EnergetykaEnergia elektrycznaOpinieOZEŚrodowisko

CAKE: Rola negatywnych emisji w osiągnięciu unijnego celu neutralności klimatycznej w 2050 roku a BECCS (ANALIZA)

Komin w Elektrowni Kozienice. Fot.: Bartłomiej Sawicki/BiznesAlert.pl

Komin w Elektrowni Kozienice. Fot.: Bartłomiej Sawicki/BiznesAlert.pl

Negatywne emisje odgrywają kluczową rolę w osiągnięciu unijnego celu neutralności klimatycznej do 2050 roku. Neutralność klimatyczna oznacza, że netto nie emitujemy więcej gazów cieplarnianych do atmosfery, niż jesteśmy w stanie usunąć lub zneutralizować – piszą analitycy Centrum Analiz Klimatyczno-Energetycznych (CAKE) w Krajowym Ośrodku Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE)* w analizie dla BiznesAlert.pl. Ich zdaniem technologia BECCS to szansa na sukces.

W kontekście osiągania celu neutralności klimatycznej przez UE w połowie wieku pojawia się wiele sprzecznych opinii dotyczących konieczności rozwoju i roli technologii CCUS. Szczególnym jej przypadkiem jest technologia BECCS (ang. Bioenergy with carbon capture and storage), czyli technologia pozyskiwania energii z biomasy z wychwytem CO2.

Ambitne cele klimatyczno-energetyczne jakie stawiamy sobie jako UE niosą ze sobą konieczność dokonywania transformacji zarówno systemu elektroenergetycznego, jak i całej gospodarki na niespotykaną do tej pory skalę i w niespotykanym do tej pory tempie. Zarówno skala jak i tempo koniecznych zmian oraz trudne do przewidzenia zmiany kosztów i potencjałów technologii będących obecnie na różnym etapie rozwoju skutkuje tym, że UE buduje swoją strategię w oparciu o miks technologii i rozwiązań. Teoretycznie transformacja mogłaby się odbyć bez któregoś z jej elementów np. bez dynamicznego rozwoju fotowoltaiki, wiatraków lub atomu ale wówczas koszt całkowity takiego scenariusza byłby nieporównywalnie większy. Poszczególne państwa członkowskie opracowują swoje strategie w Krajowych Planach na rzecz Energii i Klimatu (KPEiK), które są wkładami poszczególnych państw w ogólnounijne cele i zobowiązania międzynarodowe w ramach Porozumienia Paryskiego. Pamiętać należy, że strategie te opracowywane są w oparciu o bieżącą wiedzę i najaktualniejsze prognozy potencjałów technologii i zmiany ich kosztów w czasie. Prognozy te w mniejszym lub większym stopniu się sprawdzają dlatego konieczne są ich aktualizacje co pięć lat. 

Czym są negatywne emisje?

Negatywne emisje odgrywają kluczową rolę w osiągnięciu unijnego celu neutralności klimatycznej do 2050 roku. Neutralność klimatyczna oznacza, że netto nie emitujemy więcej gazów cieplarnianych do atmosfery, niż jesteśmy w stanie usunąć lub zneutralizować. Warto podkreślić, że negatywne emisje mają na celu usuwanie dwutlenku węgla (CO2) z atmosfery, aby zrównoważyć emisje, które nadal występują w niektórych sektorach gospodarki. W praktyce negatywne emisje są osiągane przez technologie i działania, które absorbują lub usuwają CO2 z atmosfery, tj. naturalne – LULUCF, czy technologiczne – BECCS, czy w końcu DACCS (technologia bezpośredniego wychwytu dwutlenku węgla z atmosfery). Należy przy tej okazji wyjaśnić różnicę pomiędzy CCS, a pozostałymi wymienionymi technologiami, ponieważ sama technologia wychwytu i składowania wyemitowanego dwutlenku węgla (CCS) nie jest traktowana jako technologia przyczyniająca się do pochłaniania emisji. Taka technologię stanowić może dopiero w niektórych przypadkach i w bardzo ograniczonym zakresie stosowania paliw (biomasa, biogaz) technologia CCU, w ramach której wyemitowany dwutlenek węgla jest ponownie wykorzystany w innych procesach, czy technologiach przez co zmniejsza lub eliminuje dodatkowe antropogenicznie emisje. Ale dopiero BECCS i DACCS, które w bilansie generują negatywne emisje traktowane są obok naturalnych pochłaniaczy biologicznych (np. lasy) jako technologiczne pochłaniacze generujący negatywne emisje (nazywane tez z jęz. ang. carbon removals – CR). 

Rola technologii CCS i negatywnych emisji w realizacji celu net-zero

Zgodnie z najnowszą wiedzą i najnowszymi prognozami zarówno technologie CCUS współpracujące z paliwami kopalnymi jak i technologie negatywnych emisji pomogą ograniczyć koszty jakie będzie ze sobą niosło osiągnięcie wyznaczonego celu neutralności. Najnowsze wyniki analiz CAKE/KOBiZE wskazują jak istotny w ograniczaniu kosztu transformacji będzie rozwój technologii negatywnych emisji na przykładzie BECCS. Nie da się w ekonomicznie uzasadniony sposób zredukować wszystkich emisji przemysłowych i tych związanych z produkcją żywności, a nie chcemy tych produktów importować eksportując przy okazji emisje w inne rejony świata. W związku z tym, że technologia wychwytu CO2 ze spalin nie może osiągnąć 100% sprawności nie możemy opierać się wyłącznie na wychwycie emisji jedynie pochodzącej ze zmniejszającego się strumienia paliw kopalnych. Technologią jaka wydaje się w chwili obecnej w ekonomicznie uzasadniony sposób zbliżać do całkowitego „domknięcia” bilansu emisji na net-zero przy ograniczaniu zjawiska ucieczki emisji poza granice UE jest BECCS.

Negatywne emisje umożliwiają zrównoważenie trudnych do uniknięcia emisji w niektórych sektorach gospodarki, jednak nie powinny zastępować wysiłków w redukcji emisji w pierwszej kolejności. Długofalowe działania w redukcji emisji są nadal niezbędne, a negatywne emisje stanowią niejako uzupełniające narzędzie w osiągnięciu całkowitej neutralności klimatycznej.

Jak wyglądają potencjały technologii CCS i negatywnych emisji do 2050 roku?

Zakładane przez renomowane instytucje potencjały CCS w UE-27 różnią się znacząco (od około 60 Mt do ponad 1500 Mt) a mają ogromny wpływ na otrzymywane wyniki dotyczące kosztów transformacji do 2050 roku. Zakładane przez Zespół CAKE/KOBiZE potencjały CCS dla UE+ (UE-27 plus Norwegia, Szwajcaria i Wielka Brytania) wynoszące około 550 Mt kształtują się w „racjonalnych” obszarach (dopuszczających technologie CCS, ale nie opierających całkowicie transformacji na tych technologiach).

Zgodnie z najnowszymi wynikami symulacji CAKE/KOBiZE, technologie BECCS pozwolą na redukcję w UE emisji o ok. 290 mln ton CO2 ekw. do 2050 r. Zakładamy jednocześnie, że biomasa zużywana na cele energetyczne jest zrównoważona i w celu minimalizacji emisji związanych z jej transportem nie dopuszczamy importu wewnątrzunijnego biomasy ani sprowadzania biomasy spoza UE. Mimo to nie całą wychwyconą emisję w jednostkach biomasowych traktujemy jako ujemną – około 20% emisji przyjmujemy jako tą, która powstanie przy wzroście, transporcie i przetworzeniu biomasy. Pomimo rozwoju szerokiego wachlarza bezemisyjnych technologii takich jak fotowoltaika, wiatraki na morzu i ladzie, czy atom, dopuszczeniu wychwytu CO2 w jednostkach opalanych paliwami stałymi oraz w końcu na wspomnianych jednostkach biomasowych w symulowanych scenariuszach nie udaje się osiągnąć celu net-zero przy założonych na bazie szerokiego przeglądu literatury potencjałach wymienionych technologii. Pozostające emisje muszą więc być redukowane, na przykład, przy wykorzystaniu technologii DACCS. W zależności od scenariusza jest to od 60 do ok. 190 mln ton ujemnej emisji CO2 ekw. W najbliższym czasie w UE istotna będzie dyskusja na temat sposobu rozwoju takiego rynku i jego interakcji, czy też integracji, z systemem EU ETS.

Możliwe mechanizm wynagradzania jednostek wychwytujących CO2 pochodzącej z biomasy

W tej chwili konkretne rozwiązania są dopiero dyskutowane na poziomie unijnym. Jednym z istotnych problemów do rozwiązania jest określenie konkretnych procedur monitorowania wychwytu, transportu i magazynowania dwutlenku węgla. W pierwszym okresie należy spodziewać się konkretnych celów unijnych i być może krajowych określających minimalny poziom negatywnych emisji, gdyż by prognozowany na 20-30 lat spadek jednostkowego kosztu mógł mieć miejsce konieczne jest subsydiowanie tych technologii w pierwszym okresie ich rozwoju. Po uzyskaniu odpowiedniego poziomu konkurencyjności najkorzystniejszym z punktu widzenia kosztu dla gospodarki byłoby włączenie negatywnych emisji do systemu EU ETS lub/i non-ETS. 

Dotychczas mechanizm EU ETS był najskuteczniejszym narzędziem UE w osiąganiu redukcji emisji gazów cieplarnianych, ale w jego obecnym kształcie liczba nowych uprawnień w systemie osiągnie zero przed rokiem 2040. Stąd też korzystne wydaje się m.in. przyszłe włączenie negatywnych emisji (ang. net Negative Emission Technologies – NETs) do systemu EU ETS, analogicznie do włączenia systemu handlu emisjami pochodzącymi z sektora budynków i transportu (ang. Emissions Trading System for Buildings and Road Transport – BRT ETS). Dzięki temu technologie redukcji emisji do pewnego stopnia konkurować z technologiami ujemnych emisji – cel neutralności będzie mógł być osiągany po najniższym możliwym koszcie. Istotne będzie, aktualizowanie potencjałów i kosztów wszystkich nisko, zero i ujemnych emisyjnie technologii wraz z obserwowanym ich przyszłym rozwojem. Im więcej technologii dopuścimy do konkurencji tym łatwiejszy do realizacji będzie cel dla każdej z nich. Możliwe jest zaprojektowanie scenariuszy net-zero bez któregoś z elementów takich jak BECCS, ale scenariusz ten wymagałby zwiększenia i tak już trudnego do osiągnięcia celu dla innych technologii, a co za tym idzie zwiększałby całkowity koszt transformacji do osiągnięcia celu net-zero.

Regulacje prawne dotyczące możliwości składowania emisji CO2 a możliwości rozliczenia ujemnych emisji na dzień dzisiejszy

Zgodnie z dyrektywą (UE) 2023/959 zmieniającą dyrektywę 2003/87/WE ustanawiającą system handlu przydziałami emisji gazów cieplarnianych w Unii zatłoczone emisje możemy odjąć od obowiązku umorzenia jeśli podlegają pod dyrektywę 2009/31/WE w sprawie geologicznego składowania dwutlenku węgla. Dyrektywa 2009/31/WE nie ma natomiast zastosowania do geologicznego składowania CO2, w ramach którego planuje się łączne składowanie poniżej 100 kiloton, dla celów badań, rozwoju lub testowania nowych produktów i procesów. Dyrektywa (UE) 2023/959 zniosła z jednej strony ograniczenie dotyczące rodzaju transportu CO2 ale z drugiej strony nadal obowiązująca w dyrektywie 2009/31/WE definicja „sieci transportowej” rozumiana jest jako „sieć rurociągów”, co powoduje, że obowiązujące przepisy określają zasady monitorowania w odniesieniu tylko do tego typu transportu (rozporządzenie 2018/2066/WE). Powyższe uwarunkowania prawa unijnego niosą ze sobą konsekwencje i ograniczenia dla obecnych możliwości rozwoju rynku CCS, gdyż mamy dwa poważne ograniczenia wynikające z dyrektywy 2009/31/WE: jedno w postaci ograniczenia wielkości składowiska do minimum 100 tys. ton CO2, drugie w postaci braku przepisów wykonawczych UE określających zasady monitorowania w odniesieniu do innych niż sieci rurociągowe metod transportu CO2. Widzimy światełko w tunelu w postaci zmian wnoszonych dyrektywą (UE) 2023/959, ale jak widać konieczne będą zmiany w dyrektywie 2009/31/WE żeby umożliwić szybszy rozwój projektów CCS dziś a nie dopiero w perspektywie roku 2050. 

Problem obecnych regulacji jest taki, że ograniczają w pewien sposób możliwości realizacji bardzo ciekawych projektów, które są duże w stosunku do projektów badawczych a małe w stosunku do wymogów dyrektywy w sprawie geologicznego składowania dwutlenku węgla. Problemem dla mniejszych instalacji jest trudność w pozyskania finansowania z systemu EU ETS, często już za dużych by być projektami badawczymi finansowanymi z innych źródeł. W przypadku takich projektów wymagane są inwestycje żeby zbadać poziom kosztów na żywym organizmie a nie w tzw. Excelu. Mniejsze inwestycje łatwiej przeprowadzić transportując CO2, np. przy pomocy barki do składowiska na dnie morza Bałtyckiego bez konieczności budowy od razu wielkoskalowego, bardzo kosztownego rurociągu. Bez szybkiego wprowadzenia stosownych przepisów i wytyczny na poziomie unijnym będzie trudno dokonać ewolucji i przejścia od projektów eksperymentalnych przez mikroinstalacje do docelowych wielkoskalowych rozwiązań. 

Ustanowienie odpowiednich ram, które oprócz działań redukcyjnych zachęcają do szybkiego zwiększenia skali usuwania dwutlenku węgla, jest obecnie jednym z priorytetowych wyzwań polityki klimatyczno-energetycznej.

 

 

*Robert Jeszke, Kierownik Centrum Analiz Klimatyczno-Energetycznych (CAKE) w Krajowym Ośrodku Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE), części Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego Instytutu Badawczego.

Michał Lewarski, Ekspert w Centrum Analiz Klimatyczno-Energetycznych (CAKE) w Krajowym Ośrodku Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE), części Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego Instytutu Badawczego.

Perzyński: CCS, czyli czy Polakom uda się uwięzić dwutlenek węgla pod dnem morza? (ANALIZA)


Powiązane artykuły

Stacja ładowania Ekoen na MOP. Fot. Ekoen

Polska firma zwycięzcą mega przetargu na szybkie ładowarki przy sieci dróg TEN-T

Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad rozstrzygnęła przetarg na dzierżawę terenów pod ogólnodostępne stacje ładowania samochodów elektrycznych dużej mocy w...

Rośnie ryzyko ataków na statki na szlakach Bliskiego Wschodu

Po amerykańskim ataku na irańskie instalacje nuklearne wzrosło ryzyko dla żeglugi w rejonie Półwyspu Arabskiego, co spotęgowało obawy o bezpieczeństwo...
Prof. Jakub Kupecki, dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ). Fot. Ministerstwo przemysłu

Reaktor Maria ma nowego dyrektora. Zaczyna od września

Ministerstwo przemysłu poinformowało, że nowym dyrektorem Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ), sprawującego pieczę nad Reaktorem Maria, będzie prof. Jakub Kupecki....

Udostępnij:

Facebook X X X