Hitna potreba za hvatanjem ugljika
Razina ugljičnog dioksida (CO₂) u našoj atmosferi dosegnula je rekordne vrijednosti, što uzrokuje opasne klimatske promjene. U 2024. godini, koncentracije CO₂ dosegle su oko 426 dijelova na milijun – otprilike 50% više nego u predindustrijskom razdoblju news.berkeley.edu. Smanjenje emisija je ključno, ali stručnjaci se slažu da to samo po sebi neće biti dovoljno. Međuvladin panel o klimatskim promjenama (IPCC) kaže da također moramo ukloniti milijarde tona CO₂ koji su već u zraku kako bismo postigli globalne klimatske ciljeve reuters.com, news.berkeley.edu. Tu na scenu stupaju tehnologije hvatanja ugljika: hvatanje CO₂ na izvoru (npr. elektrane ili tvornice), pa čak i izravno iz ambijentalnog zraka kako bi se postigle “negativne emisije.” Kako je rekao jedan klimatski znanstvenik, oslanjanje samo na uklanjanje ugljika je rizično – “Samo ambicioznim smanjenjem emisija u bliskoj budućnosti možemo učinkovito smanjiti rizike… [ali] uklanjanje CO₂ (CDR) moglo bi pomoći usporiti zagrijavanje” reuters.comreuters.com. Ukratko, trebamo hvatanje i uklanjanje ugljika uz smanjenje emisija, a nedavni napreci čine ove tehnologije sve izvedivijima.
Zašto hvatanje ugljika? Industrije koje je teško dekarbonizirati (cement, čelik, energija) i dalje ispuštaju velike količine CO₂. Hvatanje ugljika može ukloniti CO₂ iz njihovih ispušnih plinova, sprječavajući ga da dospije u zrak. Na primjer, sama proizvodnja cementa uzrokuje oko 7–8% globalnih emisija CO₂, a hvatanje tih “procesnih emisija” dugo se smatralo vrlo teškim ccsnorway.com. U međuvremenu, sustavi za izravno hvatanje iz zraka (DAC) mogu izvlačiti razrijeđeni CO₂ iz otvorenog zraka (oko 0,04% koncentracije) – što je ogroman izazov, ali nužno ako želimo smanjiti CO₂ koji se već nakupio u atmosferi news.berkeley.edu. “Izravno hvatanje iz zraka računa se kao način za preokretanje rasta razine CO₂… Bez toga, nećemo doseći cilj ograničavanja zagrijavanja na 1,5 °C,” navodi Centar za klimatske promjene UC Berkeleyja, sažimajući nalaze IPCC-a news.berkeley.edu.
Donedavno je hvatanje ugljika bilo skupo, energetski zahtjevno i uglavnom ograničeno na pilot-projekte. Tradicionalno hvatanje koristi tekuće amine (kemikalije koje vežu CO₂) u velikim tornjevima za pročišćavanje, što funkcionira za koncentrirane dimne plinove, ali troši puno energije – i nije učinkovito za niske razine CO₂ poput onih u zraku news.berkeley.edu. Međutim, 2024.–2025. znanstvenici i inženjeri diljem svijeta predstavili su nove strukture i tehnologije koje obećavaju da će hvatanje CO₂ učiniti znatno učinkovitijim, pristupačnijim i skalabilnijim. Od najmodernijih materijala nalik spužvi koji upijaju CO₂ do velikih novih postrojenja koja skladište CO₂ u tisućama tona, ove inovacije ubrzavaju utrku za čišćenje naše atmosfere.
U nastavku istražujemo najnovija dostignuća u hvatanju CO₂ – uključujući napredne materijale (metal-organske okvire, kovalentno-organske okvire, sorbense), nove procese (od hvatanja pri visokim temperaturama do DAC-a na solarni pogon) te velike projekte i inicijative diljem svijeta. Također uključujemo uvide vodećih znanstvenika i klimatskih stručnjaka o tome što ova dostignuća znače za borbu protiv klimatskih promjena.
Napredni materijali za hvatanje CO₂: MOF-ovi, COF-ovi i sorbensi
Velika revolucija u hvatanju ugljika dolazi iz znanosti o materijalima. Istraživači su stvorili nove porozne čvrste tvari s nevjerojatnim sposobnostima hvatanja CO₂ molekula. Dvije zvijezde su metal-organski okviri (MOF-ovi) i kovalentni organski okviri (COF-ovi) – kristalni materijali s nanoskopskim porama koje djeluju poput spužvi s velikom površinom za plinove. Ovi okviri mogu biti izrađeni po mjeri s kemijskim skupinama koje se vežu na CO₂, nudeći ogromna poboljšanja u odnosu na tradicionalne filtre s tekućim aminima energiesmedia.comatoco.com.
- MOF-ovi (metal-organske mreže): MOF-ovi se sastoje od metalnih atoma povezanih organskim veznicima, tvoreći otvorenu rešetku s unutarnjom površinom toliko velikom da “samo jedan gram ima ekvivalentnu površinu nogometnog igrališta” energiesmedia.com. Znanstvenici mogu ukrasiti pore MOF-ova funkcionalnim skupinama (poput amina ili drugih reaktivnih mjesta) kako bi selektivno hvatali CO₂. MOF-ovi se proučavaju za hvatanje CO₂ više od desetljeća, ali nove formulacije podižu performanse na novu razinu. Na primjer, krajem 2024. tim sa UC Berkeleyja pod vodstvom prof. Jeffreyja Longa otkrio je MOF koji može hvatati CO₂ iz vrućih dimnih plinova – na 300 °C, daleko iznad granica konvencionalnih materijala news.berkeley.edu. Ovaj MOF, poznat kao ZnH-MFU-4𝓁, koristi cinkov hidrid (ZnH) mjesta u svojim porama umjesto amina, a ona su se pokazala izuzetno stabilnima na visokim temperaturama news.berkeley.edu. “Naše otkriće moglo bi promijeniti način na koji znanstvenici razmišljaju o hvatanju ugljika. Otkrili smo da MOF može hvatati CO₂ na dosad nezamislivo visokim temperaturama… što se prije nije smatralo mogućim,” rekao je dr. Kurtis Carsch, koautor studije news.berkeley.edu. Materijal je postigao više od 90% hvatanja CO₂ u simuliranom ispuhu (razina nazvana “duboko hvatanje”), čak i na ~300 °C, s kapacitetom usporedivim s najboljim sorbensima na bazi amina news.berkeley.edu. Ovo je prekretnica za industrije poput cementa i čelika, gdje temperature dimnih plinova često prelaze 200–400 °C news.berkeley.edu. Umjesto ugradnje složenih sustava za hlađenje radi korištenja konvencionalnog hvatanja, ovakvi MOF-ovi za visoke temperature mogli bi jednog dana biti integrirani izravno u dimnjake. Kako je prof. Long istaknuo, “Ovaj rad pokazuje da se s pravom funkcionalnošću – ovdje, cinkovim hidridnim mjestima – brzo, reverzibilno i visokokapacitetno hvatanje CO₂ doista može postići na visokim temperaturama poput 300 °C” news.berkeley.edu. Istraživači sada proučavaju varijante ovog MOF-a i podešavaju njegova metalna mjesta kako bi ciljali druge plinove ili dodatno povećali kapacitet news.berkeley.edu.
- COF-ovi (kovalentni organski okviri): COF-ovi su poput MOF-ova, ali bez metala – u potpunosti su sastavljeni od lakih elemenata (C, H, N, O) povezanih snažnim kovalentnim vezama. To ih može učiniti otpornijima na određene uvjete. U listopadu 2024. tim predvođen prof. Omarom Yaghijem (izumiteljem MOF-ova/COF-ova) i prof. Laurom Gagliardi predstavio je COF-999, novi COF za hvatanje CO₂ koji je zadivio istraživače svojim učinkom pme.uchicago.edu. COF-999 je porozna rešetka čiji su heksagonalni kanali “ukrašeni poliaminima” – zapravo, dugim lancima aminskih skupina uzgojenim unutar pora pme.uchicago.edu. Ovi amini djeluju kao molekularne kukice za CO₂. U testovima na UC Berkeley, samo mali uzorak COF-999 mogao je potpuno ukloniti CO₂ iz ambijentalnog zraka. “Propuštali smo zrak iz Berkeleyja – običan vanjski zrak – kroz materijal da vidimo kako će se ponašati, i bilo je prekrasno. Potpuno je očistio zrak od CO₂. Sve,” izvijestio je prof. Yaghi news.berkeley.edu. Prema istraživačima, 200 grama COF-999 (otprilike pola funte) može uhvatiti 20 kg CO₂ godišnje, otprilike koliko apsorbira odraslo stablo news.berkeley.edu. Važno je da je COF-999 izuzetno stabilan: pokazao je bez degradacije tijekom 100 ciklusa hvatanja i otpuštanja CO₂ pme.uchicago.edu. “Vrlo je stabilan i kemijski i termički, i može se koristiti najmanje 100 ciklusa,” rekla je prof. Gagliardi pme.uchicago.edu. Ova izdržljivost rješava veliki problem – mnogi raniji materijali bi se raspadali nakon ponovljene upotrebe, osobito zbog vode ili onečišćivača u zraku. Okosnica COF-999 izgrađena je od olefinskih (ugljik-ugljik) veza koje su među najjačima u kemiji news.berkeley.edu. Za razliku od nekih MOF-ova koji su se raspadali na vlažnom zraku ili u bazičnim uvjetima, ovaj COF je otporan na vodu, kisik i druge plinove news.berkeley.edu. “Hvatanje CO₂ iz zraka je vrlo izazovno – potrebni su vam veliki kapacitet, visoka selektivnost, stabilnost na vodu, niska temperatura regeneracije, mogućnost skaliranja… To je težak zadatak,” objasnio je Yaghi, “Ovaj COF ima snažnu okosnicu, zahtijeva manje energije, i pokazali smo da može izdržati 100 ciklusa wbez gubitka kapaciteta. Nijedan drugi materijal nije pokazao takve performanse” news.berkeley.edu. Zapravo, Yaghi je nazvao COF-999 “u osnovi najboljim materijalom za izravno izdvajanje CO₂ iz zraka” do danas news.berkeley.edu. Unos CO₂ iznosi do 2 milimola po gramu sorbensa, što ga svrstava među najbolje čvrste sorbense news.berkeley.edu. A budući da otpušta CO₂ kada se zagrije na samo ~60 °C (140 °F), potencijalno bi mogao koristiti izvore niskokvalitetne topline za regeneraciju news.berkeley.edu. Tim već koristi AI tehnike za dizajniranje još boljih okvira, s ciljem materijala koji bi mogli uhvatiti “dvostruko više CO₂” prije potrebe za regeneracijom pme.uchicago.edu. Takvo otkrivanje vođeno umjetnom inteligencijom je rastući trend: na primjer, istraživači sa Sveučilišta Illinois Chicago i Argonne National Lab nedavno su koristili računalni okvir za pretraživanje 120.000 hipotetskih MOF struktura i identificirali obećavajuće za hvatanje CO₂ energiesmedia.com. Yaghijev laboratorij također je pokrenuo startup, Atoco, za komercijalizaciju ovih retikularnih materijala za hvatanje ugljika.
- Čvrsti sorbensi i drugi materijali: Osim MOF-ova i COF-ova, testira se niz novih čvrstih sorbenasa. To uključuje modificirane zeolite, porozne polimere, ionsko-izmjenjivačke smole, pa čak i materijale inspirirane biologijom. Mnogi su funkcionalizirani aminskim skupinama kako bi kemijski vezali CO₂. Cilj je postići visok kapacitet i selektivnost za CO₂ uz manju potrošnju energije za regeneraciju nego kod otopina amina. Neki startupovi istražuju sorbense na bazi enzima ili elektrokemijsko hvatanje CO₂ (korištenje električne energije za otpuštanje CO₂ umjesto topline). Drugi, poput Heirloom Carbon iz SAD-a, primjenjuju drugačiji pristup: koriste prirodno prisutne minerale. Heirloom rasprostire kalcijev oksid (dobiven iz vapnenca) koji pasivno apsorbira CO₂ iz zraka pretvarajući se natrag u kalcijev karbonat, a zatim ga zagrijava kako bi otpustio čisti CO₂ i regenerirao oksid. Ovaj mineralni kružni proces koristi jeftine, obilne materijale (praktički ubrzano trošenje vapnenca). U 2023.–2024. Heirloom je privukao velika ulaganja za širenje – prikupivši više od 150 milijuna dolara – i gradi svoje prve komercijalne pogone businesswire.com, heirloomcarbon.com. Iako je sporiji od sustava s ventilatorima, mineralni DAC može biti niske cijene i radi na toplinu; Heirloom tvrdi da može postići troškove uklanjanja manji od 100 USD/tonu na velikoj skali. U međuvremenu, membrane za hvatanje CO₂ bilježe postupna poboljšanja, iako uglavnom rade za koncentrirane plinove. Istraživači također razvijaju hibridne sorbense (na primjer, vezanje enzima ili materijala nalik tekućinama na čvrste nosače) kako bi kombinirali najbolje osobine svakog. Spektar materijala brzo se širi, uz pomoć AI dizajna i visokoprotočnog testiranja. Kako je jedan energetski medij primijetio, “sofisticirani metal-organski okviri… funkcioniraju poput molekularnih spužvi”, a u kombinaciji s pametnim procesnim inženjeringom (poput ciklusa vakuumskog zamaha), novi sustavi su pokazali do 99% uklanjanja CO₂ u laboratorijskim testovima – znatno iznad 50–90% tipičnih za stariju tehnologiju energiesmedia.com. Ukratko, napredni materijali omogućuju hvatanje ugljika da bude učinkovitije (hvatajući veći udio CO₂, >95–99% u nekim slučajevima) uz manju potrošnju energije. Na primjer, jedan novi MOF filter postigao je istu stopu hvatanja CO₂ uz oko 17% manju potrošnju energije i 19% niže troškove u usporedbi s konvencionalnim aminskim sustavima energiesmedia.com. Sva ta poboljšanja su ključna, jer manja potrošnja energije znači jeftiniji rad i manji klimatski otisak samog procesa hvatanja.
Inovativni procesi hvatanja CO₂ i sinergije
U tandemu s novim materijalima, inženjeri iznova osmišljavaju kako se CO₂ hvata i oslobađa, čineći proces praktičnijim. Tradicionalno hvatanje ugljika često koristi adsorpciju s promjenom temperature ili tlaka – sorbens se izlaže plinu kako bi adsorbirao CO₂, a zatim se promijene uvjeti (zagrijavanjem ili snižavanjem tlaka) kako bi se CO₂ otpustio za skladištenje. Nove tehnike poboljšavaju ovaj ciklus:
- Sinergija “moisture-swing” i prikupljanja vode: Probojna ideja iz 2024. bila je koristiti vodenu paru za pomoć pri desorpciji CO₂. U radu objavljenom u Nature Communications (studeni 2024.), istraživači su pokazali da dodavanje naleta vlage može dramatično smanjiti energiju potrebnu za regeneraciju DAC sorbenata nature.com. Njihova metoda hvata i vodu i CO₂ iz zraka pomoću čvrstog aminskog sorbenta; zatim, na oko 100 °C, uvode koncentriranu vodenu paru koja učinkovito izbacuje CO₂ sa sorbenta. Proces je dao 97,7% čistog CO₂ (spremnog za skladištenje ili upotrebu) i istovremeno proizveo svježu vodu, sve bez potrebe za vakuum pumpama ili parnim kotlovima visokog tlaka nature.com. Zapravo, jednostavno ispiranje parom na licu mjesta bilo je dovoljno za povrat 98% uhvaćenog CO₂ uz oko 20% manje energije nature.com. Još impresivnije, demonstrirali su prototip koji u potpunosti pokreće solarna toplina, pokazujući potencijal za DAC jedinice koje rade na obnovljivu energiju u udaljenim područjima nature.com. Ovaj koncept “distribuiranog DAC-a” – korištenje sunčeve svjetlosti i ambijentalne vlage – mogao bi omogućiti pristupačno uklanjanje ugljika u područjima s malo vode, uz istovremenu proizvodnju vode. To je domišljat zaokret u problemu: voda se obično smatra onečišćivačem u hvatanju CO₂ (vlažan zrak čini mnoge sorbente manje učinkovitima), ali ovdje voda postaje prednost za oslobađanje CO₂.
- Energetski učinkovita regeneracija: Drugi fokus je povećanje učinkovitosti faze oslobađanja CO₂. Jedan primjer je integracija topline. U prvom svjetskom projektu hvatanja ugljika u cementari u Norveškoj (o kojem će kasnije biti riječi), inženjeri su implementirali sustav za povrat topline pri hvatanju ugljika: otpadna toplina iz kompresora za CO₂ reciklira se za stvaranje pare koja pomaže pogoniti aminski pročistač, osiguravajući oko trećinu potrebne topline za regeneraciju man-es.com. Ponovnom upotrebom topline koja bi inače bila izgubljena, sustav značajno smanjuje energetski trošak hvatanja man-es.com. Digitalna optimizacija procesa također je skratila vrijeme pokretanja i eliminirala neke nepotrebne komponente, čineći sustav fleksibilnijim u radu man-es.comman-es.com. Slično tome, mnogi novi sustavi za hvatanje koriste vakuumsku ili tlačnu adsorpciju s naprednim sorbensima kako bi u potpunosti izbjegli zagrijavanje: stvaraju vakuum kako bi oslobodili CO₂ iz sorbensa na sobnoj temperaturi, štedeći energiju. Neki dizajni izmjenjuju dva ili više ležajeva sorbensa, tako da jedan hvata dok se drugi regenerira, osiguravajući kontinuirani rad (tako rade Climeworksovi DAC moduli, koristeći paru niskog tlaka ili vakuum za regeneraciju svojih filtera).
- Elektrokemijski i katalitički pristupi: Osim toplinskih/tlačnih promjena, tvrtke inoviraju s hvatanjem CO₂ pogonjenim električnom energijom. Na primjer, MIT-ov spin-off Verdox razvija elektro-adsorpciju, gdje primjena napona mijenja afinitet materijala za CO₂ – zapravo, “punite” sorbens da pokupi CO₂, a zatim ga “praznite” kako bi otpustio CO₂, bez značajnog zagrijavanja. Ovo bi se moglo napajati obnovljivom električnom energijom i modularno skalirati. Drugi istraživači dodaju katalizatore u sustave na bazi otapala kako bi smanjili energiju potrebnu za oslobađanje CO₂ (npr. enzimi karboanhidraze ili metalni katalizatori koji pomažu razbiti vezu CO₂-amina na nižim temperaturama). Iako su ovi pristupi uglavnom u fazi istraživanja i razvoja, predstavljaju obećavajuću granicu za smanjenje energetskih troškova hvatanja korištenjem pametnije kemije umjesto grube topline.
- Hibridni sustavi (CCUS): Neki novi sustavi kombiniraju hvatanje CO₂ s trenutnom uporabom kako bi poboljšali ekonomsku isplativost. Na primjer, postoje dizajni za izravno hvatanje CO₂ iz zraka za goriva, gdje se CO₂ izvučen iz zraka dovodi u reaktor (s zelenim vodikom) za proizvodnju sintetičkih goriva. Postoje pilot-projekti koji povezuju DAC jedinice s sintezom goriva ili s proizvodnjom betona (mineralizacija CO₂ u građevinske materijale). U jednom značajnom projektu, DAC tehnologija Carbon Engineeringa bit će uparena sa sintezom goriva tvrtke Air Company u predloženom postrojenju za proizvodnju avionskog goriva iz atmosferskog CO₂. Drugi hibridni koncept je BECCS (bioenergija s CCS-om), gdje elektrane na biomasu hvataju svoje CO₂ emisije – postižući neto negativne emisije jer CO₂ dolazi iz atmosferskog ugljika koji su biljke fiksirale. Takve inovacije su još uvijek u začecima, ali bi mogle stvoriti izvore prihoda (goriva, proizvodi) koji nadoknađuju troškove hvatanja, pomažući širenju tehnologije.
Općenito, tema je učinkovitost i integracija: stvaranje CO₂ jedinica za hvatanje koje su poput pametnih strojeva što prikupljaju CO₂ uz minimalnu potrošnju energije, često koristeći prirodne procese (poput kruženja vode, otpadne topline ili obnovljive energije). Ova tehnološka dostignuća, u kombinaciji s naprednim materijalima, donose rekordne rezultate u laboratorijima i ranim demonstracijama. Na primjer, koristeći prilagođeni MOF filter i vakuumski ciklus, jedan je tim nedavno postigao 99% uklanjanja CO₂ u laboratorijskim testovima uz oko 17% manju potrošnju energije nego starije metode energiesmedia.com, energiesmedia.com. Sva ova poboljšanja nas približavaju snu o isplativom hvatanju ugljika u velikim razmjerima.
Hvatanje ugljika na izvoru: čišćenje industrije
Hvatanje CO₂ iz točkastih izvora – poput elektrana, tvornica i rafinerija – ključni je dio ublažavanja klimatskih promjena. Ovi izvori proizvode CO₂ u visokoj koncentraciji i velikim količinama, pa hvatanje na tim mjestima može spriječiti velike emisije da uopće dospiju u zrak. Nekoliko velikih događaja u 2024.–2025. dodatno je potaknulo hvatanje ugljika na izvoru:
- Cement i čelik – Prvi projekti u punom opsegu: Početkom 2025. norveški projekt za hvatanje i skladištenje ugljika Longship obilježio je povijesnu prekretnicu: postrojenje Brevik CCS postalo je prva svjetska tvornica za hvatanje CO₂ u punom opsegu u cementari ccsnorway.com. Nakon završetka izgradnje krajem 2024., Brevik CCS je započeo s hvatanjem CO₂ iz cementare Heidelberg Materials u Breviku, Norveška. Do svibnja 2025. već je sigurno uhvatio prvih 1.000+ tona CO₂ tijekom probnih pokretanja ccsnorway.com. Kada bude potpuno operativan, hvata će 400.000 tona CO₂ godišnje, čime će eliminirati oko 50% emisija postrojenja man-es.com. Ovaj CO₂ se ukapljuje na licu mjesta i otprema u trajno skladište ispod Sjevernog mora kao dio projekta Northern Lights ccsnorway.com. Ovo je proboj za tešku industriju – kako je izjavila Gassnova (norveška agencija za CCS), “Cementni sektor čini 7–8% globalnih emisija CO₂… Hvatanje procesnih emisija iz ove industrije dugo se smatralo izuzetno izazovnim. Činjenica da Brevik CCS sada u praksi hvata CO₂ je proboj… tehnološki i industrijski” ccsnorway.com. To dokazuje da se čak i industrijski CO₂ koji je “teško smanjiti” može hvatati u velikom opsegu. Sljedeći na redu, norvejsko postrojenje za energiju iz otpada u Oslu trebalo bi započeti s hvatanjem CO₂ (~400.000 tona/god) 2026., dodatno demonstrirajući CCS u raznim sektorima.
- Hvatanje na visokim temperaturama za industriju: Jedna velika prepreka za industrije poput čelika i cementa bila je ta što su njihovi ispusti previše vrući za konvencionalne CO₂ apsorbere (koji zahtijevaju hlađenje plinova na ~40–60 °C). Hlađenje tih plinova troši energiju i vodu, što otežava primjenu news.berkeley.edu. Novi MOF na bazi cinkovog hidrida sa UC Berkeleyja (spomenut ranije) izravno rješava ovaj problem: hvata CO₂ na 300 °C, što je tipično za dimne tokove cementara/čeličana news.berkeley.edu. U testovima koji simuliraju stvarni ispust (20–30% CO₂, uz prisutnost drugih plinova), ovaj MOF je uhvatio više od 90% CO₂ čak i na temperaturama sličnim onima u pećima news.berkeley.edu. Takvi materijali mogli bi omogućiti nadogradnju sustava za hvatanje na industrijskim pećima bez potrebe za velikim hladnjacima. Kako je dr. Carsch napomenuo, to otvara “nove smjerove u znanosti o separaciji” – dizajniranje sorbenata koji rade u ekstremnim uvjetima news.berkeley.edu. Za sada većina projekata hvatanja na izvoru i dalje koristi poboljšane aminske otopine ili hvatanje na bazi amonijaka, ali i one se unapređuju. Kina je, primjerice, 2024. najavila da će pilotirati hvatanje ugljika na nekoliko termoelektrana na ugljen do 2027., uz pokuse suizgaranja biomase i amonijaka radi smanjenja emisija spglobal.com. Kineski inženjeri razvili su vlastite sustave za hvatanje na bazi otapala, pa čak i membranske kontaktore za dimne plinove elektrana. Kako raste politička podrška (kineske smjernice iz 2024. uključile su CCUS u službenu dekarbonizacijsku mapu puta climateinsider.com), uskoro očekujemo demonstracijske jedinice za hvatanje velikih razmjera na elektranama na ugljen i plin u Aziji.
- Elektrane na prirodni plin s CCS-om: U SAD-u i Ujedinjenom Kraljevstvu napreduju planovi za izgradnju prvih elektrana na plin s potpunim hvatanjem ugljika. U britanskoj regiji Teesside, projekt Net Zero Teesside ima za cilj opremiti novu elektranu na plin s CCS-om do kraja ovog desetljeća, šaljući CO₂ u podmorsko skladište u Sjevernom moru. U SAD-u, NET Power (američki startup) razvio je Allam-ciklus elektranu koja inherentno proizvodi čisti tok CO₂ izgaranjem prirodnog plina s čistim kisikom u CO₂ mediju – zapravo energetski ciklus koji daje tekući CO₂ spreman za sekvestraciju. Očekuje se da će NET Power elektrana od 300 MW biti puštena u pogon u Teksasu do 2026., potencijalno postajući prva elektrana na plin bez emisija takve vrste. Ovi integrirani dizajni mogli bi omogućiti proizvodnju čiste energije uz hvatanje gotovo 100% proizvedenog CO₂.
- Jeftinija otapala i modularni sustavi: Brojne tvrtke rade na postupno boljim tehnologijama hvatanja CO₂ na izvoru – na primjer, Mitsubishi Heavy Industries i Aker Carbon Capture obje su uvele poboljšane sustave aminskih otapala koji smanjuju potrošnju energije za oko 30% u usporedbi sa starijim aminima, zahvaljujući vlasničkoj kemiji koja veže CO₂ jednako čvrsto, ali ga lakše otpušta. Modularne jedinice za hvatanje (montirane na postolju) nude se na tržištu i mogu uhvatiti, recimo, 30–100 tona CO₂ dnevno iz manjih industrijskih izvora (poput tvornica etanola ili cementara) bez velike infrastrukture. Ove manje jedinice mogu se replicirati za povećanje kapaciteta. U Japanu je vlada postavila cilj za 2030. da se uhvati 6–12 milijuna tona CO₂ godišnje (uključujući iz industrije) i financira istraživanje i razvoj novih generacija otapala i metoda adsorpcije iea.org. Cilj je učiniti hvatanje ugljika plug-and-play rješenjem za mnoge pogone, umjesto da se svaki put rade posebni mega-projekti.
Općenito, hvatanje ugljika na izvoru emisije u 2024.–2025. prelazi iz pilot faze u stvarne projekte koji presreću CO₂ iz industrijskih pogona. S prvim postrojenjima poput Brevika koja dokazuju da je to izvedivo, fokus je sada na smanjenju troškova i potrošnje energije – gdje će nove materijale i procesi imati veliku ulogu. Konačna vizija je da bi u bliskoj budućnosti termoelektrana na ugljen ili cementara mogli jednostavno dodati modularni sustav za hvatanje ispunjen naprednim sorbensima (možda MOF peletima ili sličnim), koji mogu ukloniti >90% CO₂ čak i iz vrućih, prljavih ispušnih plinova, a zatim taj CO₂ ili reciklirati u proizvode ili ga sigurno pohraniti pod zemlju. Kako se ova rješenja budu širila, mogu znatno smanjiti ugljični otisak ključnih industrija tijekom prijelaza na čišće alternative.
Izravno hvatanje iz zraka: izvlačenje CO₂ iz zraka
Dok hvatanje na izvoru sprječava nove emisije, izravno hvatanje iz zraka (DAC) ima za cilj zapravo smanjiti CO₂ koji je već u atmosferi. DAC se često uspoređuje s “usisavačem za atmosferu” – zastrašujući zadatak s obzirom na to da CO₂ čini samo oko 0,04% zraka. No, 2024.–2025. DAC je ostvario opipljiv napredak, s novim postrojenjima koja su počela s radom i boljim sorbensima koji čine proces izvedivijim.
Širenje DAC postrojenja: U svibnju 2024. švicarska tvrtka Climeworks pustila je u pogon najveće svjetsko DAC postrojenje do sada, nazvano Mammoth, na Islandu climeworks.com. Mammoth je otprilike 10 puta veći od prethodnog Climeworksovog postrojenja Orca. Kada bude potpuno operativan, njegovih 72 modularna CO₂ kolektora hvataće do 36.000 tona CO₂ godišnje iz zraka climeworks.com. Postrojenje koristi obnovljivu geotermalnu energiju Islanda; nakon hvatanja, CO₂ se predaje Carbfixu, islandskom partneru, koji ga ubrizgava duboko pod zemlju gdje se mineralizira u kamen climeworks.com. Mammoth je započeo instalacijom 12 svojih kolektorskih jedinica u 2024. i započeo je “hvatanje svog prvog CO₂”, a završetak se očekuje do kraja 2024. climeworks.com. Su-direktor Climeworksa Jan Wurzbacher nazvao je to “još jednom potvrdom na našem putu širenja do megatonskog kapaciteta do 2030. i gigatonskog do 2050.”, ističući da tvrtka stječe neprocjenjivo iskustvo u stvarnom svijetu o tome kako optimizirati DAC na većim razinama climeworks.com. Doista, Climeworks već ima sedam godina terenskog rada i obrađuje 200 milijuna podatkovnih točaka dnevno iz svojih postrojenja kako bi poboljšao performanse climeworks.com. Lekcije iz Mammotha poslužit će za još veće projekte: Climeworks je dio tri predložena “megatonska” DAC čvorišta u Sjedinjenim Državama, a sva su 2023. odabrana od strane američkog Ministarstva energetike za početno financiranje climeworks.com. Najveći od njih, Project Cypress u Louisiani, dobio je 50 milijuna dolara početkom 2023. za pokretanje inženjeringa; predviđeno je da će hvatati 1 milijun tona CO₂ godišnje kada bude izgrađen climeworks.com. Ova američka DAC čvorišta imaju za cilj iskoristiti obilnu obnovljivu energiju i geološko skladištenje za dramatično povećanje razmjera DAC-a.
SAD posebno ulaže velika sredstva u DAC. Godine 2022. vlada je izdvojila 3,5 milijardi dolara za regionalne DAC centre. Krajem 2024., Ministarstvo energetike pokrenulo je novu rundu financiranja od 1,8 milijardi dolara za podršku do 9 novih DAC postrojenja, u rasponu od srednje velikih (hvataju 2.000–25.000 tona/god) do velikih (≥25.000 tona/god), plus infrastrukturu “centara” za povezivanje s lokacijama za skladištenje ili upotrebu energy.gov. Ovaj program izričito traži “transformacijske” DAC tehnologije i pomoći će obećavajućim dizajnima da premoste jaz od pilot faze do komercijalne razine energy.gov. Ministrica energetike Jennifer Granholm istaknula je da će široka primjena DAC-a biti ključna za klimatske ciljeve SAD-a i novu čistu industriju. Nekoliko projekata visokog profila već je u tijeku: 1PointFive podružnica Occidental Petroleuma (u partnerstvu s Carbon Engineeringom) dobila je nagradu do 500 milijuna dolara od DOE-a 2024. za izgradnju DAC postrojenja u južnom Teksasu 1pointfive.com. Početnih 50 milijuna dolara bit će utrošeno na inženjering i opremu za postrojenje dizajnirano za hvatanje 500.000 tona CO₂ godišnje iz zraka, s planovima za povećanje na 1 milijun tona/god i na kraju do 30 milijuna godišnje na toj lokaciji 1pointfive.com. “Velikih razmjera DAC je jedna od najvažnijih tehnologija za pomoć organizacijama i društvu u postizanju neto nule,” rekla je izvršna direktorica Occidental-a Vicki Hollub, pohvalivši podršku DOE-a i izrazivši povjerenje u isporuku “uklanjanja CO₂ na klimatski relevantnoj razini” 1pointfive.com. DAC centar u južnom Teksasu koristit će visokotemperaturni DAC proces Carbon Engineeringa (koji koristi otopine kalijevog hidroksida i divovske kontaktore za apsorpciju CO₂, a zatim regenerira čisti CO₂ putem kalcinacije). Posebno je značajno da lokacija na King Ranchu, TX, ima podzemne slane formacije koje mogu skladištiti do 3 milijarde tona CO₂, omogućujući desetljeća rada 1pointfive.com. Kombiniranjem hvatanja i skladištenja na jednom mjestu, pojednostavit će se logistika i to bi moglo postati nacrt za buduće DAC farme.Globalna participacija: DAC nije samo američko/europski pothvat. U srpnju 2024. Kina je objavila da je “CarbonBox”, njezin prvi domaći DAC modul, prošao testove pouzdanosti news.cgtn.com. Razvijen od strane Sveučilišta Jiao Tong u Šangaju i državne tvrtke CEEC, CarbonBox je jedinica veličine transportnog kontejnera koja može uhvatiti preko 100 tona CO₂ godišnje iz zraka, s navedenom učinkovitošću hvatanja od 99% news.cgtn.com. Navodno je to do sada najveći DAC modul u Aziji, a više jedinica može se modularno postaviti kako bi se postigle milijunske razine godišnje news.cgtn.com. Svaka CarbonBox jedinica, otprilike veličine standardnog kontejnera, može se izgraditi i testirati u tvornici, a zatim otpremiti na lokaciju – vrlo sličan pristup onome kako Climeworks ili Carbon Engineering zamišljaju modularnu primjenu DAC-a. Kineski interes za DAC nadovezuje se na njezine ogromne kapacitete obnovljive energije, koji bi mogli napajati ove sustave. Drugdje, startupovi u Kanadi, Australiji i na Bliskom istoku također ulaze u ovu sferu. Na primjer, CarbonCapture Inc. u SAD-u razvija modularne DAC jedinice koristeći MOF sorbense i ima projekt u Wyomingu za korištenje obnovljive energije i mineralnog skladištenja. U Keniji, tvrtka pod nazivom Octavia Carbon ima za cilj izgraditi prvu afričku DAC tvornicu (i odabrana je kao XPRIZE finalist) koristeći geotermalnu energiju iz Rift Valley-a. Ovo područje postaje doista globalno, uz dijeljenje znanja kroz inicijative poput Mission Innovation “Carbon Dioxide Removal” i XPRIZE natjecanja.
Probojni sorbenti za DAC: Već smo raspravljali o COF-999, novom vodećem sorbentu za DAC, koji je “potpuno očistio zrak od CO₂” u testovima news.berkeley.edu. Materijali poput tog bit će ključni za poboljšanje DAC-a. Kada je Climeworks započeo prije deset godina, koristio je komercijalne sorbentne filtre (čvrsto vezane amine) koji su hvatali nekoliko desetaka miligrama CO₂ po gramu filtra. Novi MOF-ovi i COF-ovi mogu uhvatiti stotine miligrama po gramu, što je potencijalno skok za red veličine u kapacitetu. To znači manje, učinkovitije DAC jedinice. Stabilnost COF-999 u vlažnom zraku također rješava veliku bolnu točku – prethodni DAC sorbenti često su degradirali zbog vlage ili su zahtijevali predsušenje zraka (što troši energiju) nature.com. S vodootpornim sorbentima poput COF-999, DAC jedinice mogu raditi u stvarnom vanjskom zraku bez opsežne predobrade. Drugi obećavajući smjer je ciljanje na regeneraciju pri nižim temperaturama. Neki novi sorbenti mogu se regenerirati na 80–100 °C, što znači da otpadna toplina ili solarna toplina mogu pokretati DAC ciklus (kao što je studija u Nature pokazala s isparavanjem vodene pare na ~100 °C nature.com). Ovo izbjegava dodatno sagorijevanje goriva za dobivanje topline, čime je neto ugljična bilanca povoljnija. Nekoliko istraživačkih grupa također istražuje izravno hvatanje zraka s metalnim oksidima koji otpuštaju CO₂ kada se elektrokemijski reduciraju, nudeći alternativu toplinskom cikliranju.
Troškovna i energetska putanja: Povijesno gledano, DAC je bio vrlo energetski intenzivan – rane Climeworks jedinice trebale su ~2.000 kWh topline plus 500 kWh električne energije po toni CO₂, a troškovi su bili reda veličine $600–$1000 po toni. Nove tehnologije ciljaju na drastično smanjenje toga. Climeworks nije objavio točne brojke za Mammoth, ali tvrde da se svaka generacija postrojenja poboljšava. Pristup Carbon Engineeringa (kemijski na visokim temperaturama) procjenjuje potrošnju energije oko 8 GJ (2.200 kWh) prirodnog plina po toni i trošak od ~$250/toni u njihovom prvom velikom postrojenju, s potencijalom pada ispod $150 s većim opsegom. S materijalima poput COF-999 i poboljšanim procesima, neki istraživači predviđaju da bi DAC mogao pasti ispod $100 po toni unutar desetljeća – ključna granica za masovnu primjenu, jer je to otprilike trošak pri kojem izvlačenje ugljika iz zraka postaje održivo klimatsko rješenje uz druge mjere. Vladina potpora pomaže smanjiti troškove: američki porezni kredit 45Q sada nudi $180 po toni za CO₂ uklonjen iz zraka i pohranjen, pružajući poticaj za rane projekte. Na dobrovoljnom tržištu ugljika, korporacije poput Microsofta, Stripea i Shopifya uložile su sredstva u DAC putem ugovora o predujmu (kroz inicijative poput Frontier Climate), plaćajući sada premijske cijene kako bi pomogle tvrtkama da povećaju opseg i smanje buduće troškove.
Posebno je značajno da je Microsoft 2023. pristao kupiti 315.000 tona uklanjanja CO₂ tijekom 10 godina od Heirloom-a i CarbonCapture Inc.-a, što je snažan izraz povjerenja u DAC tehnologiju. A 2024. globalni zrakoplovni sektor, kroz inicijativu Jet Zero, počeo je ulagati u DAC kao izvor ugljičnih kredita za nadoknadu emisija iz zračnog prometa (na primjer, fond za održivost United Airlinesa uložio je novac u buduće DAC postrojenje). Sve ovo pokazuje da izravno hvatanje ugljika iz zraka, nekoć znanstveno-fantastični koncept, brzo postaje industrija. “DAC posebno više nije samo koncept, već opipljiva industrija,” navodi se u izvješću sa Climeworks’ 2023 DAC Summita climeworks.com. Ipak, potrebna razina je golema – neka istraživanja sugeriraju milijarde tona godišnje uklanjanja do sredine stoljeća kako bi se značajno ograničile klimatske promjene reuters.com. Trenutno smo na razini kilotona godišnje, pa je povećanje za 1.000 ili 1.000.000 puta veliki izazov koji je pred nama. Nagrada XPRIZE za uklanjanje ugljika 2025. dodijelit će 50 milijuna dolara timovima koji mogu pokazati održive puteve za uklanjanje 1.000+ tona dnevno, naglašavajući koliko je potreba hitna i velika.
Vladine i privatne inicijative koje pokreću napredak
Prepoznajući važnost hvatanja CO₂, vlade i industrije diljem svijeta pokrenule su velike inicijative u posljednje dvije godine:
- Sjedinjene Američke Države – “Carbon Capture Moonshot”: SAD se istaknuo kao lider u financiranju hvatanja i uklanjanja ugljika. Osim spomenutog DAC hub programa (3,5 milijardi dolara), Ured za fosilnu energiju i upravljanje ugljikom Ministarstva energetike ulaže i u hvatanje ugljika na izvoru – primjerice, u istraživanje i razvoj sljedeće generacije hvatanja za plinske elektrane i industrijska postrojenja, a pilot-projekti poput Project Cypress također će hvatati iz etanolskog postrojenja uz DAC. Godine 2024. DOE je također najavio 2,6 milijardi dolara za proširenje infrastrukture za transport i skladištenje CO₂ (npr. cjevovodi i skladišne bušotine) efifoundation.org, jer hvatanje CO₂ ima smisla samo ako ga možete sigurno pohraniti ili iskoristiti. Širi klimatski zakon Bidenove administracije (Inflation Reduction Act) značajno je povećao 45Q porezni kredit (sada do 85 USD/toni za pohranjeni CO₂ s izvora, i 180 USD/toni za pohranjeni DAC CO₂), što je potaknulo val planiranih projekata hvatanja ugljika u energetici, etanolu i industriji dok tvrtke nastoje ostvariti kredite. Na primjer, više plinskih elektrana u Louisiani i Kaliforniji sada razmatra dodavanje jedinica za hvatanje kako bi ostvarile 45Q. Vlada također nastavlja podržavati poboljšanu eksploataciju nafte (EOR) s CO₂ – iako kontroverzno, CO₂-EOR (ubrizgavanje uhvaćenog CO₂ u naftna polja radi povećanja proizvodnje nafte) ipak pohranjuje dio CO₂ i može donijeti prihode za pokrivanje troškova hvatanja. Dio CO₂ iz DAC huba u Teksasu možda će u početku ići u EOR. Osim toga, SAD financira centre za skladištenje (poput slanih formacija na obali Meksičkog zaljeva i Srednjem zapadu) koji mogu preuzeti CO₂ s mnogih mjesta hvatanja. Svi ovi potezi stvaraju ekosustav za upravljanje ugljikom.
- Europa – Politika i projekti: EU i UK također snažno ulažu u hvatanje ugljika, s naglaskom na dekarbonizaciju industrije. Vlada Ujedinjenog Kraljevstva je 2023. odabrala dva industrijska klastera (Humber i Liverpool Bay) kao Track-1 CCUS klastere koji će dobiti financiranje i podršku. Ovi klasteri planiraju opremiti više tvornica i elektrana sustavima za hvatanje CO₂ do otprilike 2030., povezane zajedničkim CO₂ cjevovodima koji vode do skladištenja na moru u Sjevernom moru. Projekti uključuju Drax bioenergiju s CCS (BECCS) postrojenje – s ciljem hvatanja 8 milijuna tona godišnje iz elektrane na biomasu – i Net Zero Teesside elektranu s CCS-om. EU-ov Inovacijski fond dodijelio je sredstva za nekoliko CCS projekata, poput jedinice za hvatanje ugljika u tvornici Dyneema u Nizozemskoj i DAC projekata u kojima sudjeluju Climeworks i Carbfix na Islandu (koji su pomogli izgradnji Orca i Mammoth) climate.ec.europa.eu. U 2024. EU je također predložila obvezujući cilj za uklanjanje 5–10% emisija putem CDR-a do 2040., što u biti nalaže državama članicama da primjenjuju tehnologije poput DAC-a ili pošumljavanja za uklanjanje CO₂ iz atmosfere climeworks.com. Norveška, osim Longshipa, planira “Longship 2” za proširenje CO₂ infrastrukture i moguće dodavanje novih mjesta za hvatanje (poput proizvodnje vodika s CCS-om). I diljem Europe provode se brojna pilot postrojenja – od švicarske tvornice koja hvata CO₂ iz dimnih plinova spalionice otpada, do španjolskog projekta koji testira nove membrane za hvatanje CO₂ iz cementare. Važno je napomenuti da Europa razvija regulatorni okvir za certificiranje uklanjanja ugljika, kako bi tvrtke mogle ulagati u visokokvalitetna uklanjanja (poput DAC-a) i računati ih prema klimatskim ciljevima na provjeren način.
- Azija i Bliski istok: Svjedočili smo ulasku Kine u DAC s CarbonBoxom. Kina također upravlja nekim od najvećih svjetskih pilot postrojenja za hvatanje na izvoru – primjerice, postrojenje u Jiangsu hvata 500.000 tona godišnje iz postrojenja za pretvorbu ugljena u kemikalije za proizvodnju sode bikarbone. Državni divovi poput Sinopeca grade jedinice za hvatanje CO₂ u rafinerijama i petrokemijskim postrojenjima (koristeći CO₂ za EOR ili kemikalije). Na Bliskom istoku, Saudijska Arabija i UAE najavili su planove za masovno uvođenje tehnologija za hvatanje ugljika kao dio svojih neto-nula obećanja (npr. saudijski NEOM projekt uključuje DAC ambicije, a UAE-ov ADNOC proširuje hvatanje CO₂ iz prerade plina). Posebno je izravno hvatanje iz zraka istaknuto na COP28 krajem 2023./početkom 2024., čiji je domaćin bio UAE – na licu mjesta je čak bila i demonstracijska DAC jedinica. Obje bogate zaljevske države imaju idealne uvjete za DAC: jeftino zemljište, puno solarne energije i geologiju pogodnu za skladištenje CO₂. Možda ćemo vidjeti prve DAC “farme” na razini gigatona izgrađene u tim regijama ako troškovi padnu.
- Privatni sektor i startupovi: Deseci startupova utrkuju se u inovacijama na području hvatanja ugljika. Osim već spomenutih (Climeworks, Carbon Engineering/1PointFive, Heirloom, CarbonCapture Inc., Octavia, Verdox), tu su i Global Thermostat (koji je razvio DAC proces koristeći aminskim premazom obložene porozne sorbense na valovitim pločama), Svante (koristi filtre sa čvrstim sorbensima u rotirajućem ležištu za hvatanje na izvoru; tvrde da njihovi filtri na bazi MOF-a mogu uhvatiti CO₂ za manje od 50 USD/toni u industrijskim postrojenjima), i Mission Zero (sa sjedištem u UK-u, radi na elektrokemijskom DAC-u). Naftne i plinske kompanije ulažu u mnoge od ovih – Occidental u Carbon Engineering, Chevron u Svante, United Airlines u tvrtke za uklanjanje ugljika itd. U međuvremenu, Atoco, startup koji je osnovao pionir MOF-a Omar Yaghi, razvija “nove retikularne materijale” za opskrbu rješenjima za hvatanje ugljika i prikupljanje vode iz atmosfere atoco.com. “Naša tehnologija koristi 50% manje energije za hvatanje i odvajanje CO₂ izravno iz zraka ili dimnih plinova,” kaže Atocov CEO Samer Taha atoco.com. Tvrtka je razvila materijale s iznimno visokim afinitetom za CO₂, što “dramatično smanjuje energetske zahtjeve i troškove” za hvatanje atoco.com. Ovakvo poboljšanje moglo bi učiniti manje, modularne jedinice za hvatanje ekonomski isplativima u mnogim primjenama.
Na financijskoj strani, privatni kapital ulijeva se u hvatanje i uklanjanje ugljika. Ulaganja rizičnog kapitala u startupove za uklanjanje ugljika naglo su porasla (na stotine milijuna dolara u cijelom sektoru). A korporacije stvaraju kupovne klubove kako bi osigurale buduću potražnju: konzorcij Frontier (financiran od strane Stripea, Alphabeta, Mete itd.) obvezao se na 1 milijardu USD za kupnju trajnog uklanjanja ugljika ovog desetljeća, čime zapravo jamči tržište za tvrtke koje mogu isporučiti provjerljivo uklanjanje CO₂. To je startupovima dalo sigurnost za širenje istraživanja i razvoja. Čak se pojavljuju i tržišta za kredite za uklanjanje ugljika, iako su količine još male, a cijene visoke (trenutno 500+ USD po toni za DAC kredite).
Sve ove inicijative – javne i privatne – ukazuju na snažan zamah iza hvatanja ugljika. Kako je istaknuo Global CCS Institute, uvođenje hvatanja ugljika još uvijek zaostaje za onim što je potrebno za klimatske ciljeve, ali jaz se počinje smanjivati zahvaljujući ovim novim politikama i projektima catf.us. Postoji osjećaj da je trenutak za hvatanje ugljika stigao, ne kao alternativa smanjenju emisija, već kao nužna paralelna strategija.
Izgledi i stručna mišljenja
Dok stojimo u 2025., tehnologije hvatanja i uklanjanja ugljika prelaze iz znanstvene fantastike u činjenicu, ali značajni izazovi ostaju. Vodeći znanstvenici naglašavaju i potencijal i ograničenja ovih tehnologija:
S jedne strane, postoji optimizam. “To je u osnovi najbolji materijal za izravno izdvajanje CO₂ iz zraka,” rekao je Omar Yaghi o COF-999, izražavajući uzbuđenje zbog toga kako takva otkrića “otvaraju nove mogućnosti u našim naporima za rješavanje klimatskog problema” news.berkeley.edu. Mnogi u ovom području iskreno se nadaju da se uz stalne inovacije hvatanje ugljika može učiniti dovoljno učinkovitim i jeftinim za globalnu primjenu. Vizija je da ćemo za nekoliko desetljeća imati novu industriju razmjera moderne nafte i plina – ali obrnuto, koja djeluje širom svijeta kako bi izvlačila ugljik iz sustava. To bi moglo uključivati “divovske pročistače zraka” na strateškim lokacijama, kako zamišlja prof. Gagliardi, s DAC postrojenjima koja “značajno doprinose globalnim naporima za postizanje ugljične neutralnosti” pme.uchicago.edu. Klimatski modelari potvrđuju da će negativne emisije iz takvih tehnologija vjerojatno biti potrebne za nadoknadu najteže uklonjivih izvora (poput zrakoplovstva, poljoprivrede i povijesnih emisija) ako želimo ostati blizu zagrijavanja od 1,5 °C.
S druge strane, stručnjaci upozoravaju da se hvatanje ugljika ne smije promatrati kao čarobno rješenje ili izgovor za odgađanje smanjenja upotrebe fosilnih goriva. Dr. Fatih Birol, čelnik Međunarodne agencije za energiju, upozorio je da “nastavak poslovanja kao i dosad za naftu i plin uz nadu da će masovna primjena hvatanja ugljika smanjiti emisije je fantazija”. Drugim riječima, hvatanje ugljika može nadopuniti, ali ne i zamijeniti brzi prijelaz na čistu energiju x.com. Znanstvenici također napominju da uklanjanje ugljika rješava ugljični dioksid, ali ne i druge stakleničke plinove ili klimatske utjecaje. “Čak i ako ste snizili temperature [CDR-om], svijet koji ćemo gledati neće biti isti,” rekao je dr. Carl-Friedrich Schleussner, ističući da se problemi poput porasta razine mora neće jednostavno preokrenuti reuters.com. I moramo imati na umu razmjere: trenutno sva DAC postrojenja zajedno uklanjaju samo nekoliko tisuća tona CO₂ godišnje; priroda (šume, tlo) uklanja oko 2 milijarde tona; a da bi se stvarno pomoglo klimatskim ciljevima, možda će biti potrebno 7–10 milijardi tona godišnje uklanjanja do sredine stoljeća reuters.com. To je ogroman izazov – otprilike deseterostruko povećanje trenutnog uklanjanja prirode, ili tisuće DAC postrojenja veličine Mammotha. Da bi se to ostvarilo, bit će potrebna stalna inovacija, ulaganja i poticajna politika tijekom mnogo desetljeća.
Pouka iz razvoja u 2024.–2025. je da je krivulja učenja za hvatanje ugljika doista započela. Troškovi se postupno smanjuju, a projekti prve vrste dokazuju ključne koncepte. Vidimo prvu cementaru s CCS-om, prve DAC projekte na razini megatona koji su financirani, nove materijale koji ruše prijašnje granice (hvatanje CO₂ na 300 °C; preživljavanje 100+ ciklusa; rad u vlažnom zraku; hvatanje 99% CO₂, itd.), i vlade koje ulažu stvaran novac. Svaki uspjeh gradi znanje koje čini sljedeći projekt lakšim i jeftinijim. Kako je jedan izvještaj rekao, maraton za izgradnju industrije uklanjanja ugljika tek je započeo, ali trkači su napokon krenuli s početnih blokova youtube.com.
U nadolazećim godinama, obratite pažnju na te “megaprojekte” – ako projekti poput Project Cypress (SAD) ili britanskog Humber clustera uspiju, hvataće CO₂ u dosad neviđenim razmjerima i pokazati mogu li troškovi pasti kako se očekuje. Pratite i XPRIZE Carbon Removal natjecanje, koje je 2024. suzilo izbor na 20 finalista iz područja DAC-a, hvatanja iz oceana, mineralizacije i drugih xprize.org. Pobjednik (koji će biti objavljen 2025.) mora demonstrirati uklanjanje 1.000 tona CO₂ i održiv put do skaliranja na 1 milijun tona/godišnje. Ovo natjecanje je potaknulo kreativnost i dovelo do toga da su timovi poput Heirloom, Carbfix i drugi dobili pažnju i financiranje cen.acs.org.
U sažetku, nove strukture i tehnologije za hvatanje CO₂ brzo se pojavljuju – od najmodernijih COF kristala koji djeluju kao super-spužve za CO₂ news.berkeley.edu, do masivnih inženjerskih projekata koji ciljaju usisati ugljik iz zraka u količinama od megatona climeworks.com. Svaki doprinosi dijelu slagalice stabilizacije klime. Ton među stručnjacima je “oprezni optimizam.” Da, hvatanje ugljika je tehnički složeno i trenutno skupo, ali napredak iz 2024.–2025. pokazuje da ljudska domišljatost polako rješava te izazove. Kako je prof. Yaghi rekao o spajanju AI-a i kemije za dizajn boljih sorbenata, “Jako, jako smo uzbuđeni” news.berkeley.edu – a to uzbuđenje sve više dijele klimatski znanstvenici, inženjeri, investitori i kreatori politika koji hvatanje ugljika vide kao ključni alat za predaju nastanjivog planeta budućim generacijama.
Samo hvatanje ugljika neće spasiti svijet, ali nam može kupiti vrijeme i smanjiti naslijeđeno zagađenje dok obavljamo težak posao dekarbonizacije. S revolucionarnim tehnologijama koje su nam sada dostupne i još ih je više na vidiku, nekada teoretska ideja čišćenja naše atmosfere postaje stvarnost. Sljedećih nekoliko godina bit će ključno za primjenu ovih rješenja u velikim razmjerima – a ako uspijemo, buduće generacije bi se mogle osvrnuti i prepoznati ovo razdoblje kao početak nove ere uklanjanja ugljika, kada je čovječanstvo doslovno počelo čistiti nebo kako bi pomoglo vratiti sigurnu klimatsku ravnotežu.
Izvori: Istraživanja i vijesti o hvatanju ugljika (2024.–2025.) news.berkeley.edu, pme.uchicago.edu, ccsnorway.com, climeworks.com, 1pointfive.com, atoco.com, reuters.com, vladine objave i stručni komentari energy.gov, news.berkeley.edu, energiesmedia.com, man-es.com, i IPCC procjene o klimi news.berkeley.edu, reuters.com.
