2 – a to za menej ako 100 dolárov za tonu.
Sant tiež očakáva, že spoločnosť bude lacno vyrábať vodík, ktorý môže predať alebo použiť na podporu operácií spoločnosti.
Testovacia lokalita startupu Equatic v prístave v Los Angeles. Foto: Alan Ohnsman pre Forbes
Dôkazom toho, že idea funguje, sú dve malé pilotné zariadenia: jedno je v prevádzke v Los Angeles, druhé v Singapure. Každý z nich dokáže odstrániť 100 kilogramov CO2 a vyrobiť niekoľko kilogramov vodíka denne.
Väčší testovací závod sa má otvoriť koncom budúceho roka v Singapure. Ak všetko pôjde dobre, ich cieľom na najbližších sedem rokov je prevádzkovať veľké komerčné zariadenia schopné eliminovať 1 milión ton CO2 a vyrobiť 35-tisíc ton vodíka ročne.
Ak chcete odstrániť oxid uhličitý z atmosféry, jedným z najúčinnejších spôsobov je odstrániť ho z oceánov.
Gaurav Sant
Emisie treba nielen znižovať, ale i odstraňovať
Využívanie veternej, solárnej a ďalších foriem bezuhlíkovej energie, ako aj postupný prechod na elektrické vozidlá, sú nevyhnutnosťou, aby sa spomalilo tempo rastu emisií uhlíka. Avšak ešte dôležitejšie môže byť odstraňovanie obrovského množstva CO2 vo vzduchu a oceánoch, ktoré otepľujú našu planétu.
Medzinárodný panel pre zmenu klímy to jasne uviedol v marcovej správe, ktorá zdôraznila pravdepodobnosť environmentálnej katastrofy, ak sa emisie oxidu uhličitého dramaticky neznížia.
Stav sa v uplynulom roku zhoršoval napriek stanoveným cieľom najväčších svetových ekonomík a spoločností. Globálne množstvo CO2 v atmosfére narástlo o 0,9 percenta na rekordných 36,8 gigaton (teda 36,8 bilióna kilogramov), hovorí Medzinárodná agentúra pre energiu. Podľa boli hlavným zdrojom autá, nákladiaky, elektrárne, poľnohospodárstvo, výroba, emisie skládok, ale aj ďalšie zdroje.
IPCC odhaduje, že do polovice storočia bude potrebné odstraňovať zo vzduchu 3 až 12 gigaton CO2 ročne, aby sa globálne otepľovanie obmedzilo a priemerné teploty boli maximálne o 1,5 stupňa Celzia vyššie než teploty v predindustriálnej dobe.
Aj keď sa zdá, že technológia spoločnosti Equatic by mohla prispieť k tomuto cieľu, zostávajú nezodpovedané otázky. Jedna sa týka veľkého množstva energie, ktorú si proces vyžaduje. Ďalšou je poškodenie morského života vedľajším produktom procesu – teda „kašou“ uhličitanov pripomínajúcou materiál z mušlí.
Podľa profesora Santa treba nájsť rovnováhu medzi tým, čo je potrebné na riešenie klimatických okolností, a zodpovednosťou za to, aby nespôsobili žiadne ďalšie škody.
Multimiliardový biznis
Poslaním je „odstúpiť od uhlíka, ktorý západné spoločnosti vyfukovali do atmosféry za posledných 100 rokov,“ povedal pre Forbes Lorenzo Corsini, hlavný poradca spoločnosti Equatic. A to môže byť lukratívny biznis.
Vizualizácia projektu startupu Equatic. Foto: Equatic
Spoločnosť chce v priebehu niekoľkých rokov generovať tržby v desiatkach miliónov dolárov predajom uhlíkových kompenzačných kreditov korporátnym kupujúcim. A ak by vlády USA, Európskej únie, Japonska a ďalších krajín stanovili prísnejšie pravidlá pre emisie uhlíka, v budúcnosti by tento biznis mohol generovať miliardy dolárov ročne.
„Podnikanie budú urýchľovať veľké korporácie, ktoré sa zaviazali, že budú mať negatívnu uhlíkovú stopu. Môžu to urobiť iba nákupom uhlíkových kreditov,“ povedal Corsini, ktorý je vedúcim rakúskych operácií vývojára liekov v BioNTech.
Bude to trochu ako komunálny odpad – svoj odpad nemôžete len tak vyhodiť na ulicu alebo do lesa. Musíte za to zaplatiť.
Lorenzo Corsini, hlavný poradca spoločnosti Equatic
Corsini predpokladá príchod ďalších regulácií, ktoré zabránia spoločnostiam vypúšťať CO2 bez toho, aby za to platili. „Bude to trochu ako komunálny odpad – svoj odpad nemôžete len tak vyhodiť na ulicu alebo do lesa. Musíte za to zaplatiť.“
Startup Equatic bol spustený v roku 2018 s cieľom vyvinúť dekarbonizačné technológie s potenciálom komerčne bojovať proti klimatickým zmenám. Nie je však jediným startupom, ktorý vychádza z ICM UCLA. CarbonBuilt napríklad využíva patentovanú technológiu vyvinutú tímom na čele so Santom, aby premieňal CO2 z priemyselných zdrojov na betónové stavebné bloky a materiály. Ďalšie startupy sú už tiež na ceste.
„Pre akademické centrum je celkom jedinečné, že je tak zamerané na manažment uhlíka a tiež na rýchlu komercializáciu od laboratória cez pilotný až po komerčný priemyselný rozsah,“ povedala Caitlyn Fox z nadácie Chan Zuckerberg Initiative, ktorú vytvorili zakladateľ spoločnosti Meta Mark Zuckerberg a jeho manželka Priscilla Chan. Minulý rok prisľúbil 21 miliónov dolárov na pomoc Santovi a ICM.
Prístup spoločnosti Equatic
Oceány najviac zachytávajú CO2 na planéte – zo vzduchu absorbujú miliardy ton. Ale táto ich schopnosť je ohrozená, pretože ľudské aktivity vytvárajú stále viac a viac plynu. Oceány sú preto čoraz kyslejšie.
„Premýšľajte o oxide uhličitom ako o kyseline. Ako neutralizujete kyselinu? Ošetrite ju zásadou,“ povedal Sant. „My v podstate umožňujeme skutočne jednoduchej acidobázickej chémii, aby fungovala v náš prospech takým spôsobom, že vyrábame rovnaký materiál, z ktorého sú vyrobené mušle a krieda: uhličitan vápenatý.“
Elektrárne budúcnosti
Tento prístup načrtli vo svojej práci z roku 2021 vedci z UCLA vrátane profesora Santa. Hovoria o „jednostupňovej sekvestrácii a ukladaní uhlíka“.
Opisujú svoje predstavy o elektrárňach budúcnosti, ktoré by boli vybavené veľkými elektrochemickými reaktormi s množstvom nádrží a potrubí nasávajúcimi milióny galónov morskej vody, ktorú prenesú cez elektricky nabitú sieť, aby zvýšili jej pH. To by vyvolávalo sériu chemických reakcií vrátane kombinovania rozpusteného oxidu uhličitého vo vode a CO2 vo vzduchu s vápnikom a horčíkom. Tieto dva prvky zachytávajú CO2 a stávajú sa z nich uhličitany vápenaté a horečnaté – materiály nachádzajúce sa v kriede a mušliach. Vodík sa pri tom súčasne vyrába ako vedľajší produkt.
Po skončení tohto procesu morská voda prúdi späť do oceánu – rovnako ako uhličitanová kaša, ktorú vytvára. Sant verí, že to bude pre život v oceáne neškodné, pretože množstvo materiálu odoslaného späť je zlomkom objemu nasávanej vody a pozostáva z prvkov, ktoré sa už prirodzene nachádzajú v morskej vode. Napriek tomu je potrebné vykonať environmentálne testy, aby sa to potvrdilo.
Znížením množstva CO2 v morskej vode tento proces uvoľní kapacitu oceánov, aby mohli absorbovať viac zo vzduchu, čím sa v konečnom dôsledku zníži a odstráni atmosférický CO2 – ako povedal Sant, malo by to zvýšiť „akumulačnú kapacitu morskej vody CO2“.
Znižovanie energetickej náročnosti
Je to energeticky veľmi náročný proces. Odstránenie tony CO2 týmto spôsobom si vyžaduje 2 megawatthodiny elektriny, povedal Sant. Súčasná výroba energeticky bohatého vodíka to však pomáha kompenzovať a znižuje konečné množstvo spotrebovanej energie na 1 megawatthodinu na tonu. Napriek tomu je to množstvo energie, ktoré by postačilo na napájanie 750 domácností naraz.
Hoci ide o značné množstvo, Sant verí, že využíva menej ako konkurencia, ktorá priamo zachytáva CO2 vo vzduchu. „Ich potreby sú niekoľkonásobne väčšie ako naše,“ povedal a odmietol tému podrobnejšie komentovať.
V ideálnom prípade by sa budúce elektrárne Equatic nachádzali v pobrežných regiónoch s prístupom k hojnej obnoviteľnej energii z veterných a solárnych zariadení. Pretože tento proces generuje vodík, stále by bol „uhlíkovo negatívny“, aj keby sa použila určitá energia z elektrární spaľujúcich zemný plyn.
Profesor Gaurav Sant z UCLA vysvetľuje prístup startupu Equatic. Foto: Foto: Alan Ohnsman pre Forbes
Vzorka vedľajšieho produktu, ktorý vzniká pri procese odstraňovania CO2. Foto: Alan Ohnsman pre Forbes
Veda za týmto procesom bola testovaná v laboratóriu. Teraz však prichádza citlivá časť: Dá sa to urobiť aj v komerčných závodoch? Singapur bude hrať zásadnú úlohu pri tomto zistení.
Zásadnú úlohu teraz bude hrať nový singapurský závod a environmentálny inžinier Gurdev Singh, ktorý úzko spolupracuje s profesorom Santom a jeho tímom. Bude prvým, kto to otestuje v komerčnému rozsahu.
A keďže sa veci presúvajú z laboratória do reálneho sveta, je potrebné dopracovať sa k mnohým detailom vrátane zníženia energetickej náročnosti a overenia, či je proces skutočne neškodný pre oceán.
Z „vedľajšieho produktu“, ktorým je už spomínaná masa uhličitanu vápenatého a horečnatého, sa môže vykľuť užitočný materiál.
„Môže to ísť napríklad do betónu. Mohlo by to ísť do stavebných materiálov? Potom sa vyhneme tomu, aby sa táto kaša dostala do oceánov,“ hovorí Singh. Mohla by sa tiež potenciálne použiť na ochranu pobrežia Singapuru pred eróziou a stúpajúcou hladinou mora. „Toto sú veci, ktoré musíme zistiť…“
Ťahanie CO2 priamo zo vzduchu
Equatic implementuje veľmi odlišnú taktiku ako množstvo iných spoločností, ktoré sa snažia zdokonaliť spôsoby odstraňovania CO2 z atmosféry prostredníctvom „priameho zachytávania zo vzduchu“ a následne trvalého uskladnenia alebo sekvestrácie plynu.
Climeworks so sídlom v Zürichu, prvý líder v oblasti tohto procesu, začal v roku 2021 prevádzkovať prvé a najväčšie zariadenie na svete na tento účel na Islande.
Veľkou výzvou pre túto metódu je však zabezpečiť, aby CO2 získaný zo vzduchu zostal pod zemou alebo v sklade bez úniku. Je tiež potrebné vyvinúť metódy na prepravu veľkého množstva zachyteného uhlíka. A na rozdiel od prístupu startupu Equatic pri tom nevytvárajú vodík ako vedľajší produkt.
Aj obchodný model Climeworks je založený na predaji uhlíkových kreditov spoločnostiam, ako sú Microsoft, Swiss Re, UBS či Shopify.
Corsini zo startupu Equatic si myslí, že prístup spoločnosti má oproti priamemu zachytávaniu vzduchu dve kľúčové výhody – eliminuje potrebu zisťovať, ako a kde skladovať zachytený uhlík, a produkuje vodík. „Táto metóda ho zachytí a zároveň ho uzamkne v jednom kroku. V tom je tá elegancia,“ dodáva.
Článok vyšiel na Forbes.com, jeho autorom je redaktor Alan Ohnsman.
