V polském městě Kielce má do konce roku pracovat první polský „lapač“ oxidu uhličitého z atmosféry. Projekt slibuje elegantní řešení boje s příčinou klimatických změn. Fyzikální realita a prosté počty ovšem ukazují, že zázrak se konat nebude.
Vypadá to jako elegantní řešení jednoho z největších problémů naší doby. Když se nám v atmosféře hromadí příliš mnoho oxidu uhličitého, proč ho z ní prostě nezačneme zase odsávat? Právě o to se pokouší technologie známá jako přímé zachytávání vzduchu (DAC — direct air capture). A první takové zařízení svého druhu, technologický „vysavač“ skleníkových plynů, nyní vzniká i u našich severních sousedů.
Pilotní projekt byl letos v září oficiálně stvrzen dohodou mezi městem Kielce v jižním Polsku a varšavskou technologickou společností Oraquel. Firma na své náklady, vyčíslené na zhruba 1,4 mil. zlotých (asi 7 mil. Kč), postaví a bude provozovat zařízení na pozemku poskytnutém městem. Pro Kielce je to součást klimatických iniciativ a pro Oraquel především klíčová zkouška technologie v reálných podmínkách.
Plné spuštění je plánováno do konce letošního roku 2025, přičemž celý rok 2026 bude probíhat testovací provoz a sběr dat. Firma chce v případě úspěchu rozšířit technologii i do dalších polských měst a průmyslových areálů.
Kámen místo plynu
Technologické srdce celého systému je vměstnáno do dvou standardních přepravních kontejnerů (každý cca 6 × 2,5 × 2,5 m). Uvnitř se nachází soustava velkých ventilátorů, jež do útrob zařízení vhání okolní vzduch. Ten dále prochází přes speciální filtry s patentovaným materiálem, který na sebe selektivně váže molekuly oxidu uhličitého — materiál se tedy označuje jako „sorbent“, což je název pro pevnou látku, která dokáže absorbovat kapalinu nebo plyn.
Celý proces je navržen tak, aby při provozu neprodukoval emise. Potřebnou elektrickou energii dodají fotovoltaické panely instalované přímo u kontejneru.
Jedna taková jednotka by měla za rok z atmosféry odstranit až 500 t CO2. To zhruba odpovídá emisím 70 rodinných domů s kotli na uhlí, nebo spálení asi 200 tisíc l benzínu.
Největší inovace polského projektu však spočívá v tom, co se se zachyceným plynem stane dál. Většina podobných systémů ve světě se potýká s energeticky náročným krokem: nasycený filtr se musí zahřát, aby z něj CO2 opět uvolnil, následně se plyn stlačí a buď využije v průmyslu, nebo napumpuje do podzemní.
Společnost Oraquel zvolila jiný přístup: oxid uhličitý zůstává pevně navázán v sorbentu. Jakmile se filtry nasytí, jednoduše se z kontejneru vyndají. Koncovým produktem je jakási „suchá sorbentová hornina“, která bude následně převezena k uložení do opuštěných dolů a štol v oblasti. V těchto podmínkách panuje stabilní nízká teplota, která zaručuje, že plyn zůstane v materiálu bezpečně uzamčen v pevné fázi. Odpadá tak energeticky náročná regenerace filtru i složitá manipulace se stlačeným plynem.
Problém s kvantitou
Na papíře to zní skvěle, technologie však naráží na dva zásadní fyzikální limity, které z ní činí mimořádně obtížně škálovatelnou disciplínu. Tím prvním je extrémně nízká koncentrace CO2 v atmosféře. Tvoří jen zhruba 0,04 % objemu vzduchu. Pro srovnání, ve spalinách z komína elektrárny je jeho koncentrace 100× až 300× vyšší.
Znamená to, že pro zachycení významného množství CO2 je nutné zpracovat nepředstavitelné objemy vzduchu. Podle odhadů je k odchycení jediné tuny CO2 zapotřebí „přefiltrovat“ asi 1,8 mil. m3 vzduchu. To je objem, který by naplnil zhruba 700 velkých plaveckých bazénů. Polské zařízení s roční kapacitou 500 t tak musí každou sekundu, nepřetržitě po celý rok, nasát a zpracovat asi 30 m3 vzduchu.
Právě z tohoto důvodu by zařízení, která by měla mít reálný dopad na klima, musela dosáhnout gigantických rozměrů.
Studie z prestižního Massachusettského technologického institutu (MIT) ukázala, že lapač s kapacitou jednoho milionu tun CO2 ročně (tedy 2 000× větší než polský pilot) by vyžadoval konstrukci vysokou jako třípatrový dům a dlouhou neuvěřitelných 5 km.
Druhým limitem je energie. Oddělit plyn z takto zředěné směsi je termodynamicky velmi náročné a stojí to obrovské množství energie. I ty nejoptimističtější odhady pro konvenční DAC technologie počítají se spotřebou minimálně 1,2 MWh čisté elektrické energie na každou zachycenou tunu CO2.
Pokud bychom chtěli pomocí této technologie odstraňovat například 5 mld. t tohoto plynu ročně (tj ⅛ současných globálních emisí), spotřebovaly by tyto „vysavače“ ročně 6 000 TWh elektřiny. To je zhruba ¼ současné celosvětové výroby. A všechna tato energie by musela pocházet z bezemisních zdrojů, kterou by potřebovaly i další obory, jako je doprava nebo průmysl.
Tyto fyzikální a energetické nároky se přímo promítají do extrémně vysokých nákladů. Současné ceny za odstranění 1 t CO2 přímým odstraněním se pohybují v průměru kolem 490 USD (přes 11 000 Kč). Náklady na tradičnější metody — například zalesňování, které v důsledku také zachycuje oxid uhličitý a má i další výhody — stojí výrazně méně, někdy i řádově.
Polský projekt je tak jen malým pokusem, který může ukázat, zda technologie funguje podle představ tvůrců. Zároveň ale nelze ignorovat její fundamentální limity. Přímé zachytávání CO2 ze vzduchu není a v dohledné době nebude řešením klimatické krize. Je možné, že by se mohlo stát doplňkovým nástrojem pro kompenzaci emisí z odvětví, kde je obtížné se jich zbavit, jako je letectví nebo výroba cementu, ale při jeho dnešních cenách to i tak bude mít těžké.