Autorzy październikowego raportu IPCC o skutkach zmian klimatu wyliczają, że aby uniknąć klimatycznej katastrofy, musimy do 2030 r. ograniczyć spalanie paliw kopalnych o połowę, a do 2050 – zaprzestać go całkowicie. Komentują, że jest to fizycznie jak najbardziej możliwe, ale wymagać będzie bezprecedensowych zmian. Produkcję energii elektrycznej trzeba przestawić na atom, wiatr i słońce. Transport – na prąd i wodór. Jeśli spóźnimy się z realizacją tych planów, uratować nas będzie mogło tylko pochłanianie dwutlenku węgla z atmosfery na wielką skalę.
W tym alarmującym raporcie zabrakło dobrej wiadomości – ale nie należy się dziwić klimatologom i fizykom atmosfery, nie są przecież inżynierami. Ci od dawna pracują nad sposobami na lepsze elektryczne auta, pojemniejsze akumulatory do magazynowania energii ze słońca i wiatru. A nawet nad tym, jak z powietrza usunąć dwutlenek węgla i wyprodukować zeń paliwo. Bo wszystko to już w jakiś sposób potrafimy i takie technologie istnieją. To dobra wiadomość. Druga dobra jest taka, że rewolucja już się rozpoczęła i nie zanosi się na to, żeby miała zwolnić tempo.
Czytaj także: Czy globalne ocieplenie da się zatrzymać?
Elektryczna rewolucja: nie tylko e-auta i ogniwa słoneczne
Gdy myślimy o elektrycznych autach, zapewne od razu przychodzi nam na myśl Tesla, największy producent elektrycznych aut. Jest dobrym przykładem na to, jak można stworzyć popyt – konsumenci mogą przecież równie dobrze kupować auta na benzynę lub ropę, jednak tesle sprzedają się znakomicie. Warto też zauważyć, że fabryki Elona Muska wyrosły na pustyni w kilka lat. Ludzkość jest w stanie przestawić się na pojazdy elektryczne – to kwestia skali (i odpowiednich zachęt podatkowych).
Nie mniejszą zmianą jest rewolucja słoneczna. W Stanach Zjednoczonych w ciągu ostatniej dekady lawinowo wzrosła liczba gospodarstw domowych zasilanych prądem z własnych ogniw słonecznych. W Niemczech w ciągu dwóch dekad liczba takich instalacji wzrosła o rząd wielkości. Być może przyszłością jest właśnie „energetyka rozproszona”, w której prąd do sieci zamiast elektrowni węglowych dostarczają niewielkie instalacje. Pewnym problemem jest, oczywiście, przechowywanie energii słonecznej (i wiatrowej), gdy nie ma słońca (lub wiatru). Ale – tu znowu rewolucję zapoczątkował Musk – w sprzedaży są już przydomowe akumulatory o pojemności zapewniającej prąd na noc lub pochmurny dzień.
Pojawiają się też nowe technologie – przed kilkoma miesiącami szwedzcy badacze odkryli, że pewien prosty związek chemiczny może przechowywać energię cieplną ze słońca przez bardzo długi czas i oddawać ją na żądanie. Nie trzeba więc nawet dość kosztownych ogniw fotowoltaicznych, żeby ogrzać dom lub bieżącą wodę – wystarczą prostsze i tańsze kolektory słoneczne zbierające ciepło.
Paliwo z powietrza, czyli co można z CO2
To umiemy teoretycznie od lat, ale technologie takie były dotychczas za drogie i nieopłacalne. W 2018 r., o czym w czerwcu donosiło „Science”, technologia pochłaniania dwutlenku węgla z atmosfery i produkcji zeń paliwa okazała się już całkiem opłacalna. Urządzenia kanadyjskiej firmy Carbon Engineering wyglądają jak ściana olbrzymich klimatyzatorów. W nich od cząsteczek dwutlenku węgla za pomocą katalizatorów odłączany jest tlen, przyłączany zaś wodór pochodzący z elektrolizy wody. Powstają węglowodory, czyli z chemicznego punktu widzenia to samo, co wydobywa się w odwiercie gazu lub ropy naftowej. Kosztuje to mniej więcej dolara za litr.
Czytaj także: Stężenie CO2 w atmosferze jest rekordowo wysokie
Rzecz jasna spalanie takiego paliwa uwalnia dwutlenek węgla – ale wcześniej pochłonięty z powietrza, więc nie zwiększa jego zawartości w atmosferze. I choć brzmi to jak perpetuum mobile (bo można dwutlenek węgla wykorzystywać w kółko), oczywiście nim nie jest, proces wymaga dostarczania energii. Może ona pochodzić z odnawialnych źródeł, czyli słońca i wiatru. Paliwo z powietrza jest zatem faktem, na który nasza cywilizacja może sobie już pozwolić. Warto też zauważyć, że zastosowana na wielką skalę technologia ta daje niezależność energetyczną – i od dostawców paliw, i od wahań cen na światowych rynkach (gdybym był ministrem energetyki kraju pozbawionego złóż ropy i gazu, zainwestowałbym w nią każde pieniądze).
Oprócz spalania węglowodory pochodzące z atmosferycznego dwutlenku węgla można przetworzyć na tworzywa sztuczne czy leki – dokładnie tak jak teraz wykorzystujemy ropę naftową i jej pochodne.
Woda z powietrza. Tania i potrzebna
Globalne ocieplenie oznacza częstsze upały i susze – także tam, gdzie dotychczas były stosunkowo rzadkim zjawiskiem. W Polsce susze, które w XX w. pojawiały się średnio raz na pięć lat, stały się w zasadzie normą. Nie odczuwamy ich skutków jeszcze zbyt dotkliwie, ale istnieje duże prawdopodobieństwo, że będą się nasilać.
Para wodna jest obecna w powietrzu zawsze, a gdy trafia na chłodniejsze powierzchnie, kondensuje się w krople wody – powstaje rosa. Gdy temperatura nocą spada, w ten sposób można uzyskać wodę nawet na pustyni. Ostatnie lata przyniosły proste urządzenia, które pozwalają dzięki temu produkować wodę. W zależności od zastosowanych materiałów i konstrukcji nawet na pustyni mogą dostarczyć kilka litrów wody dziennie, zaś w bardziej wilgotnych warunkach nawet do kilkunastu. Te najprostsze nie wymagają zasilania, para wodna kondensuje w specjalnym tworzywie mineralnym dzięki spadkowi temperatur w nocy. Bardziej zaawansowane wymagają zaś niewielkiego nakładu energii na schłodzenie gęsto utkanej siatki ze specjalnych polimerowych włókien.
To technologia przyda się niezmiernie, bo tam, gdzie woda jeszcze jest, może jej wkrótce zabraknąć. Nie zdziwmy się, gdy na polach uprawnych w Polsce z czasem także zaczną wyrastać instalacje zbierające wodę z powietrza.
Dwutlenek węgla pod ziemię
Modele klimatu pokazują, że wystarczy wysłać do atmosfery 1000 mld ton węgla – czyli 3,6 tys. mld ton dwutlenku węgla – aby średnia temperatura na Ziemi wzrosła o dwa stopnie. Od czasu rewolucji przemysłowej wyprodukowaliśmy już niemal połowę tego, zaś drugą wyemitujemy w ciągu najbliższych 20–30 lat. Prędzej niż później trzeba będzie dwutlenek węgla z powietrza wyłapywać.
Czytaj także: Węgiel i ropa – paliwa dla biednych
Jednym ze sposobów jest sadzenie drzew. To bardzo dobry pomysł, ale dość czasochłonny i kosztowny. Jeśli chcemy pozbyć się dwutlenku węgla szybciej, trzeba go wyłapywać u źródła, np. w spalającej węgiel elektrowni, i pompować go pod ziemię. Nie trzeba przy tym uszczelniać starych kopalnianych szybów czy wiązać go chemicznie. Trwający od 2012 r. pilotażowy projekt prowadzony na Islandii dowiódł, że porowaty bazalt w reakcji z kwasem węglowym (który powstaje po rozpuszczeniu dwutlenku węgla w wodzie) tworzy węglan wapnia, czyli minerał zwany kalcytem. Tamtejsza elektrownia spala więc węgiel i nie emituje dwutlenku węgla.
To nie jest pomysł na polskie warunki geologiczne, bo bazaltowych skał mamy jak na lekarstwo. Ale np. obfitujące w bazaltowe skały Indie mogą go stosować na masową skalę.
Czytaj także: Komisja Europejska opracowała długoterminową strategię klimatyczną
Czy damy radę? Wszystko zależy od polityków
Wszystkie rozwiązania technologiczne potrzebne do dekarbonizacji, czyli odejścia od spalania węgla i węglowodorów kopalnych, już istnieją. Wiele z nich, jak energetyka słoneczna czy wiatrowa, jest już stosowanych na skalę przemysłową. Inne, jak pochłanianie dwutlenku węgla, dopiero raczkują. Ale ograniczenie ilości dwutlenku węgla w atmosferze nie jest już odległą mrzonką – to wyzwanie, któremu mamy szansę sprostać.
Lista wynalazków, które mogą pozwolić ograniczyć spalanie węgla, ropy i gazu, żeby dostarczyć prąd, jest już niezmiernie długa: ogniwa fotowoltaiczne, kolektory słoneczne, elektrownie wiatrowe, pompy ciepła, gruntowe wymienniki ciepła, akumulatory litowo-jonowe, silniki elektryczne i na wodór. Jedynym problemem jest to, abyśmy zaczęli je stosować na większą skalę.
I choć w Polsce trudno w to uwierzyć, tak właśnie dzieje się na świecie. Tam, gdzie jest polityczna wola, udaje się to bez problemów, co pokazuje przykład niezbyt odległej, a przodującej pod tym względem Szwecji. Kraj ten zakłada, że do 2045 r. nie będzie emitował dwutlenku węgla, i jest prawie pewne, że się to uda.
Nawet w USA są dalekosiężne koncepcje. Demokraci opracowali „New Green Deal” (co jest oczywistym nawiązaniem do „Nowego Ładu” Roosevelta), plan eliminacji dwutlenku węgla, który stworzy miliony miejsc pracy. Przejście na stuprocentowo odnawialną energię elektryczną (do 2035 r.) i go gospodarki zeroemisyjnej (do 2050) ma stworzyć 10 mln miejsc pracy. Ekonomiczne wyliczenia pokazują, że jest to możliwe, gorzej może być z polityką. Bo to ona, a nie brak technologicznych możliwości, stoi dziś na przeszkodzie, żeby globalne ocieplenie zatrzymać.
Edwin Bendyk: Globalne ocieplenie, czyli gra interesów politycznych