Proboji u hvatanju CO₂: Napredni materijali i mega-projekti za izvlačenje ugljenika iz vazduha i industrije

U 2024. godini atmosferski CO₂ dostigao je oko 426 delova na milion, što je otprilike 50% više u odnosu na predindustrijski nivo.
Istraživači sa UC Berkeley razvili su cink-hidridni MOF nazvan ZnH-MFU-4_l koji može da hvata CO₂ iz vrelog dimnog gasa na 300°C sa efikasnošću većom od 90%, omogućavajući potencijalnu direktnu integraciju u dimnjake.
U oktobru 2024. COF-999, kovalentni organski okvir ukrašen poliaminom, potpuno je uklonio CO₂ iz ambijentalnog vazduha tokom testova, pri čemu je 200 grama hvatala oko 20 kilograma godišnje i bila stabilna tokom 100 ciklusa.
Novi MOF filter demonstrirao je uklanjanje do 99% CO₂ uz oko 17% manju potrošnju energije i 19% niže troškove u poređenju sa konvencionalnim aminskim sistemima, pokazujući značajna poboljšanja energetske efikasnosti.
Heirloom Carbon koristi mineralnu petlju sa kalcijum-oksidom dobijenim iz krečnjaka za pasivno apsorbovanje CO₂ i njegovo oslobađanje zagrevanjem, uz tvrdnje o potencijalnim troškovima uklanjanja ispod 100 dolara po toni na velikoj skali i više od 150 miliona dolara finansiranja u 2023–2024.
Norveški Brevik CCS projekat započeo je hvatanje CO₂ iz cementare Heidelberg Materials tokom probnih pokretanja 2025. godine i dizajniran je da hvata oko 400.000 tona godišnje, pri čemu se tečni CO₂ transportuje do skladišnog rezervoara ispod Severnog mora kao deo projekta Northern Lights.
Climeworks-ova Mammoth DAC postrojenje na Islandu počelo je sa radom 2024. godine sa 72 kolektora sposobna za do 36.000 tona CO₂ godišnje i napaja se geotermalnom energijom, sa ciljem kapaciteta od megatona do 2030. i gigatona do 2050. godine.
Sjedinjene Države su proširile podršku za DAC sa 3,5 milijardi dolara za regionalne DAC centre, 1,8 milijardi dolara za finansiranje do devet novih DAC postrojenja i poreskim kreditom 45Q do 180 dolara po toni za uskladišteni DAC CO₂ (i 85 dolara po toni za uskladišteni CO₂ iz tačkastih izvora), uz dodatnih 2,6 milijardi dolara za transportnu i skladišnu infrastrukturu.
DAC centar Project Cypress u Luizijani planira da hvata oko 1 milion tona CO₂ godišnje, koristeći King Ranch slane formacije koje mogu da skladište do 3 milijarde tona.
Kineski CarbonBox postao je prvi domaći DAC modul koji je prošao testove pouzdanosti u julu 2024, može da hvata više od 100 tona CO₂ godišnje sa 99% efikasnosti i dizajniran je za modularno postavljanje ka skalama od milion tona.

Hitna potreba za hvatanjem ugljenika

Nivoi ugljen-dioksida (CO₂) u našoj atmosferi su na rekordno visokim vrednostima, što pokreće opasne klimatske promene. U 2024. godini, koncentracije CO₂ dostigle su oko 426 delova na milion – otprilike 50% više nego preindustrijski nivoi news.berkeley.edu. Smanjenje emisija je ključno, ali se stručnjaci slažu da to samo po sebi neće biti dovoljno. Međuvladin panel za klimatske promene (IPCC) navodi da takođe moramo ukloniti milijarde tona CO₂ koji su već u vazduhu kako bismo ispunili globalne klimatske ciljeve reuters.com, news.berkeley.edu. Tu na scenu stupaju tehnologije za hvatanje ugljenika: hvatanje CO₂ na izvoru (npr. elektrane ili fabrike), pa čak i direktno iz ambijentalnog vazduha kako bi se postigle “negativne emisije.” Kako je jedan klimatski naučnik rekao, oslanjanje samo na uklanjanje ugljenika je rizično – “Samo ambicioznim smanjenjem emisija u bliskoj budućnosti možemo efikasno smanjiti rizike… [ali] uklanjanje CO₂ (CDR) može pomoći u usporavanju zagrevanja” reuters.com reuters.com. Ukratko, potrebni su nam hvatanje i uklanjanje ugljenika uz smanjenje emisija, a nedavni proboji čine ove tehnologije sve izvodljivijim.

Zašto hvatanje ugljenika? Industrije koje je teško dekarbonizovati (cement, čelik, energetika) i dalje emituju velike količine CO₂. Hvatanje ugljenika može ukloniti CO₂ iz njihovih izduvnih gasova, sprečavajući ga da dospe u vazduh. Na primer, sama proizvodnja cementa uzrokuje oko 7–8% globalnih emisija CO₂, a hvatanje tih “procesnih emisija” se dugo smatralo veoma teškim ccsnorway.com. U međuvremenu, sistemi za direktno hvatanje iz vazduha (DAC) mogu izvući razblaženi CO₂ iz otvorenog vazduha (oko 0,04% koncentracije) – ogroman izazov, ali neophodan ako želimo da smanjimo CO₂ koji se već nakupio u atmosferi news.berkeley.edu. “Direktno hvatanje iz vazduha se računa kao način da se preokrene rast nivoa CO₂… Bez toga, nećemo dostići cilj ograničavanja zagrevanja na 1,5 °C,” naveo je Centar za klimatske promene UC Berkeley, sumirajući nalaze IPCC-a news.berkeley.edu.

Donedavno je hvatanje ugljenika bilo skupo, energetski zahtevno i uglavnom ograničeno na pilot projekte. Tradicionalno hvatanje koristi tečne amine (hemikalije koje vezuju CO₂) u velikim tornjevima za prečišćavanje, što funkcioniše za koncentrisane dimne gasove, ali troši mnogo energije – i nije efikasno za niske nivoe CO₂ kao što je u vazduhu news.berkeley.edu. Međutim, 2024–2025. godine, naučnici i inženjeri širom sveta predstavili su nove strukture i tehnologije koje obećavaju da će hvatanje CO₂ učiniti dramatično efikasnijim, pristupačnijim i skalabilnijim. Od najsavremenijih materijala nalik sunđerima koji upijaju CO₂ do masivnih novih postrojenja koja skladište CO₂ u hiljadama tona, ove inovacije ubrzavaju trku za čišćenje naše atmosfere.

U nastavku istražujemo najnovija dostignuća u hvatanju CO₂ – uključujući napredne materijale (metal-organske okvire, kovalentne organske okvire, sorbente), nove procese (od hvatanja na visokim temperaturama do solarno pokretanog DAC-a), kao i velike projekte i inicijative širom sveta. Takođe uključujemo uvide vodećih naučnika i klimatskih stručnjaka o tome šta ova dostignuća znače za borbu protiv klimatskih promena.

Napredni materijali za hvatanje CO₂: MOF-ovi, COF-ovi i sorbenti

Velika revolucija u hvatanju ugljenika dolazi iz nauke o materijalima. Istraživači su stvorili nove porozne čvrste materijale sa zadivljujućom sposobnošću da hvataju CO₂ molekule. Dva glavna aktera su metal-organski okviri (MOF-ovi) i kovalentni organski okviri (COF-ovi) – kristalni materijali sa nanoskopskim porama koje deluju kao sunđeri sa velikom površinom za gasove. Ovi okviri mogu biti prilagođeni po meri sa hemijskim grupama koje se vezuju za CO₂, nudeći ogromna poboljšanja u odnosu na tradicionalne filtere sa tečnim aminima energiesmedia.com atoco.com.

MOF-ovi (Metal-Organic Frameworks): MOF-ovi se sastoje od metalnih atoma povezanih organskim veznicima, formirajući otvorenu rešetku sa unutrašnjom površinom toliko velikom da „samo jedan gram ima ekvivalentnu površinu fudbalskog terena” energiesmedia.com. Naučnici mogu ukrasiti pore MOF-ova funkcionalnim grupama (poput amina ili drugih reaktivnih mesta) kako bi selektivno hvatali CO₂. MOF-ovi se proučavaju za hvatanje CO₂ više od decenije, ali nove formulacije podižu performanse na novi nivo. Na primer, krajem 2024. tim sa UC Berkeley-a na čelu sa prof. Jeffreyjem Longom otkrio je MOF koji može da hvata CO₂ iz vrućih dimnih gasova – na 300 °C, što je znatno iznad granica konvencionalnih materijala news.berkeley.edu. Ovaj MOF, poznat kao ZnH-MFU-4𝓁, koristi cink-hidrid (ZnH) mesta u svojim porama umesto amina, i ona su se pokazala izuzetno stabilnim na visokim temperaturama news.berkeley.edu. „Naše otkriće je spremno da promeni način na koji naučnici razmišljaju o hvatanju ugljenika. Otkrili smo da MOF može da hvata CO₂ na neviđeno visokim temperaturama… što se ranije nije smatralo mogućim,” rekao je dr Kurtis Carsch, koautor studije news.berkeley.edu. Materijal je postigao više od 90% hvatanja CO₂ u simuliranom izduvnom gasu (nivo nazvan „duboko hvatanje”), čak i na ~300 °C, sa kapacitetom uporedivim sa najboljim sorbentima na bazi amina news.berkeley.edu. Ovo je prekretnica za industrije poput cementa i čelika, gde dimni gasovi često prelaze 200–400 °C news.berkeley.edu. Umesto ugradnje složenih sistema za hlađenje radi korišćenja konvencionalnog hvatanja, ovakvi MOF-ovi za visoke temperature bi jednog dana mogli biti integrisani direktno u dimnjake. Kao što je prof. Long napomenuo, „Ovaj rad pokazuje da uz pravu funkcionalnost – ovde, cink-hidrid mesta – brzo, reverzibilno i visokokapacitetno hvatanje CO₂ zaista može biti ostvareno na visokim temperaturama kao što je 300 °C” news.berkeley.edu. Istraživači sada ispituju varijante ovog MOF-a i podešavaju njegova metalna mesta kako bi ciljali druge gasove ili dodatno povećali kapacitet news.berkeley.edu.
COF-ovi (Kovalentni organski okviri): COF-ovi su slični MOF-ovima, ali bez metala – napravljeni su isključivo od lakih elemenata (C, H, N, O) povezanih jakim kovalentnim vezama. Ovo ih može učiniti otpornijim na određene uslove. U oktobru 2024. tim koji predvode prof. Omar Yaghi (izumitelj MOF-ova/COF-ova) i prof. Laura 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“ – u suštini, dugim lancima aminskih grupa koje rastu unutar pora pme.uchicago.edu. Ove aminske grupe deluju kao molekularne kuke za CO₂. U testovima na UC Berkeley, samo mali uzorak COF-999 mogao je da potpuno ukloni CO₂ iz ambijentalnog vazduha. „Propuštali smo vazduh iz Berklija – običan spoljašnji vazduh – kroz materijal da vidimo kako će se ponašati, i bilo je prelepo. Potpuno je očistio vazduh od CO₂. Sve,“ izvestio je prof. Yaghi news.berkeley.edu. Prema rečima istraživača, 200 grama COF-999 (otprilike pola funte) može da uhvati 20 kg CO₂ godišnje, otprilike koliko apsorbuje odraslo drvo news.berkeley.edu. Važno je napomenuti da je COF-999 izuzetno stabilan: pokazao je bez degradacije tokom 100 ciklusa hvatanja i oslobađanja CO₂ pme.uchicago.edu. „Veoma je stabilan i hemijski i termički, i može se koristiti najmanje 100 ciklusa,“ rekla je prof. Gagliardi pme.uchicago.edu. Ova izdržljivost rešava veliki problem – mnogi raniji materijali bi se raspadali nakon ponovljene upotrebe, naročito zbog vode ili zagađivača u vazduhu. Osnova COF-999 je izgrađena od olefinskih (ugljenik-ugljenik) veza koje su među najjačima u hemiji news.berkeley.edu. Za razliku od nekih MOF-ova koji su se raspadali u vlažnom vazduhu ili baznim uslovima, ovaj COF je otporan na vodu, kiseonik i druge gasove news.berkeley.edu. „Hvatanje CO₂ iz vazduha je veoma izazovno – potrebni su vam veliki kapacitet, visoka selektivnost, stabilnost na vodu, niska temperatura regeneracije, mogućnost skaliranja… To je veliki zahtev,“ objasnio je Yaghi, „Ovaj COF ima jaku osnovu, zahteva manje energije, i pokazali smo da može da izdrži 100 ciklusa wбез губитка капацитета. Ниједан други материјал није показао такве перформансе news.berkeley.edu. Заправо, Јаги је назвао COF-999 „у основи најбољим материјалом за директно хватање угљен-диоксида“ до сада news.berkeley.edu. Апсорпција CO₂ износи до 2 милимола по граму сорбента, што га сврстава међу најбоље чврсте сорбенте news.berkeley.edu. А пошто ослобађа CO₂ када се загреје на само ~60 °C (140 °F), потенцијално би могао да користи нискоенергетске изворе топлоте за регенерацију news.berkeley.edu. Тим већ користи AI технике за дизајнирање још бољих структура, са циљем да се добију материјали који би могли да хватају „дупло више CO₂“ пре него што буде потребна регенерација pme.uchicago.edu. Откривање вођено вештачком интелигенцијом је у порасту: на пример, истраживачи са Универзитета Илиноис у Чикагу и Аргон националне лабораторије су недавно користили рачунарски оквир да анализирају 120.000 хипотетичких MOF структура и идентификују обећавајуће за хватање CO₂ energiesmedia.com. Јагијева лабораторија је такође основала стартап, Atoco, ради комерцијализације ових ретикуларних материјала за хватање угљеника.
Čvrsti sorbenti i drugi materijali: Pored MOF-ova i COF-ova, testira se niz novih čvrstih sorbenata. To uključuje modifikovane zeolite, porozne polimere, jonoizmenjivačke smole, pa čak i materijale inspirisane biologijom. Mnogi su funkcionalizovani aminskim grupama kako bi hemijski vezivali CO₂. Cilj je postići visok kapacitet i selektivnost za CO₂, uz manju potrošnju energije za regeneraciju u poređenju sa rastvorima amina u tečnom stanju. Neki startapi istražuju sorbente zasnovane na enzimima ili elektrohemijsko hvatanje CO₂ (korišćenje električne energije za oslobađanje CO₂ umesto toplote). Drugi, poput Heirloom Carbon iz SAD, primenjuju drugačiji pristup: koriste prirodno prisutne minerale. Heirloom rasprostire kalcijum-oksid (dobijen iz krečnjaka) koji pasivno apsorbuje CO₂ iz vazduha vraćajući se u kalcijum-karbonat, a zatim ga zagreva kako bi oslobodio čist CO₂ i regenerisao oksid. Ovaj pristup mineralnog kruženja koristi jeftine, obilne materijale (praktično ubrzano vremensko trošenje krečnjaka). Tokom 2023–2024. godine, Heirloom je privukao značajne investicije za širenje – prikupivši više od 150 miliona dolara – i gradi svoje prve komercijalne pogone businesswire.com, heirloomcarbon.com. Iako je sporiji od sistema sa ventilatorima, mineralni DAC može biti niskih troškova i koristi toplotu; Heirloom tvrdi da može postići troškove uklanjanja manji od 100 dolara po toni na velikoj skali. U međuvremenu, membrane za hvatanje CO₂ beleže postepena poboljšanja, mada uglavnom funkcionišu za koncentrisane gasove. Istraživači takođe razvijaju hibridne sorbente (na primer, vezivanje enzima ili materijala sličnih tečnosti na čvrste nosače) kako bi kombinovali najbolje osobine svakog. Spektar materijala se brzo širi, uz pomoć AI dizajna i visokopropusnog testiranja. Kako je jedan energetski medijum primetio, „sofisticirani metal-organski okviri… funkcionišu kao molekularne sunđere”, a kada se kombinuju sa pametnim inženjeringom procesa (kao što su ciklusi vakuumskog zamaha), novi sistemi su pokazali do 99% uklanjanja CO₂ u laboratorijskim testovima – znatno iznad tipičnih 50–90% kod starije tehnologije energiesmedia.com. Ukratko, napredni materijali omogućavaju da hvatanje ugljenika bude efikasnije (hvatajući veći procenat CO₂, >95–99% u nekim slučajevima) uz manju potrošnju energije. Na primer, jedan novi MOF filter postigao je isti stepen hvatanja CO₂ uz oko 17% manju potrošnju energije i 19% niže troškove u poređenju sa konvencionalnim aminskim sistemima energiesmedia.com. Sva ova poboljšanja su ključna, jer manja potrošnja energije znači jeftiniji rad i manji klimatski otisak samog procesa hvatanja.

Inovativni procesi hvatanja CO₂ i sinergije

Uporedo sa novim materijalima, inženjeri iznova osmišljavaju kako se CO₂ hvata i oslobađa, čineći proces praktičnijim. Tradicionalno hvatanje ugljenika često koristi adsorpciju promenom temperature ili pritiska – sorbent se izlaže gasu da bi adsorbovao CO₂, a zatim se promene uslovi (zagreje se ili se smanji pritisak) kako bi se CO₂ oslobodio za skladištenje. Nove tehnike unapređuju ovaj ciklus:

Sinergija “moisture-swing” i prikupljanja vode: Probojna ideja iz 2024. bila je korišćenje vodene pare za pomoć pri desorpciji CO₂. U radu objavljenom u Nature Communications (novembar 2024), istraživači su pokazali da dodavanje naleta vlažnosti može drastično smanjiti energiju potrebnu za regeneraciju DAC sorbenata nature.com. Njihova metoda hvata i vodu i CO₂ iz vazduha pomoću čvrstog aminskog sorbenta; zatim, na oko 100 °C, uvode koncentrisanu vodenu paru koja efikasno “izbacuje” CO₂ sa sorbenta. Proces je dao 97,7% čist CO₂ (spreman za skladištenje ili upotrebu) i istovremeno proizveo svežu vodu, sve to bez potrebe za vakuum pumpama ili parnim kotlovima visokog pritiska nature.com. Zapravo, jednostavno ispiranje parom na licu mesta bilo je dovoljno da se povrati 98% uhvaćenog CO₂ uz oko 20% manje energije nature.com. Još impresivnije, demonstrirali su prototip koji je u potpunosti pokretan solarnom toplotom, pokazujući potencijal za DAC jedinice koje rade na obnovljivu energiju u udaljenim oblastima nature.com. Ovaj koncept “distribuiranog DAC-a” – korišćenje sunčeve svetlosti i ambijentalne vlage – mogao bi omogućiti pristupačno uklanjanje ugljenika u oblastima sa malo vode, uz istovremenu proizvodnju vode. To je pametan zaokret u rešavanju problema: voda se obično smatra zagađivačem u hvatanju CO₂ (vlažan vazduh čini mnoge sorbente manje efikasnim), ali ovde voda postaje prednost za oslobađanje CO₂.
Energetski efikasna regeneracija: Još jedan fokus je povećanje efikasnosti u fazi oslobađanja CO₂. Jedan primer je integracija toplote. Na prvom svetskom projektu za hvatanje ugljenika u cementari u Norveškoj (o kojem će kasnije biti reči), inženjeri su implementirali Sistem za povraćaj toplote pri hvatanju ugljenika: otpadna toplota iz kompresora za CO₂ se reciklira za generisanje pare koja pomaže u radu aminskog skrubera, obezbeđujući oko trećinu potrebne toplote za regeneraciju man-es.com. Ponovnom upotrebom toplote koja bi inače bila izgubljena, sistem značajno smanjuje energetsku cenu hvatanja man-es.com. Digitalna optimizacija procesa je takođe skratila vreme pokretanja i eliminisala neke nepotrebne komponente, čineći sistem fleksibilnijim u radu man-es.com man-es.com. Slično tome, mnogi novi sistemi za hvatanje koriste vakuumsku ili pritisnu adsorpciju sa naprednim sorbentima kako bi potpuno izbegli zagrevanje: oni stvaraju vakuum da bi oslobodili CO₂ iz sorbenta na sobnoj temperaturi, čime štede energiju. Neki dizajni se smenjuju između dva ili više ležajeva sorbenta, tako da jedan hvata dok se drugi regeneriše, što omogućava kontinuirani rad (tako funkcionišu Climeworks DAC moduli, koristeći paru niskog pritiska ili vakuum za regeneraciju svojih filtera).
Elektrohemijski i katalitički pristupi: Pored toplotnih/pritisnih promena, kompanije inoviraju sa hvatanjem CO₂ pomoću električne energije. Na primer, spinof kompanije MIT pod nazivom Verdox razvija elektro-swing adsorpciju, gde primena napona menja afinitet materijala za CO₂ – praktično, „punite“ sorbent da bi pokupio CO₂, a zatim ga „praznite“ da bi otpustio CO₂, bez značajnog zagrevanja. Ovo bi moglo biti napajano obnovljivom električnom energijom i modularno skalirano. Drugi istraživači dodaju katalizatore u sisteme na bazi rastvarača kako bi smanjili energiju potrebnu za oslobađanje CO₂ (npr. enzimi karbonske anhidraze ili metalni katalizatori koji pomažu razbijanju veze CO₂-amin na nižim temperaturama). Iako su ovi pristupi uglavnom u fazi istraživanja i razvoja, oni predstavljaju obećavajuću granicu za smanjenje energetskih troškova hvatanja korišćenjem pametnije hemije umesto sirove toplote.
Hibridni sistemi (CCUS): Neki novi sistemi kombinuju hvatanje CO₂ sa trenutnom upotrebom kako bi poboljšali ekonomsku isplativost. Na primer, postoje dizajni za direktno hvatanje CO₂ iz vazduha za goriva, gde se CO₂ izvučen iz vazduha uvodi u reaktor (sa zelenim vodonikom) radi proizvodnje sintetičkih goriva. Postoje pilot-projekti koji povezuju DAC jedinice sa sintezom goriva ili sa proizvodnjom betona (mineralizacija CO₂ u građevinske materijale). U jednom značajnom projektu, DAC tehnologija kompanije Carbon Engineering biće uparena sa sintezom goriva kompanije Air Company u planiranoj fabrici za proizvodnju avionskog goriva iz atmosferskog CO₂. Drugi hibridni koncept je BECCS (bioenergija sa CCS), gde elektrane na biomasu hvataju svoje CO₂ emisije – postižući neto negativne emisije jer CO₂ potiče iz atmosferskog ugljenika koji su biljke fiksirale. Takve inovacije su još uvek u začetku, ali bi mogle stvoriti izvore prihoda (goriva, proizvodi) koji nadoknađuju troškove hvatanja, pomažući širenju tehnologije.

Sve u svemu, tema je efikasnost i integracija: pravljenje CO₂ jedinica za hvatanje koje su više nalik pametnim mašinama koje prikupljaju CO₂ uz minimalnu potrošnju energije, često koristeći prirodne procese (kao što su kruženje vode, otpadna toplota ili obnovljiva energija). Ovi tehnološki proboji, u kombinaciji sa naprednim materijalima, donose rekordne performanse u laboratorijama i ranim demonstracijama. Na primer, koristeći prilagođeni MOF filter i vakuum-ciklus, jedan tim je 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 ugljenika u velikim razmerama.

Hvatanje ugljenika na izvoru: Čišćenje industrije

Hvatanje CO₂ iz tačkastih izvora – kao što su elektrane, fabrike i rafinerije – ključni je deo ublažavanja klimatskih promena. Ovi izvori proizvode CO₂ u visokoj koncentraciji i velikim količinama, pa hvatanje na ovom mestu može sprečiti da velike emisije ikada stignu do vazduha. Nekoliko velikih dešavanja u 2024–2025. godini unapredilo je hvatanje ugljenika iz tačkastih izvora:

Cement i čelik – Prvi projekti u punom obimu: Početkom 2025. godine, norveški projekat za hvatanje i skladištenje ugljenika Longship obeležio je istorijsku prekretnicu: postrojenje Brevik CCS postalo je prva fabrika cementa na svetu sa postrojenjem za hvatanje CO₂ u punom obimu ccsnorway.com. Nakon završetka izgradnje krajem 2024, Brevik CCS je počeo da hvata CO₂ iz fabrike cementa Heidelberg Materials u Breviku, Norveška. Do maja 2025. već je bezbedno uhvaćeno prvih 1.000+ tona CO₂ tokom probnih testova ccsnorway.com. Kada bude potpuno operativno, hvataće 400.000 tona CO₂ godišnje, čime će eliminisati oko 50% emisija fabrike man-es.com. Ovaj CO₂ se ukapljuje na licu mesta i transportuje do stalnog skladišnog rezervoara ispod Severnog mora kao deo projekta Northern Lights ccsnorway.com. Ovo je proboj za tešku industriju – kako je navela Gassnova (norveška agencija za CCS), „Sektor cementa čini 7–8% globalnih emisija CO₂… Hvatanje procesnih emisija iz ove industrije dugo se smatralo izuzetno izazovnim. Činjenica da Brevik CCS sada praktično hvata CO₂ predstavlja proboj… tehnološki i industrijski“ ccsnorway.com. Ovo dokazuje da čak i industrijski CO₂ koji je „teško smanjiti“ može biti uhvaćen u velikim razmerama. Sledeći na redu, norvejska elektrana na otpad u Oslu trebalo bi da počne sa radom sa hvatanjem CO₂ (~400 hiljada tona/god) 2026. godine, dodatno demonstrirajući CCS u različitim sektorima.
Hvatanje na visokim temperaturama za industriju: Jedna velika prepreka za industrije poput čelika i cementa bila je što su njihovi izduvni gasovi previše vrući za konvencionalne CO₂ scrubbere (koji zahtevaju hlađenje gasova na ~40–60 °C). Hlađenje tih gasova troši energiju i vodu, što otežava primenu news.berkeley.edu. Novi MOF na bazi cink-hidrida sa UC Berkeley (pomenut ranije) direktno rešava ovaj problem: hvata CO₂ na 300 °C, što je tipično za izduvne gasove iz cementara/čeličana news.berkeley.edu. U testovima koji simuliraju prave izduvne gasove (20–30% CO₂, uz prisustvo drugih gasova), ovaj MOF je uhvatio preko 90% CO₂ čak i na temperaturama sličnim onima u pećima news.berkeley.edu. Ovakvi materijali bi mogli omogućiti dogradnju sistema za hvatanje na industrijske peći bez potrebe za velikim hladnjacima. Kako je dr. Carsch napomenuo, to otvara „nove pravce u nauci o separaciji” – dizajniranje sorbenata koji rade u ekstremnim uslovima news.berkeley.edu. Za sada, većina projekata za hvatanje na izvoru i dalje koristi poboljšana aminska rastvarača ili hvatanje na bazi amonijaka, ali i oni se unapređuju. Kina je, na primer, najavila 2024. da će pilotirati hvatanje ugljenika na nekoliko termoelektrana na ugalj do 2027, uz probna suzapaljivanja biomase i amonijaka radi smanjenja emisija spglobal.com. Kineski inženjeri su razvili sopstvene sisteme za hvatanje na bazi rastvarača, pa čak i membranske kontaktore za izduvne gasove iz elektrana. Kako podrška politici raste (kineske smernice iz 2024. su dodale CCUS u zvaničnu mapu dekarbonizacije climateinsider.com), očekujemo da ćemo uskoro videti demonstracione jedinice za hvatanje velikih razmera na elektranama na ugalj i gas u Aziji.
Elektrane na prirodni gas sa CCS: U SAD i Velikoj Britaniji napreduju planovi za izgradnju prvih elektrana na gas sa potpunim hvatanjem ugljenika. U britanskom regionu Teesside, projekat Net Zero Teesside ima za cilj da opremi novu elektranu na gas sa CCS do kraja ove decenije, šaljući CO₂ u podzemna skladišta u Severnom moru. U SAD, NET Power (američki startap) je razvio Allam-ciklus elektranu koja inherentno proizvodi čist tok CO₂ sagorevanjem prirodnog gasa sa čistim kiseonikom u CO₂ medijumu – praktično ciklus proizvodnje električne energije koji daje tečni CO₂ spreman za skladištenje. Očekuje se da će NET Power elektrana od 300 MW biti puštena u rad u Teksasu do 2026, potencijalno postajući prva elektrana na gas bez emisija ovog tipa. Ovi integrisani dizajni mogli bi omogućiti čistu proizvodnju struje uz hvatanje skoro 100% proizvedenog CO₂.
Jeftinija rastvarači i modularni sistemi: Brojne kompanije rade na postepenom unapređenju tehnologije za hvatanje ugljenika na izvoru – na primer, Mitsubishi Heavy Industries i Aker Carbon Capture su obe uvele poboljšane sisteme aminskih rastvarača koji smanjuju potrošnju energije za oko 30% u poređenju sa starijim aminima, zahvaljujući vlasničkoj hemiji koja vezuje CO₂ jednako čvrsto, ali ga lakše oslobađa. Modularne jedinice za hvatanje (montirane na platformama) se nude na tržištu i mogu da hvataju, recimo, 30–100 tona CO₂ dnevno iz manjih industrijskih izvora (poput postrojenja za etanol ili cementara) bez ogromne infrastrukture. Ove manje jedinice se mogu umnožavati radi povećanja kapaciteta. U Japanu, vlada je postavila cilj za 2030. da hvata 6–12 miliona tona CO₂ godišnje (uključujući iz industrije) i finansira istraživanje i razvoj novih rastvarača i metoda adsorpcije iea.org. Cilj je da hvatanje ugljenika postane plug-and-play rešenje za mnoge pogone, umesto da se svaki put prave posebni mega-projekti.

Sve u svemu, hvatanje ugljenika na izvoru u 2024–2025. prelazi iz pilot faze u stvarne projekte koji presreću CO₂ iz industrijskih postrojenja. Sa prvim postrojenjima kao što je Brevik koja dokazuju da je to moguće, fokus je sada na smanjenju troškova i potrošnje energije – gde će novi materijali i procesi igrati veliku ulogu. Krajnja vizija je da u bliskoj budućnosti termoelektrana na ugalj ili cementara mogu da dodaju modularni sistem za hvatanje ispunjen naprednim sorbentima (možda MOF peletama ili sličnim), koji mogu da uklone >90% CO₂ čak i iz vrućih, prljavih gasova, a zatim taj CO₂ ili recikliraju u proizvode ili ga bezbedno šalju pod zemlju. Kako se ova rešenja budu širila, mogu značajno smanjiti ugljenični otisak ključnih industrija tokom tranzicije ka čistijim alternativama.

Direktno hvatanje iz vazduha: Izvlačenje CO₂ iz samog vazduha

Dok hvatanje na izvoru sprečava nove emisije, Direktno hvatanje iz vazduha (DAC) ima za cilj da zapravo smanji CO₂ koji je već u atmosferi. DAC se često poredi sa „usisivačem za atmosferu“ – što je ogroman izazov s obzirom da CO₂ čini samo oko 0,04% vazduha. Ali 2024–2025. DAC je ostvario konkretan napredak, sa novim postrojenjima koja su počela sa radom i boljim sorbentima koji čine proces izvodljivijim.

Povećavanje kapaciteta DAC postrojenja: U maju 2024. švajcarska kompanija Climeworks pustila je u rad najveće DAC postrojenje do sada, nazvano Mammoth, na Islandu climeworks.com. Mammoth je oko 10 puta veći od prethodnog Climeworks-ovog postrojenja Orca. Kada bude potpuno operativan, njegovih 72 modularna CO₂ kolektora hvataće do 36.000 tona CO₂ godišnje iz vazduha climeworks.com. Postrojenje koristi obnovljivu geotermalnu energiju Islanda; nakon hvatanja, CO₂ se predaje kompaniji Carbfix, islandskom partneru, koja ga ubrizgava duboko pod zemlju gde se mineralizuje u kamen climeworks.com. Mammoth je započeo instaliranjem 12 svojih kolektorskih jedinica u 2024. i već je počeo “hvatanje svog prvog CO₂”, a završetak se očekuje do kraja 2024. godine climeworks.com. Su-direktor Climeworks-a Jan Wurzbacher nazvao je to “još jedan dokaz u našem putu povećanja kapaciteta do megatona do 2030. i gigatona do 2050.”, ističući da kompanija stiče neprocenjivo iskustvo u realnim uslovima o tome kako optimizovati DAC na većim razmerama climeworks.com. Zaista, Climeworks već ima sedam godina terenskog rada i obrađuje 200 miliona podataka dnevno iz svojih postrojenja radi poboljšanja performansi climeworks.com. Lekcije iz Mammoth-a koristiće se za još veće projekte: Climeworks je deo tri predložena “megatonska” DAC centra u Sjedinjenim Državama, a sve ih je 2023. godine izabralo Ministarstvo energetike SAD za početno finansiranje climeworks.com. Najveći od njih, Projekat Cypress u Luizijani, dobio je 50 miliona dolara početkom 2023. za pokretanje inženjeringa; predviđeno je da hvata 1 milion tona CO₂ godišnje kada bude izgrađen climeworks.com. Ovi američki DAC centri imaju za cilj da iskoriste obilnu obnovljivu energiju i geološko skladištenje kako bi dramatično povećali DAC.

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 finansiranja 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 sa skladištima ili mestima upotrebe energy.gov. Ovaj program eksplicitno traži “transformacione” DAC tehnologije i pomoći će obećavajućim rešenjima da premoste jaz od pilot faze do komercijalnog obima energy.gov. Ministarka energetike Dženifer Granholm istakla je da će široka primena DAC-a biti ključna za klimatske ciljeve SAD i novu čistu industriju. Nekoliko projekata visokog profila je već u toku: 1PointFive, podružnica Occidental Petroleum-a (u partnerstvu sa Carbon Engineering) dobila je nagradu do 500 miliona dolara od DOE 2024. za izgradnju DAC postrojenja u Južnom Teksasu 1pointfive.com. Početnih 50 miliona dolara biće utrošeno na inženjering i opremu za postrojenje koje je dizajnirano da hvata 500.000 tona CO₂ godišnje iz vazduha, sa planovima da se kapacitet poveća na 1 milion tona/god i na kraju do 30 miliona godišnje na toj lokaciji 1pointfive.com. “Veliki DAC je jedna od najvažnijih tehnologija koja može pomoći organizacijama i društvu da postignu neto nultu emisiju,” rekla je izvršna direktorka Occidental-a Viki Holab, pohvalivši podršku DOE i izrazivši uverenje u isporuku “uklanjanja CO₂ na klimatski relevantnom nivou” 1pointfive.com. DAC centar u Južnom Teksasu koristiće visokotemperaturni DAC proces kompanije Carbon Engineering (koji koristi rastvore kalijum-hidroksida i ogromne kontaktore za apsorpciju CO₂, a zatim regeneriše čist tok CO₂ putem kalcinacije). Posebno, lokacija na King Ranch-u, TX, ima podzemne slane formacije koje mogu skladištiti do 3 milijarde tona CO₂, što omogućava decenije rada 1pointfive.com. Kombinovanjem hvatanja i skladištenja na jednom mestu, logistika će biti pojednostavljena i ovo bi moglo postati model za buduće DAC farme.

Globalno učešće: DAC nije samo poduhvat SAD/Europe. U julu 2024. Kina je objavila da je „CarbonBox“, njen prvi domaći DAC modul, prošao testove pouzdanosti news.cgtn.com. Razvijen od strane Univerziteta Šangaj Jiao Tong i državne kompanije CEEC, CarbonBox je jedinica veličine transportnog kontejnera koja može da uhvati preko 100 tona CO₂ godišnje iz vazduha, sa navedenom efikasnošću hvatanja od 99% news.cgtn.com. Navodno je to do sada najveći DAC modul u Aziji, a više jedinica može biti raspoređeno modularno kako bi se dostigle milionske količine godišnje news.cgtn.com. Svaka CarbonBox jedinica, otprilike veličine standardnog kontejnera, može biti izgrađena i testirana u fabrici, a zatim transportovana na lokaciju – veoma sličan pristup onome kako Climeworks ili Carbon Engineering zamišljaju modularno postavljanje DAC sistema. Kinesko interesovanje za DAC se poklapa sa njenim ogromnim kapacitetima obnovljive energije, koji bi mogli napajati ove sisteme. U drugim delovima sveta, startapi iz Kanade, Australije i Bliskog istoka takođe ulaze u ovu oblast. Na primer, CarbonCapture Inc. iz SAD razvija modularne DAC jedinice koristeći MOF sorbente i ima projekat u Vajomingu za korišćenje obnovljive energije i mineralnog skladištenja. U Keniji, kompanija pod nazivom Octavia Carbon ima za cilj da izgradi prvu DAC fabriku u Africi (i izabrana je za finalistu XPRIZE takmičenja) koristeći geotermalnu energiju iz Rift doline. Ova oblast postaje zaista globalna, sa razmenom znanja kroz inicijative kao što su Mission Innovation „Uklanjanje ugljen-dioksida“ i XPRIZE takmičenje.

Probojni sorbenti za DAC: Već smo diskutovali o COF-999, novom šampionskom sorbentu za DAC, koji je „potpuno očistio vazduh od CO₂” u testovima news.berkeley.edu. Materijali poput ovog biće ključni za unapređenje DAC-a. Kada je Climeworks počeo pre deset godina, koristio je komercijalne sorbentne filtere (čvrsto vezane amine) koji su hvatali nekoliko desetina miligrama CO₂ po gramu filtera. Novi MOF-ovi i COF-ovi mogu da uhvate stotine miligrama po gramu, što je potencijalno skok za jedan red veličine u kapacitetu. Ovo znači manje, efikasnije DAC jedinice. Stabilnost COF-999 u vlažnom vazduhu takođe rešava veliki problem – prethodni DAC sorbenti su često degradirali zbog vlage ili su zahtevali predsušenje vazduha (što troši energiju) nature.com. Sa sorbentima otpornim na vodu kao što je COF-999, DAC jedinice mogu da rade u stvarnim spoljnim uslovima bez opsežne predobrade. Još jedan obećavajući pravac je ciljanje na regeneraciju pri nižim temperaturama. Neki novi sorbenti mogu se regenerisati na 80–100 °C, što znači da otpadna toplota ili solarna toplota mogu pokretati DAC ciklus (kao što je studija u Nature pokazala sa isparavanjem vodene pare na ~100 °C nature.com). Ovo izbegava sagorevanje dodatnog goriva za obezbeđivanje toplote, čineći neto bilans ugljenika povoljnijim. Nekoliko istraživačkih grupa takođe istražuje direktno hvatanje iz vazduha pomoću metalnih oksida koji oslobađaju CO₂ kada se elektrohemijski redukuju, nudeći alternativu termalnom ciklusu.

Troškovna i energetska putanja: Istorijski gledano, DAC je bio veoma energetski intenzivan – rane Climeworks jedinice su zahtevale oko 2.000 kWh toplote plus 500 kWh električne energije po toni CO₂, a troškovi su bili reda veličine $600–$1000 po toni. Nove tehnologije imaju za cilj da ovo drastično smanje. Climeworks nije objavio tačne brojke za Mammoth, ali tvrde da se svaka generacija postrojenja poboljšava. Pristup Carbon Engineering-a (hemijski proces na visokim temperaturama) procenjuje potrošnju energije oko 8 GJ (2.200 kWh) prirodnog gasa po toni i trošak od ~$250/tonu u njihovom prvom velikom postrojenju, sa potencijalom da padne ispod $150 sa skaliranjem. Sa materijalima poput COF-999 i unapređenim procesima, neki istraživači predviđaju da bi DAC mogao da padne ispod $100 po toni u roku od decenije – ključni prag za masovnu primenu, jer je to otprilike cena pri kojoj izvlačenje ugljenika iz vazduha postaje održivo klimatsko rešenje uz druge mere. Vladina podrška pomaže u snižavanju troškova: američki poreski kredit 45Q sada nudi $180 po toni za uklonjeni i uskladišteni CO₂ iz vazduha, pružajući podsticaj za rane projekte. Na dobrovoljnom tržištu ugljenika, kompanije poput Microsoft-a, Stripe-a i Shopify-a su uložile sredstva u DAC putem ugovora o unapred kupovini (kroz inicijative kao što je Frontier Climate), plaćajući trenutno premijum cene kako bi pomogle kompanijama da povećaju obim i smanje buduće troškove.

Posebno je značajno što je Microsoft 2023. godine pristao da kupi 315.000 tona uklanjanja CO₂ tokom 10 godina od kompanija Heirloom i CarbonCapture Inc., što predstavlja snažan glas poverenja u DAC tehnologiju. A 2024. godine, globalni avio sektor je, kroz Jet Zero inicijativu, počeo da ulaže u DAC kao izvor karbonskih kredita za kompenzaciju emisija iz avio-saobraćaja (na primer, fond za održivost United Airlines-a je uložio novac u buduće DAC postrojenje). Sve ovo ukazuje da direktno hvatanje iz vazduha, nekada naučno-fantastičan koncept, brzo postaje industrija. „DAC posebno više nije samo koncept, već opipljiva industrija,” navodi se u izveštaju sa Climeworks-ovog DAC Samita 2023. godine climeworks.com. Ipak, potrebne razmere su ogromne – neka istraživanja sugerišu da je potrebno milijarde tona godišnje uklanjanja do sredine veka da bi se značajno ograničile klimatske promene reuters.com. Trenutno smo na nivou kilotona godišnje, tako da je povećanje za 1.000 ili 1.000.000 puta veliki izazov koji predstoji. XPRIZE za uklanjanje ugljenika za 2025. godinu dodeliće 50 miliona dolara timovima koji mogu da pokažu održive puteve za uklanjanje 1.000+ tona dnevno, što naglašava koliko je potreba hitna i velika.

Vladine i privatne inicijative koje pokreću napredak

Prepoznajući značaj hvatanja CO₂, vlade i industrije širom sveta pokrenule su velike inicijative u poslednje dve godine:

Sjedinjene Američke Države – „Moonshot za hvatanje ugljenika“: SAD su se izdvojile kao lider u finansiranju hvatanja i uklanjanja ugljenika. Pored pomenutog programa DAC habova (3,5 milijarde dolara), Kancelarija za fosilnu energiju i upravljanje ugljenikom pri Ministarstvu energetike ulaže i u hvatanje ugljenika na izvoru – na primer, istraživanje i razvoj sledeće generacije hvatanja za gasne elektrane i industrijska postrojenja, a pilot projekti poput Project Cypress hvataće i iz etanol postrojenja pored DAC-a. U 2024. DOE je takođe najavio 2,6 milijardi dolara za proširenje infrastrukture za transport i skladištenje CO₂ (npr. gasovodi i skladišni bunari) efifoundation.org, jer je hvatanje CO₂ korisno samo ako može bezbedno da se skladišti ili iskoristi. Širi klimatski zakon Bajdenove administracije (Zakon o smanjenju inflacije) značajno je povećao poreski kredit 45Q (sada do 85 dolara po toni za CO₂ sa izvora koji se skladišti i 180 dolara po toni za DAC CO₂ koji se skladišti), što je podstaklo talas planiranih projekata hvatanja ugljenika u energetici, etanolu i industriji, jer kompanije žele da ostvare kredite. Na primer, više gasnih elektrana u Luizijani i Kaliforniji sada razmatra dodavanje jedinica za hvatanje kako bi ostvarile 45Q. Vlada takođe nastavlja da podržava poboljšanu eksploataciju nafte (EOR) sa CO₂ – iako je kontroverzno, CO₂-EOR (ubrizgavanje uhvaćenog CO₂ u naftna polja radi povećanja proizvodnje nafte) ipak skladišti deo CO₂ i može doneti prihode za pokrivanje troškova hvatanja. Deo CO₂ iz DAC haba u Teksasu može u početku ići u EOR. Pored toga, SAD finansira centre za skladištenje (kao što su slane formacije na obali Zaliva i Srednjem zapadu) koji mogu primati CO₂ sa više mesta hvatanja. Sve ove mere stvaraju ekosistem za upravljanje ugljenikom.
Evropa – Politika i projekti: EU i UK takođe mnogo ulažu u hvatanje ugljenika, sa fokusom na dekarbonizaciju industrije. Vlada UK je 2023. izabrala dva industrijska klastera (Humber i Liverpool Bay) kao Track-1 CCUS klastere koji će dobiti finansiranje i podršku. Ovi klasteri planiraju da opreme više fabrika i elektrana za hvatanje CO₂ do oko 2030. godine, povezane zajedničkim CO₂ cevovodima koji vode do skladištenja na moru u Severnom moru. Projekti uključuju Drax bioenergiju sa CCS (BECCS) postrojenje – sa ciljem da uhvati 8 miliona tona godišnje iz elektrane na biomasu – i Net Zero Teesside elektranu sa CCS. EU Innovation Fund je dodelio sredstva za nekoliko CCS projekata, kao što su jedinica za hvatanje ugljenika u fabrici Dyneema u Holandiji i DAC projekti u koje su uključeni Climeworks i Carbfix na Islandu (koji su pomogli izgradnju Orca i Mammoth postrojenja) climate.ec.europa.eu. U 2024. EU je takođe predložila obavezujući cilj da ukloni 5–10% emisija putem CDR do 2040. godine, što u suštini nalaže državama članicama da primenjuju rešenja poput DAC-a ili pošumljavanja za uklanjanje CO₂ iz atmosfere climeworks.com. Norveška, pored Longship-a, planira “Longship 2” za proširenje CO₂ infrastrukture i moguće dodavanje još mesta za hvatanje (kao što je proizvodnja vodonika sa CCS). Širom Evrope, brojna pilot postrojenja su u toku – od švajcarskog postrojenja koje hvata CO₂ iz dimnih gasova spalionice otpada, do španskog projekta koji testira nove membrane za hvatanje CO₂ iz cementare. Važno je napomenuti da Evropa razvija regulatorni okvir za sertifikaciju uklanjanja ugljenika, kako bi kompanije mogle da ulažu u visokokvalitetna uklanjanja (poput DAC-a) i da ih računaju u klimatske ciljeve na verifikovan način.
Azija i Bliski istok: Videli smo ulazak Kine u DAC sa CarbonBox-om. Kina takođe upravlja nekim od najvećih svetskih pilot postrojenja za hvatanje na izvoru – na primer, postrojenje u Jiangsu koje hvata 500.000 tona godišnje iz fabrike za preradu uglja u hemikalije za proizvodnju sode bikarbone. Državni giganti poput Sinopec-a grade jedinice za hvatanje CO₂ u rafinerijama i petrohemijskim postrojenjima (koristeći CO₂ za EOR ili hemikalije). Na Bliskom istoku, Saudijska Arabija i UAE su najavili planove za masovno uvođenje hvatanja ugljenika kao deo svojih net-zero obećanja (npr. saudijski NEOM projekat uključuje DAC ambicije, a UAE-ov ADNOC proširuje hvatanje CO₂ iz prerade gasa). Posebno je direktno hvatanje iz vazduha bilo istaknuto na COP28 krajem 2023. i početkom 2024, čiji je domaćin bio UAE – čak je na licu mesta bio prikazan i demo DAC uređaj. Oba bogata zalivska država imaju idealne uslove za DAC: jeftino zemljište, mnogo solarne energije i geologiju pogodnu za skladištenje CO₂. Možda ćemo videti prve DAC “farme” gigatonskih razmera izgrađene u tim regionima ako troškovi padnu.
Privatni sektor i startapi: Desetine startapa se utrkuju u inovacijama u oblasti hvatanja ugljenika. Pored već pomenutih (Climeworks, Carbon Engineering/1PointFive, Heirloom, CarbonCapture Inc., Octavia, Verdox), tu su i Global Thermostat (koji je razvio DAC proces koristeći aminskim premazom obložene porozne sorbente na talasastim panelima), Svante (koristi filtere od čvrstih sorbenata u rotirajućem ležištu za hvatanje na izvoru; tvrde da njihovi filteri na bazi MOF mogu da uhvate CO₂ za manje od 50 dolara po toni u industrijskim uslovima), i Mission Zero (sa sedištem u Velikoj Britaniji, radi na elektrohemijskom DAC-u). Naftne i gasne kompanije ulažu u mnoge od ovih – Occidental u Carbon Engineering, Chevron u Svante, United Airlines u firme za uklanjanje ugljenika, itd. U međuvremenu, Atoco, startap koji je osnovao pionir MOF tehnologije Omar Yaghi, razvija „nove retikularne materijale“ za potrebe hvatanja ugljenika i rešenja za prikupljanje vode iz atmosfere atoco.com. „Naša tehnologija koristi 50% manje energije za hvatanje i odvajanje CO₂ iz direktnog vazduha ili dimnih gasova,“ kaže direktor Atoco-a Samer Taha atoco.com. Kompanija je razvila materijale sa izuzetno visokim afinitetom za CO₂, što „dramatično smanjuje energetske zahteve i troškove“ za hvatanje atoco.com. Ovakvo poboljšanje bi moglo učiniti manje, modularne jedinice za hvatanje ekonomski ispljivim u mnogim primenama.

Na finansijskoj strani, privatni kapital se sliva u hvatanje i uklanjanje ugljenika. Investicije rizičnog kapitala u startape za uklanjanje ugljenika su naglo porasle (na stotine miliona dolara u celom sektoru). Kompanije takođe formiraju klubove kupaca kako bi obezbedile buduću potražnju: konzorcijum Frontier (finansiran od strane Stripe, Alphabet, Meta, itd.) obavezao se da će kupiti uklanjanje ugljenika u vrednosti od milijardu dolara tokom ove decenije, praktično garantujući tržište za kompanije koje mogu da isporuče proverljivo uklanjanje CO₂. Ovo je startapima dalo sigurnost da povećaju ulaganja u istraživanje i razvoj. Čak se pojavljuju i berze za kredite za uklanjanje ugljenika, iako su obimi još uvek mali, a cene visoke (trenutno preko 500 dolara po toni za DAC kredite).

Sve ove inicijative – javne i privatne – ukazuju na snažan zamah u oblasti hvatanja ugljenika. Kako je naveo Global CCS Institute, primena hvatanja ugljenika i dalje zaostaje za onim što je potrebno za klimatske ciljeve, ali se jaz počinje smanjivati zahvaljujući novim politikama i projektima catf.us. Postoji osećaj da je trenutak za hvatanje ugljenika stigao, ne kao alternativa smanjenju emisija, već kao ključna paralelna strategija.

Izgledi i mišljenja stručnjaka

Dok stojimo u 2025. godini, tehnologije za hvatanje i uklanjanje ugljenika prelaze iz naučne fantastike u činjenicu, ali značajni izazovi i dalje postoje. Vodeći naučnici ističu i potencijal i ograničenja ovih tehnologija:

S jedne strane, postoji optimizam. „To je u suštini najbolji materijal koji postoji za direktno izdvajanje ugljen-dioksida iz vazduha,“ rekao je Omar Yaghi o COF-999, izražavajući uzbuđenje zbog toga što takvi proboji „otvaraju nove mogućnosti u našim naporima da rešimo klimatski problem“ news.berkeley.edu. Mnogi u ovoj oblasti iskreno se nadaju da se uz kontinuirane inovacije hvatanje ugljenika može učiniti dovoljno efikasnim i jeftinim za globalnu primenu. Vizija je da ćemo za nekoliko decenija imati novu industriju razmere savremene nafte i gasa – ali u suprotnom smeru, koja globalno izvlači ugljenik iz sistema. Ovo bi moglo uključivati „džinovske prečišćivače vazduha“ na strateškim lokacijama, kako zamišlja prof. Gagliardi, sa DAC postrojenjima koja „značajno doprinose globalnim naporima za postizanje ugljenične neutralnosti“ pme.uchicago.edu. Klimatski modelari potvrđuju da će negativne emisije iz ovakvih tehnologija verovatno biti neophodne da bi se nadoknadili najteže uklonjivi izvori (poput avijacije, poljoprivrede i istorijskih emisija) ako želimo da ostanemo blizu zagrevanja od 1,5 °C.

S druge strane, stručnjaci upozoravaju da se hvatanje ugljenika ne posmatra kao čarobno rešenje ili izgovor za odlaganje smanjenja upotrebe fosilnih goriva. Dr. Fatih Birol, šef Međunarodne agencije za energiju, upozorio je da „nastavak poslovanja kao i do sada za naftu i gas uz nadu da će masovna primena hvatanja ugljenika smanjiti emisije je fantazija“. Drugim rečima, hvatanje ugljenika može biti dopuna, ali ne i zamena za brzu tranziciju ka čistoj energiji x.com. Naučnici takođe napominju da uklanjanje ugljenika rešava ugljen-dioksid, ali ne i druge gasove sa efektom staklene bašte ili klimatske uticaje. „Čak i ako ste vratili temperature na niži nivo [sa CDR], svet koji ćemo gledati neće biti isti,“ rekao je dr. Carl-Friedrich Schleussner, ističući da se problemi poput porasta nivoa mora neće jednostavno preokrenuti reuters.com. I moramo imati na umu razmere: trenutno, sva DAC postrojenja zajedno uklanjaju samo nekoliko hiljada tona CO₂ godišnje; priroda (šume, zemljište) uklanja oko 2 milijarde tona; a da bi se zaista pomoglo klimatskim ciljevima, možda će biti potrebno 7–10 milijardi tona godišnje uklanjanja do sredine veka reuters.com. To je ogroman izazov – otprilike desetostruko povećanje trenutnog uklanjanja prirode, ili hiljade DAC postrojenja veličine Mammoth. Da bi se to postiglo, biće potrebni kontinuirani inovacije, ulaganja i podržavajuća politika tokom mnogo decenija.

Zaključak razvoja u periodu 2024–2025. jeste da je kriva učenja za hvatanje ugljenika zaista počela. Troškovi se postepeno smanjuju, a projekti prve vrste dokazuju ključne koncepte. Vidimo prvu cementaru sa CCS-om, prve DAC projekte na megatonskoj skali koji su finansirani, nove materijale koji ruše prethodna ograničenja (hvatanje CO₂ na 300 °C; izdržavanje 100+ ciklusa; rad u vlažnom vazduhu; hvatanje 99% CO₂, itd.), i vlade koje ulažu stvaran novac. Svaki uspeh gradi znanje koje čini sledeći projekat lakšim i jeftinijim. Kako je jedan izveštaj naveo, maraton za izgradnju industrije uklanjanja ugljenika je tek počeo, ali trkači su konačno krenuli sa startnih blokova youtube.com.

U narednim godinama, obratite pažnju na te “megaprojekte” – ako projekti poput Project Cypress (SAD) ili britanskog Humber klastera uspeju, hvataće CO₂ u dosad neviđenim razmerama i pokazati da li troškovi mogu pasti kako se očekuje. Takođe pratite XPRIZE Carbon Removal takmičenje, koje je 2024. suzilo izbor na 20 finalnih timova koji pokrivaju DAC, hvatanje iz okeana, mineralizaciju i još mnogo toga xprize.org. Pobednik (koji će biti objavljen 2025.) mora demonstrirati uklanjanje 1.000 tona CO₂ i održiv put do skaliranja na 1 milion tona godišnje. Ovo takmičenje je podstaklo kreativnost i dovelo do toga da timovi poput Heirloom, Carbfix i drugi budu u centru pažnje i finansirani cen.acs.org.

Ukratko, nove strukture i tehnologije za hvatanje CO₂ brzo se pojavljuju – od najsavremenijih COF kristala koji deluju kao super-sunđeri za CO₂ news.berkeley.edu, do masivnih inženjerskih projekata koji imaju za cilj da izvuku ugljenik iz atmosfere u megatonskim količinama climeworks.com. Svaki doprinosi rešavanju slagalice stabilizacije klime. Ton među stručnjacima je “oprezni optimizam.” Da, hvatanje ugljenika je tehnički složeno i trenutno skupo, ali napredak iz 2024–2025. pokazuje da ljudska domišljatost polako rešava te izazove. Kako je prof. Yaghi rekao o spajanju veštačke inteligencije i hemije za dizajn boljih sorbenata, “Veoma, veoma smo uzbuđeni” news.berkeley.edu – a to uzbuđenje sve više dele klimatski naučnici, inženjeri, investitori i donosioci odluka koji vide hvatanje ugljenika kao ključni alat za ostavljanje nastanjive planete budućim generacijama.

Samo hvatanje ugljenika neće spasiti svet, ali može nam kupiti vreme i smanjiti nasleđeno zagađenje dok obavljamo težak posao dekarbonizacije. Sa revolucionarnim tehnologijama koje su nam sada dostupne i još više njih na horizontu, nekada teoretska ideja o čišćenju naše atmosfere postaje stvarnost. Sledećih nekoliko godina biće presudno za primenu ovih rešenja u velikim razmerama – a ako uspemo, buduće generacije bi mogle da se osvrnu i prepoznaju ovaj period kao zoru novog doba uklanjanja ugljenika, kada je čovečanstvo doslovno počelo ribanje neba kako bi pomoglo u obnavljanju bezbedne klimatske ravnoteže.

Izvori: Istraživanje i vesti o hvatanju ugljenika (2024–2025) news.berkeley.edu, pme.uchicago.edu, ccsnorway.com, climeworks.com, 1pointfive.com, atoco.com, reuters.com, vladina saopštenja i komentari stručnjaka energy.gov, news.berkeley.edu, energiesmedia.com, man-es.com, i IPCC klimatske procene news.berkeley.edu, reuters.com.