Magyarország tele van föld alatti szén-dioxid-tárolókkal, már csak használni kellene őket
Két évvel ezelőtt minden EU-tagállam, így Magyarország is vállalta, hogy 2050-ig eléri a klímasemlegességet, vagyis ezután legfeljebb annyi üvegházhatású gázt enged a légkörbe, amennyit el is tud távolítani onnan. A nettó zéró kibocsátáshoz a kormány 2021-es klímaváltozási stratégiája, független elemzések és a Qubit által megkérdezett éghajlatkutatók szerint is szükség lesz a szén-dioxid-leválasztás (Carbon Capture and Storage, CCS) technológiájára.
Bár magyar geológusok már felderítették, hogy az országban mely területek lehetnek alkalmasak a szén-dioxid felszín alatti, hosszú távú tárolására, ott még – Izlanddal ellentétben – nem tartunk, hogy a légkörből szén-dioxidot leválasztó, majd azt a felszín alatt tároló erőművek épüljenek. Olyan hazai, működő beruházásról sem tudunk, amely nagy mennyiségű ipari szén-dioxidot kötne meg, és juttatná azt geológiai tárolókba, ahol évtizedekig vagy évszázadokig lehet raktározni.
„Ahhoz, hogy a globális felmelegedést jó eséllyel 1,5-2 fok körül tudjuk korlátozni, a kibocsátások azonnali és drasztikus csökkentése mellett valamilyen mértékben mindenképp szükség lesz a már légkörbe került szén-dioxid-többlet eltávolítására is. Annak mértéke, hogy mennyi szén-dioxidot kell kivonnunk a légkörből, attól függ, hogy ma milyen gyorsan cselekszünk” – mondták a Qubitnek a Másfélfok éghajlatkutató szakértői, Lehoczky Annamária és Szabó Amanda Imola arról, hogy mennyire szorulunk rá globálisan a szén-dioxidot kivonó természetes vagy technológiai megoldásokra.
A természetes megoldások a szakemberek szerint jelenthetik az erdők, rétek, mangrove- és tőzegmocsarak helyi közösségekkel együttműködésben történő megóvását és helyreállítását, valamint olyan, óriási potenciállal rendelkező mezőgazdasági innovációkat is, mint a szénmegkötést támogató agroökológiai megoldások. Az IPCC becslése alapján az erdő- és mezőgazdálkodási gyakorlatok javításával 2050-ig évente több milliárd tonnányi szén-dioxidot lehetne gazdaságosan eltávolítani a légkörből. A kutatók szerint „azon túl, hogy hogyan bánunk a földekkel, az is nagyon fontos kérdés, hogy mit termesztünk és hogyan használjuk fel a nyersanyagokat: kiterjedtebb, de nem kizárólagos növényi alapú táplálkozással, az élelmiszer-pazarlás csökkentésével, a fa és más növényi alapanyagok hatékonyabb felhasználásával és fenntarthatóbb termelési gyakorlatokkal tovább csökkenthetők a kibocsátások”. Ezek az ökoszisztémák ugyanakkor sérülékenyek is az éghajlatváltozás hatásaival szemben, a bennük elraktározott szenet például az erdőtüzek veszélyeztethetik.
A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) tavalyi jelentése szerint a szén-dioxid-leválasztó, -felhasználó és -tároló (CCUS) technológiai létesítmények ma globálisan évente 45 millió tonnányi szén-dioxidot tárolnak el, ami 2030-ig az eddig bejelentett fejlesztések szerint 220 millió tonnára nőhet. Ehhez képest az IEA szerint az energiafelhasználáshoz köthető globális szén-dioxid-kibocsátás 2022-ben 36,8 gigatonnányi volt – az évtized végéig becsült tárolási érték 167-szerese. Ma az IEA szerint a szén-dioxid-leválasztó kapacitás 65 százalékáért a nyers földgázt finomító és tisztító földgázfeldolgozó üzemek, 17 százalékáért a földgázból történő hidrogén-előállítás, 12 százalékáért ipari létesítmények, 3 százalékáért pedig energia- és fűtőerőművek felelnek. Utóbbi kategóriára jó példa az amerikai NET Power startup texasi demonstrátor erőműve, amely szén-dioxid-kibocsátás nélkül képes fosszilis tüzelőanyagokból 25 megawatt energiát előállítani.
Bár gyorsul a fejlesztések üteme, a tervezett leválasztási kapacitás így is jelentősen, több mint egymilliárd tonnával elmarad attól az 1286 millió tonnától, amit 2030-ig el kell érnünk az IEA forgatókönyvének értelmében, hogy 2050-re megvalósuljon a globális nettó zéró kibocsátás. Az ügynökség szerint sem a CCUS-rendszerek fejlesztése és telepítése, sem az ezekhez szükséges infrastruktúra kiépítése nem halad egyelőre megfelelő ütemben, de a tavaly az amerikai kongresszus által elfogadott inflációcsökkentő törvény (Inflaction Reduction Act), valamint az Európai Unió Innovációs Alapja (Innovation Fund) is segíti ezeket a törekvéseket.
Ma az IEA szerint 18, közvetlenül a légkörből szén-dioxidot befogó (direct air capture, DAC) erőmű működik világszerte, amik együttesen 0,01 millió tonnányi szén-dioxidot tárolnak el évente. Kapacitásuknak 60 millió tonnáig kellene eljutniuk 2030-ra. Az ügynökség szerint ez elérhető, de rá kell kapcsolni a fejlesztésekre, és több, nagy skálájú prototípus erőmű létrehozására van szükség, hogy csökkenthetők legyenek a költségek és javuljon a technológia. A svájci Climeworks startup, amely Izlandon telepítette a geotermikus energia által működtetett Orca üzemét, tavaly kezdte el építeni az országban a Mammoth nevű új erőművét, amely a cég reményei szerint 36 ezer tonnányi szén-dioxidot távolíthat el évente a légkörből. Az Egyesült Államokban megvalósítás alatt álló DAC1, amely jövőre készülhet el, kezdetben több mint 10-szer ennyi, évente 0,5 millió tonnányi szén-dioxid tárolására lehet majd képes, később pedig az egymillió tonnás tárolási rátát is elérheti.
Lehoczky és Szabó azt állítják, hogy akkor is óriási szükség lehet a természetes és technológiai alapú negatív emissziós módszerekre, ha meghaladjuk a 1,5 fokos felmelegedést, ami a bolygó visszahűtéséhez tizedfokonként további 220 gigatonnányi szén-dioxid eltávolítására kényszerítené az emberiséget. A cél szerintük az, hogy a lehető legkisebb mértékben haladjuk meg a 1,5 fokos melegedést, mert ezután minden egyes tizedfokkal veszélyesebbé válik az éghajlat, és közelebb kerülnek az éghajlati átbillenési pontok. Amint arról tavaly írtunk, egy, a rangos Science folyóiratban közölt tanulmány szerint már a 1,5 fokos felmelegedés is az együttesen 13 méternyi tengerszintnek megfelelő jeget tároló grönlandi és nyugat-antarktiszi jégtakarók összeomlásával fenyeget, ha nem sikerül az éghajlatot a fordulópontokhoz tartozó hőmérsékleti értékek alatt stabilizálni.
Évente legalább 2 millió tonnányi szén-dioxidot kellene Magyarországon eltárolni 2050-től
A magyar kutatók szerint a 1,5 fokos klímacél betartásához legkésőbb 2050-ig nettó nullára kell csökkenniük a globális kibocsátásoknak, ami azt jelenti, hogy a gazdaság minden szektorában gyorsan le kell szorítani ezeket, és ahol nem teljesen lehetséges, mint a cement- és acélgyártás vagy a légiközlekedés és a hajózás területén, ott szén-dioxid-kivonó módszerekkel mindenképpen ellensúlyozni kell ezeket a kibocsátásokat. A szakemberek szerint a Nemzeti Tiszta Fejlődési Stratégia azzal számol, hogy a CCS-technológiák várhatóan csak a 2030-as, 2040-es években játszanak majd nagyobb szerepet az ipari és energiaszektorokban vagy a biomassza alapú villamosenergia-termelésben, de óvatosságra intenek, hogy kockázatos ezek helyett „a még kiforratlan és nem megfelelő léptékben alkalmazható technológiák túlzott szerepvállalása az éghajlatváltozás mérséklésére irányuló cselekvési tervekben”.
Zeke Hausfather amerikai éghajlatkutató, aki a digitális fizetési rendszert fejlesztő Stripe-nál szén-dioxid-leválasztó technológiák fejlesztésének elősegítésén dolgozik, egy tavalyi előadásában arra figyelmeztetett, hogy a szén-dioxid-leválasztás nem váltja ki a radikális kibocsátáscsökkentést. A Kaliforniai Egyetem (Berkeley) kutatója szerint érdemes szkeptikusnak lenni az olyan javaslatokkal, amik a klímaváltozás megoldásában 10-20 százaléknál nagyobb arányt adnak a technológiának. Ugyanakkor szerinte pontosan most van itt az ideje, hogy kiderüljön, melyik szén-dioxid-leválasztási technológia működik a legjobban, és melyek skálázhatók fel.
A McKinsey & Company tavalyi tette közzé azt a jelentést, amely Magyarország klímasemlegességéhez vezető utat vizsgálta, és amely szerint a nettó zéróhoz szükségesnek vélt mértékű „negatív kibocsátás” nagyobb részét természetes forrásokból, kisebb részét pedig CCS-technológiákból lehet fedezni. A szakértők szerint a felszínhasználat, annak változása és az erdőgazdálkodás (Land Use, Land Use Change, and Forestry, LULUCF) alá tartozó módszerek, mint az erdőtelepítés vagy tőzeglápok helyreállítása, az ország 2019-es (64 millió tonnányi) üvegházgáz-kibocsátásának 8 százalékát ellensúlyozhatja 2050-ben. A szakértők szerint ez éves szinten nagyjából 6 millió tonnányi szén-dioxiddal egyenértékű kibocsátás megkötésének felelhet meg, legalábbis akkor, ha már most elkezdjük megtenni azokat az erdő- és tájgazdálkodási lépéseket, amik ennek eléréshez szükségesek az évszázad közepéig.
A McKinsey szakértői szerint Magyarországon legalább évente további 2 millió tonnányi szén-dioxidnak megfelelő kibocsátást ellensúlyozhatnak 2050-re olyan technológiai megoldások, mint a nehéziparban alkalmazható bioenergia szén-megkötéssel és -tárolással (BECCS) vagy a közvetlen légkörből történő szén-dioxid-leválasztás (DACCS). Szabó és Lehoczky szerint az IPCC arra jutott, hogy ezek a technológiák a globális kibocsátáscsökkentés legköltségesebb, egy tonnányi szén-dioxidra vonatkozóan több mint 200 dollárba kerülő megoldásai közé tartoznak. A szakemberek szerint a BECCS esetén alaposan meg kell vizsgálni a különböző tényezőket, mert az energetikai célú növénytermesztésnek számos negatív hatása lehet, és ma még sok a bizonytalanság a technológia negatív hatásairól. A DACCS esetében pedig azt mondják, hogy a technológia ugyan elméletben nagyon ígéretes, és csak a geológiai raktárak kapacitása szab neki határt, az energiaigénye meglehetősen nagy, és emiatt nemcsak rendkívül költséges, de a felskálázhatósága is megkérdőjelezhető.
A magyar éghajlatkutatók arra a kérdésünkre, hogy mennyiben értelmezhető a CCS a radikális kibocsátáscsökkentés megúszására tett kísérletnek, úgy reagáltak, hogy „egy ország vagy vállalat klímavédelmi terveinek hitelességét nagyban meghatározza, hogy mekkora mértékben fektetnek be ténylegesen kibocsátáscsökkentésbe, és mekkora mértékben támaszkodnak a kibocsátásaik semlegesítésére”. A kutatók szerint ha valaki túlzottan támaszkodik a szénelnyelésre, az zöldre mosási (greenwashing) stratégia lehet, és az ilyen trükközés elkerülése érdekében az ENSZ konkrét szabályokat próbál kidolgozni.
Hova tudjuk eldugni a szén-dioxidot, hogy ne szökjön meg?
Négy megoldás létezik a szén-dioxid felszín alatti, geológiai tárolására: a sósvizes tárolók, a kimerített gázmezők és olajmezők, valamint a kitermelhetetlen széntelepek – és Magyarországon mindegyik potenciálisan alkalmazható, foglalta össze Hartai Éva, a Miskolci Egyetem Ásványtani és Földtani Intézetének nemrég rangos kitüntetésben részesült egyetemi tanára 2012-ben, a Geosciences and Engineering folyóiratban közölt tanulmányában.
Két, a Qubit rendelkezésére bocsátott kézirat szerint, amit 2012-ben készítettek a Miskolci Egyetem doktoranduszai, Szamosfalvi Ágnes, valamint Vörös Csaba, Magyarországon jelentős, de korlátozott mennyiségű szén-dioxid tárolható letermelt szénhidrogén-tárolókban. De ahogy világszerte, nálunk is a felszín alatt 800 méteres mélység alatt elhelyezkedő, ivóvízforrásként nem használható sósvizes formációk jelentik a legnagyobb szén-dioxid-tárolási potenciált.
Ezek, mint Szamosfalvi összefoglalta, olyan jelentősebb vastagságú, rétegvíztároló földtani képződmények, amelyek a kőzetek pórusaiban sós, valamint félsós vizet tartalmaznak, és az ivóvíztárolóknál jóval mélyebben helyezkednek el. A szakember szerint a tárolók akkor alkalmazhatók, ha elég porózusak és kiterjedtek ahhoz, hogy jelentős mennyiségű szén-dioxidot fogadjanak be, kellően elszeparáltak az ivóvízként és termálvízként használható vízbázisoktól, illetve jól záró fedőrétegük van, ami megakadályozza a szén-dioxid szivárgását. Azt, hogy a sósvizes rezervoárok teljesítik-e ezeket a feltételeket, kutatásoknak kell feltárni.
Szamosfalvi kéziratában hat ilyen, a Pannon-medencében található (endrődi, békési, szolnoki, algyői, újfalui és zagyvai) formáció jellemzőit tekinti át. Azt találta, hogy a szolnoki formáció egésze alkalmas lehet szén-dioxid tárolásra, és bár az újfalui formáció jobb tárolási tulajdonságokkal rendelkezik, egyrészt ez a fő termálvízadó üledékes rétegsor a Pannon-medencében, rétegei pedig egyes régiókban a felszínig elérnek, ezért felülről hidrodinamikailag nem mindenhol záródik.
Vörös kéziratában arra jutott, hogy bár Magyarország adottságai kedvezők a szén-dioxid kimerült szénhidrogénmezőkben történő tárolására, a mezők elhelyezkedése és a jelentős kibocsátó források, például az erőművek elhelyezkedése nem esik egybe. Ennek áthidalására a szén-dioxidot szuperkritikus állapotban szállító csővezetékekre lenne szükség, aminek ugyanakkor a szakember szerint gátat szabhat a gazdaságossága egy adott távolságon túl. Emellett arról is ír, hogy a szén-dioxid-szivárgás elkerülésére olyan mezőket kell kiválasztani, amik alkalmas fedőkőzettel rendelkeznek, illetve új szén-dioxid-besajtoló kutakat is ki kell alakítani.
De milyen konkrét lépések történnek a hazai tárolókapacitás felmérésére és kihasználásra?
A MOL Group GRI-szabványokkal összhangban készült 2022-es jelentése szerint a vállalatcsoportnak „jelenleg is zajló projektjei vannak Horvátországban és Magyarországon, ahol a szén-dioxid permanensen tárolásra kerül erre alkalmas geológiai formációkban”, ám ezek részleteiről a vállalat nem kívánt nyilatkozni a Qubitnek. A MOL 2021-es konszolidált évi jelentésének a kutatás-termelés (upstream) üzletágra vonatkozó fenntarthatósági összefoglalójában azt állítják, hogy „a szén-dioxid-leválasztás, -felhasználás és -tárolás technológiájának alkalmazásával a saját és külső partnerek kibocsátásának semlegesítésére összpontosítunk, mindezt pedig biztonságos módon és nemzetközileg is elismert gyakorlatok alkalmazásával tesszük”.
A vállalat egy 2021 februárjában publikált közleménye szerint „a MOL célja, hogy a Pannon-medence geológiai adottságairól szerzett tapasztalatokat felhasználva 2030-ig kulcsfontosságú szereplővé váljon a közép-kelet-európai szén-dioxid-leválasztás, -hasznosítás és -tárolás (CCUS) területén, ezáltal támogatva a karbonsemlegessé válást”. Arról, hogy milyen erőfeszítések történtek ebbe az irányba az elmúlt 1-2 évtizedben, a MOL Group egy korábbi, 2005–2016 között a vállalatnál dolgozó vezető olajipari mérnökének, Kubus Péternek egy 2015-ös előadása árulkodik.
Az online elérhető angol nyelvű diasorban a szakember arról ír, hogy az Eötvös Loránd Geofizikai Intézet és a MOL együttműködésében 180 olaj- vagy gázmezőt vizsgáltak meg, amiből 23–26-ot találtak technológiailag és gazdaságilag alkalmasnak szén-dioxid-tárolásra. Legnagyobb kihívásként a szén-dioxid-szivárgást nevezi meg, amit a geológiai tárolók alapos felderítésével és kiválasztásával, a szén-dioxid-szivárgásnak ellenálló új kutak fúrásával, valamint monitorozással lehet kiküszöbölni.
Ezek összkapacitása Kubus prezentációja szerint 150 millió tonnányi szén-dioxid raktározására alkalmas, és a befogadóképességük szerint a legjobb tárolók az Alföldön, a kisújszállási szénhidrogénmezőben vannak. Az újfalui és szolnoki egységek sósvizes formációiban együttesen 2510 millió tonnányi szén-dioxidot lehetne elhelyezni az akkori becslések szerint. Ebből jól látszik, hogy a rendelkezésre álló kapacitásokhoz képest eltörpül az a McKinsey elemzése által meghatározott 2 millió tonna, amit legkésőbb 2050-től évente el kellene tárolni Magyarországon.
A cikk a Free Press Unlimited és az E3J támogatásával készült.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten:
