RETEAUA EUROPEANA DE BIOXID DE CARBON – O METODA DE SOLUTIONARE A PROBLEMEI INCALZIRII GLOBALE
Data: 16-31 decembrie 2006
Ce reprezinta captarea si stocarea CO2?
Toti combustibilii fosili contin carbon. Prin ardere, acest carbon reactioneaza cu oxigenul din aer pentru a forma CO2. Prin indepartarea carbonului inainte sau dupa procesul de combustie, de exemplu in centralele electrice, se previne emisia de CO2 in atmosfera. Rezultatul il constituie o cantitate de CO2 gazos care este, apoi, transportat spre un depozit subteran, corespunzator, de stocare. Rezervorul poate fi un zacamant de petrol sau gaze „golit“ (epuizat), un strat de carbune sau un acvifer (un strat imbibat cu apa).
INAPOI IN PAMANT – O METODA DE SOLUTIONARE A PROBLEMEI
INCALZIRII GLOBALE
Din pamant se extrag petrolul, gazele si carbunii pentru a se obtine energie. Prin arderea acestor combustibili fosili in scopul eliberarii energiei, se produce nedoritul bioxid de carbon care afecteaza clima globului. Exista posibilitatea captarii acestui bioxid de carbon, reintroducerii lui in scoarta terestra si pastrarii lui acolo. Prin aceasta operatie se micsoreaza in mod semnificativ emisiile de gaze cu efect de sera, se reduc modificarile climatice, ceea ce reprezinta un element cheie in tranzitia spre surse durabile de energie.
Pentru ce captarea si depozitarea CO2?
Dovezile despre influenta activitatilor umane asupra modificarilor climatice devin din ce in ce mai puternice. Emisiile mondiale de bioxid de carbon (CO2) din atmosfera ce rezulta din utilizarea din ce in ce mai mare a combustibililor fosili joaca un rol principal. Cei mai multi cercetatori sunt de acord ca pentru a stabiliza concentratia de CO2 si a diminua astfel modificarile climatice, emisiile mondiale de CO2 trebuie reduse cu peste 50%. Ca un prim pas, in 1997 a fost adoptat Protocolul de la Kyoto de reducere a emisiilor in 2012 sub nivelul anului 1990. Reducerile respective pot fi realizate cu ajutorul a trei tipuri de masuri:
•imbunatatiri ale eficientei energetice si reducerea cererii de energie;
•utilizarea surselor de energie regenerabila (cum ar fi energia vantului sau a Soarelui);
•captarea si stocarea bioxidului de carbon emis in mod curent.
Devine clar ca efectul combinat al cresterii eficientei si al surselor de energie regenerabila nu poate atinge nivelul cerut de reducere a emisiilor. Pentru stoparea modificarilor climatice va fi necesara si aplicarea unor masuri din cea de a treia categorie, captarea si stocarea CO2 (CCS). Introducerea inapoi in pamant a CO2 nu este o noutate. In multe tari, bioxidul de carbon natural a existat in formatiuni geologice de milioane de ani. Lumea depinde de combustibilii fosili, iar modificarea sistemului nostru energetic nu se poate face peste noapte, ci va necesita ani. CCS va sustine tranzitia gradata de la o energie bazata pe combustibili fosili spre un sistem diversificat care va minimiza efectul asupra climatului global. Sistemul nostru energetic actual va ramane, in mare, acelasi in aceasta perioada de tranzitie, dar trebuie realizate noi elemente de infrastructura: de exemplu, centralele electrice si marile unitati industriale vor fi echipate cu unitati de captare si cu conducte care sa duca spre locurile de stocare.
Cum si unde putem capta CO2?
Aproximativ 60% din emisiile de CO2 ale omenirii au loc la mari surse stationare, cum ar fi centralele electrice, rafinariile, instalatii de procesare a gazelor si instalatii industriale. In majoritatea acestor procese, gazele din cosurile de fum contin CO2 diluat (intre 5% si 15 %). O optiune consta in separarea CO2 de alte gaze emise, realizandu-se o concentrare de, sa spunem, 90% CO2. O alta optiune consta in indepartarea carbonului inaintea arderii, ca in cazul in care se produc hidrogen si CO2 din gaze naturale (CH4). Captarea CO2 este o tehnologie binecunoscuta in diferite sectoare industriale in care deja se separa CO2 de alte gaze. In prezent, CO2 rezultat este fie eliberat in atmosfera, fie este rafinat suplimentar pentru a se produce CO2 cu puritate superioara, utilizat in unele aplicatii industriale, cum ar fi la prepararea bauturilor racoritoare. Desi exista unele tehnologii adecvate, captarea CO2 nu a fost inca optimizata pentru aplicarea pe scara larga la centrale electrice. In multe tari se realizeaza cercetari intense pentru studiul unor noi si promitatoare concepte si pentru imbunatatirea tehnologiilor existente in scopul reducerii costurilor si a energiei consumate in procesul de captare. Simultan sunt planificate teste ce vor fi realizate in centrale electrice pentru validarea noilor tehnologii la scara comerciala.
Unde poate fi stocat?
Dupa captare, CO2 poate fi stocat sau reutilizat (de exemplu, ca resursa la fabricarea bauturilor racoritoare sau in sere, pentru a ajuta la cresterea plantelor). Deoarece piata reutilizarii CO2 este, in prezent, redusa, majoritatea CO2 extras trebuie sa fie stocat. CO2 poate fi sechestrat in formatiuni geologice (incluzand zacaminte epuizate de petrol sau gaze, acvifere saline profunde sau strate de carbuni neexploatabile). CO2 mai poate fi fixat in forma de minerale. Formatiunile geologice ofera o capacitate imensa de stocare (vezi tabelul alaturat). In ciuda domeniului larg de capacitate de stocare, se poate concluziona ca aceasta capacitate este suficienta pentru stocarea emisiilor de CO2 datorate omului pentru zeci si, posibil, sute de ani.
Zacamintele de petrol sau gaze, care in general au fost bine cercetate, sunt considerate a fi depozite sigure pentru stocarea CO2 deoarece aceste zacaminte au continut petrol, gaze si uneori CO2 timp de milioane de ani. Injectarea CO2 in unele dintre aceste zacaminte ar conduce la o productie suplimentara de petrol/gaze. Veniturile provenite din petrolul/gazele extrase suplimentar ar compensa partial cheltuielile cu stocarea CO2. Acest proces, denumit recuperare secundara cu CO2, a fost aplicat in SUA cativa ani, dar nu in scopul stocarii CO2, ci pentru a creste productia de petrol. In Canada, injectia de gaz acid (un produs rezidual obtinut din rafinarea gazelor naturale, ce consta in principal din CO2 si H2S) in zacaminte de petrol/gaze si in acvifere saline adanci se practica de mai multi ani.
Acviferele saline adanci sunt formatiuni geologice alcatuite in special din gresii care contin apa sarata. Aceste formatiuni ofera un potential enorm de stocare: ele sunt prezente in cele mai multe tari, deseori in apropierea surselor de CO2, sunt de obicei bine dezvoltate si au o capacitate de stocare ridicata. Injectia CO2 in aceste formatiuni este similara injectiei in zacamintele de petrol sau gaze. Proiectul norvegian Sleipner (ilustrat in figura de mai jos), primul proiect comercial de injectie a CO2 in cadrul caruia se introduc anual circa 1 milion de tone de CO2 intr-un acvifer situat sub Marea Nordului, demonstreaza ca CO2 poate fi efectiv sechestrat in cantitati mari.
Straturile subterane de carbuni uneori nu pot fi exploatate. De obicei ele mai contin si o anumita cantitate de metan. Atunci cand se injecteaza CO2 intr-un strat de carbune, s-a demonstrat ca acesta se „ataseaza“ de carbune mai bine decat metanul, eliberandu-l pe acesta. Aceasta inseamna ca stratul de carbune devine producator de gaze naturale care pot fi vandute pentru a compensa costul operatiunilor de stocare. Straturile de carbune au pastrat metanul timp de milioane de ani, asa ca este foarte probabil ca ele vor retine si CO2 pentru cel putin mii de ani. Aceasta tehnologie este in curs de testare prin proiectul UE RECOPOL cu aplicatie de teren in Polonia.
Care sunt costurile captarii, transportului si stocarii CO2?
Atunci cand la o centrala electrica este captat CO2, aceasta operatiune consuma energie suplimentara, deci costul energiei electrice va creste. Cresterea depinde de tipul de centrala (pe carbune sau pe gaz) si de costul combustibilului. Diferite studii, printre care si cel intreprins de programul de cercetare-dezvoltare a gazelor cu efect de sera din cadrul Agentiei Internationale a Energiei (IEA) au aratat caci captarea CO2 face sa creasca costurile de generare a electricitatii cu 1,3 – 3 eurocenti pe kWh. O alta cale de exprimare a acestor costuri este in functie de emisia de CO2 evitata. Captarea CO2 costa intre 25 si 60 euro/tona de CO2. Se asteapta ca cercetarile ce se desfasoara acum sa reduca aceste costuri la jumatate.
Costurile de transport sunt relativ modeste: transportul CO2 pe 100 km de conducte va costa intre 1 si 4 euro/tona.
Costurile stocarii depind foarte mult de tipul de depozit in care este injectat. In acvifere sau zacaminte de petrol si gaze epuizate, costurile variaza intre 10 si 20 euro/tona. Cand se produc petrol sau gaze in mod suplimentar, costurile ar putea fi mai mici de 0 euro/tona de CO2. Cu alte cuvinte, beneficiile compenseaza costurile, transformand operatiunea intr-o afacere profitabila.
Care sunt riscurile captarii si stocarii carbonului?
Ca in toate tehnologiile, exista anumite riscuri si in captarea si stocarea CO2. Problema pe care trebuie sa ne-o punem este: (a) in ce masura riscurile captarii si stocarii sunt acceptabile si (b) in ce masura riscurile sunt comparabile cu cele ivite prin alte optiuni de reducere a emisiilor de CO2.
Principalele riscuri apar la transportul si stocarea CO2. Orice locatie de stocare trebuie aleasa departe de zonele cu risc seismic, pentru a avea siguranta ca rocile prezinta stabilitate.
In SUA exista o infrastructura extinsa de conducte de CO2 (3 100 km). Istoria accidentelor la aceste conducte arata ca intre 1990 si 2001 au existat zece incidente fara nicio ranire sau deces. Desi, in principiu, poate aparea un incident atunci cand CO2 este transportat pe scara larga, consecintele pot fi minimizate cu ajutorul masurilor de control al sigurantei si nu pot fi mai mari decat riscul unei defectiuni in conductele de gaz natural prezente in majoritatea tarilor europene. Mai mult, intrucat CO2 nu este nici explozibil nici inflamabil, asa cum este gazul natural, consecintele in cazul unei scurgeri este de asteptat sa fie mai mici decat in cazul gazelor naturale.
Principalul risc legat de stocare se afla la locul in care se realizeaza injectia; in cazul unei defectiuni aparute la gaura de sonda, consecinta ar fi migrarea in sus a CO2.
Probabilitatea unei scapari bruste a CO2 stocat intr-un depozit subteran este extrem de mica si comparabila cu scaparea gazelor naturale din gaura de sonda, ceea ce se produce extrem de rar.
In mai multe institute din intreaga lume se executa cercetari legate de urmatoarele aspecte ale riscului:
•Studiul de detaliu al proceselor chimice si fizice ce au loc in depozite
•Procedee de alegere a locatiilor, inclusiv prin metode seismice
•Instrumente de prezicere a comportarii pe termen lung a CO2
•Procedee de monitorizare si verificare
•Metode de evaluare a riscului si procedee de management al riscului
•Cele mai bune proceduri si norme
•Integritatea sondelor
Stimulente
Pentru penetrarea pe piata a tehnologiei de captare si sechestrare sunt necesare stimulente care sa aduca marile investitii necesare in aceasta tehnologie suplimentara din partea centralelor electrice si a industriei. Drept consecinta, trebuie stabilit un pret al carbonului, care poate fi ca o taxa asupra carbonului sau ca un sistem de comercializare.
Intr-un sistem de comercializare se creeaza o piata a CO2, stabilind o limita superioara a emisiilor pe tara si acordarea unor permise (asa-numitele credite de carbon) celor ce emit CO2. Sistemul de comercializare a emisiilor din Uniunea Europeana include in mod specific utilizarea captarii si stocarii carbonului (Decizia Comisiei Europene din 29 ianuarie 2004) pentru a permite acestei tehnologii sa fie adaugata celorlalte surse de energie cu emisii reduse si sa asigure Europei o sursa de energie sigura si sustenabila pentru viitorul previzibil.
Daca captarea si stocarea evolueaza, aducand costurile la nivelul de 20 euro/tona, iar stocarea geologica se dovedeste sigura ca metoda de reducere a gazelor cu efect de sera, atunci aceasta tehnologie va putea fi introdusa comercial intr-un deceniu, cu conditia ca si regimurile fiscale si de reglementare sa se alinieze in mod corespunzator.
Informatii suplimentare
www.co2net.com: CO2NET este o retea europeana tematica orientata spre educatie si care ofera informatii pentru creatorii de politici si pentru actionari.
Urmatoare site-uri ofera informatii detaliate referitoare la tehnologii si proiecte:
– www.co2captureandstorage.info
– www.ieagreen.org.uk: Programul Greenhouse Gas al IEA este o colaborare internationala ce are drept scop evaluarea tehnologiilor, diseminarea rezultatelor si identificarea obiectivelor de cercetare referitoare la captarea si stocarea CO2.
– www.co2captureproject.org: CCP este un proiect international finantat de opt dintre cele mai mari companii energetice din lume.
– www.clsforum.org: Forumul Carbon Sequestration Leadership este o initiativa internationala la nivel guvernamental referitoare la schimbarile climatice.
– www.ipcc.ch: Comitetul Interguvernamental asupra Modificarilor Climatice intentioneaza sa emita un raport special referitor la captarea si stocarea CO2.
– www.climnet.org/CTAP: CAN, Climate Action Network, un ONG cu preocupari in domeniul mediului, a organizat un workshop special asupra captarii si stocarii CO2.