Když mohl uhlík ležet miliony let pod zemí, proč by se tam nemohl zase vrátit? Technologie zachytávání a ukládání skleníkového oxidu uhličitého (CCS – Carbon dioxide Capture and Storage) hrají vedle energetických úspor či přechodu na obnovitelné zdroje významnou a v některých ohledech nezastupitelnou roli v boji s klimatickou změnou.

„Mezinárodní energetická agentura, která modeluje klimatickou neutralitu celé planety do roku 2070, počítá s tím, že by technologie CCS měla přispět ke snížení emisí oxidu uhličitého přibližně patnácti procenty. V praxi to znamená zachycení a uložení zhruba deseti miliard tun CO2 ročně,“ řekl Vít Hladík z České geologické služby, který se právě na ukládání CO2 pod zem specializuje.

Realita má ovšem k optimálním cílům ještě hodně daleko. V současnosti se totiž vtlačuje pod zemský povrch jen zhruba čtyřicet milionů tun CO2 ročně. Ve světě je v provozu 27 velkých průmyslových zařízení CCS, většina v Severní Americe.

Geologové ale momentálně zkoumají možnost vytvoření dalších nových úložišť po celém světě. Jedničkou jsou Spojené státy, které letos oznámily více než čtyřicet nových projektů. V Evropě je nejaktivnější Norsko, které buduje už třetí velké podmořské úložiště v rámci projektu Northern Lights (Polární záře). Bude spojeno potrubím s pobřežním terminálem, který bude přijímat CO2 dopravovaný loděmi z různých zařízení nejen z Norska, ale i z dalších zemí kolem Severního moře. Nejstarší norské úložiště přitom funguje už pětadvacet let, ročně pojme v průměru milion tun oxidu uhličitého.

Vedle Norska se technologie CCS včetně geologického ukládání oxidu uhličitého rozvíjejí rovněž v Británii, Nizozemsku, Dánsku, Francii nebo Itálii. A první pilotní projekt vzniká i na jižní Moravě. „Jak vyplývá z podkladů zpracovaných pro Strategický energetický technologický plán EU, v roce 2030 by mělo být v Evropě zachyceno a uloženo mezi třiceti a sto miliony tun oxidu uhličitého. To je poměrně hodně, ale myslím si, že to je reálné. Odpovídalo by to asi tak pětatřiceti až padesáti velkým projektům CCS, jako jsou teď v Norsku,“ konstatoval Hladík.

Na povrch neunikne

Princip ukládání CO2 pod zem je zdánlivě jednoduchý. Plyn zachycený při průmyslových výrobních procesech se obvykle stlačí do tekuté formy, která má téměř stejnou hustotu jako voda. Poté se přepraví k úložišti, kde se pomocí vrtu vtlačí hluboko pod zem do porézních horninových vrstev.

„Riziko úniku oxidu uhličitého ze správně vybraného a provozovaného geologického úložiště se limitně blíží nule. V úložišti působí přírodní fyzikálně-chemické mechanismy, které mimo jiné způsobily vznik a existenci ložisek ropy, zemního plynu a také, což se málo ví, přírodních ložisek CO2. Kromě toho, že nad úložištěm je laicky řečeno ‚poklička‘ z nepropustných hornin – jílů, jílovců nebo břidlic –, které oxid uhličitý prostě nepropustí k povrchu, působí tam i další procesy, které postupem času ještě zvyšují bezpečnost uložení CO2. Jde například o rozpouštění oxidu uhličitého v podzemní vodě nebo chemické reakce způsobující vazbu uhlíku v přítomných minerálech,“ vysvětlil Vít Hladík.

Že to z technologického hlediska až tak jednoduché není, dokládá i účast expertů z několika institucí a firem v probíhajícím výzkumném projektu. Účastní se ho Česká geologická služba, společnost MND, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava a Geofyzikální ústav Akademie věd ČR. Projekt s názvem O2-SPICER má mezinárodní přesah, spolupracují na něm totiž také experti z výzkumného centra NORCE v Norsku, kde mají s podzemními úložišti největší zkušenosti. Celkové náklady přesahují 68,6 milionu korun, přičemž většinu uhradí norské fondy, příspěvek poskytne rovněž Technologická agentura ČR.

První ve střední Evropě

Podzemní úložiště by u Hodonína mělo být přichystáno do roku 2024. „V současné době se připravuje pilotní úložiště oxidu uhličitého na dotěžovaném ložisku ropy a plynu,“ sdělila Dana Dvořáková, mluvčí společnosti MND. Firma vlastněná miliardářem Karlem Komárkem se zabývá především vyhledáváním a těžbou ropy a zemního plynu v České republice i v zahraničí a následným obchodováním s těmito surovinami. Dvořáková dodala, že na jižní Moravě půjde o velmi malý podzemní „sklad“, jehož cílem bude vyzkoušet ukládání CO2 v praxi.

„Rozhodně to nebude úložiště umožňující komerční ukládání oxidu uhličitého pro průmyslový provoz, natož pro uhelnou elektrárnu. Věříme ale, že tento pilotní projekt bude jen začátek a že jižní Morava má velký potenciál pro ukládání oxidu uhličitého. Rádi bychom využili svých znalostí a zkušeností a stali se lídry CCS aktivit v Česku. Do budoucna prověřujeme potenciál různých lokalit a možné využití našich vrtů i infrastruktury,“ sdělila Dvořáková.

Patrik Fiferna z České geologické služby potvrdil, že cílem pilotního projektu úložiště na jižní Moravě je vyzkoušet technologii v malém měřítku v tuzemských podmínkách a demonstrovat ji široké odborné i laické veřejnosti. „A to i proto, že ve střední a východní Evropě žádné úložiště ani projekt podobný tomu našemu zatím není. Projekt O2-SPICER by mohl fungovat skutečně jako vzor, příklad nebo demonstrace toho, že i v našem regionu jsou technologie CCS realizovatelné a že to umíme bezpečně udělat,“ řekl Fiferna.

Dodal, že kapacita úložiště v tomto kontextu není až tak důležitá. „Odhadujeme ji zhruba na půl milionu tun, ale přesné číslo získáme až v průběhu řešení projektu jako jeden z výsledků dynamického modelování,“ uvedl Fiferna.

Až 800 milionů tun

Konzervativní odhad celkové úložné kapacity v České republice je podle geologů kolem 800 milionů tun. Pro ukládání oxidu uhličitého jsou zapotřebí vhodné struktury v hloubkách přesahujících 800 metrů.

„Takový potenciál má hlavně východní část České republiky, geologicky takzvaná karpatská soustava, a středočeský permokarbon, tedy lokality například v žatecké, mšensko-roudnické nebo v mnichovohradišťské pánvi. Vhodnými strukturami jsou zejména vytěžená nebo dotěžovaná ložiska ropy a zemního plynu a také takzvané hluboké slané akvifery, což jsou porézní nebo rozpukané struktury vyplněné slanou vodou,“ uvedl Vít Hladík z České geologické služby.

Dodal, že většina tohoto potenciálu se nachází právě v posledně jmenovaných hlubokých slaných akviferech. „U nich je problém, že znalost geologie je u těchto struktur poměrně omezená. Nebyl důvod je příliš zkoumat, protože tam nejsou žádné zdroje surovin. Takže aby se tento potenciál, který je teď na teoretické úrovni, potvrdil, bude to vyžadovat investice do dodatečného průzkumu,“ upozorňuje Hladík. 

Bez CCS to nepůjde

V Evropě včetně České republiky bude technologie CCS potřeba zejména pro dekarbonizaci těch průmyslových výrob, kde vznikají takzvané procesní emise, jejichž produkci nelze zcela zabránit. Jde například o výrobu cementu, železa a oceli nebo o některé chemické výroby. Žhavým tématem je i využití CCS při produkci nízkoemisního, „modrého“ vodíku. Do budoucna se počítá s využitím CCS rovněž při zachytávání CO2 přímo z atmosféry (Direct Air Capture) a také při různých způsobech výroby bioenergií, což v obou případech pomůže snížit obsah CO2 v atmosféře.