Naléhavá potřeba zachytávání uhlíku
Hladiny oxidu uhličitého (CO₂) v naší atmosféře jsou na rekordních hodnotách a způsobují nebezpečné změny klimatu. V roce 2024 dosáhly koncentrace CO₂ přibližně 426 částic na milion – zhruba o 50 % vyšší než před průmyslovou revolucí news.berkeley.edu. Snížení emisí je zásadní, ale odborníci se shodují, že to samo o sobě nebude stačit. Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC) uvádí, že musíme také odstranit miliardy tun CO₂, které už jsou ve vzduchu, abychom splnili globální klimatické cíle reuters.com, news.berkeley.edu. Zde přicházejí na řadu technologie zachytávání uhlíku: zachycování CO₂ přímo u zdroje (např. v elektrárnách nebo továrnách) a dokonce i přímo z okolního vzduchu, abychom dosáhli „negativních emisí“. Jak řekl jeden klimatolog, spoléhat se pouze na odstraňování uhlíku je riskantní – „Pouze ambiciózním snižováním emisí v blízké budoucnosti můžeme účinně snížit rizika… [ale] odstraňování CO₂ (CDR) by mohlo pomoci zpomalit oteplování“ reuters.comreuters.com. Stručně řečeno, potřebujeme zachytávání a odstraňování uhlíku spolu se snižováním emisí a nedávné průlomy činí tyto technologie životaschopnějšími.
Proč zachycovat uhlík? Průmyslová odvětví, která je obtížné dekarbonizovat (cement, ocel, energetika), stále vypouštějí velké objemy CO₂. Zachycování uhlíku může odstranit CO₂ z jejich spalin a zabránit jeho uvolnění do ovzduší. Například samotná výroba cementu způsobuje přibližně 7–8 % celosvětových emisí CO₂ a zachycení těchto „procesních emisí“ bylo dlouho považováno za velmi obtížné ccsnorway.com. Mezitím systémy přímého zachycování ze vzduchu (DAC) dokážou odebírat zředěný CO₂ z volného ovzduší (přibližně 0,04% koncentrace) – což je obrovská výzva, ale nezbytná, pokud chceme snížit množství CO₂, které se již nahromadilo v atmosféře news.berkeley.edu. „S přímým zachycováním ze vzduchu se počítá při snaze zvrátit nárůst hladiny CO₂… Bez něj nedosáhneme cíle omezit oteplování na 1,5 °C,“ uvedlo Centrum pro změnu klimatu na UC Berkeley, shrnující závěry IPCC news.berkeley.edu.
Donedávna bylo zachycování uhlíku drahé, energeticky náročné a většinou omezené na pilotní projekty. Tradiční zachycování využívá kapalné aminy (chemikálie, které vážou CO₂) ve velkých absorpčních věžích, což funguje pro koncentrované spaliny, ale spotřebuje to hodně energie – a není to efektivní pro nízké koncentrace CO₂, jako je ve vzduchu news.berkeley.edu. V letech 2024–2025 však vědci a inženýři po celém světě představili nové struktury a technologie, které slibují učinit zachycování CO₂ dramaticky efektivnějším, dostupnějším a škálovatelnějším. Od špičkových materiálů podobných houbě, které nasávají CO₂, až po obří nové závody, které ukládají CO₂ v tisícovkách tun, tyto inovace urychlují závod o vyčištění naší atmosféry.
Níže se podíváme na nejnovější průlomy v zachycování CO₂ – včetně pokročilých materiálů (kovově-organické sítě, kovalentně-organické sítě, sorbenty), nových procesů (od zachycování při vysokých teplotách po DAC poháněné sluncem) a hlavních projektů a iniciativ po celém světě. Zahrnujeme také postřehy předních vědců a odborníků na klima o tom, co tyto novinky znamenají pro boj se změnou klimatu.
Pokročilé materiály pro zachycování CO₂: MOF, COF a sorbenty
Velká revoluce v zachycování uhlíku přichází z oblasti materiálové vědy. Výzkumníci vytvořili nové porézní pevné látky s ohromující schopností zachytávat molekuly CO₂. Dvě hlavní hvězdy jsou metal-organické sítě (MOF) a kovalentní organické sítě (COF) – krystalické materiály s nanoporézní strukturou, které fungují jako houby s velkým povrchem pro plyny. Tyto sítě lze na míru upravit chemickými skupinami, které se vážou na CO₂, což přináší obrovské zlepšení oproti tradičním filtrům s kapalnými aminy energiesmedia.comatoco.com.
- MOF (kovově-organické sítě): MOF se skládají z kovových atomů propojených organickými spojkami, které vytvářejí otevřenou mřížku s vnitřním povrchem tak velkým, že „pouhý jeden gram má ekvivalentní povrch jako fotbalové hřiště“ energiesmedia.com. Vědci mohou póry MOF upravovat funkčními skupinami (například aminy nebo jinými reaktivními místy) pro selektivní zachycování CO₂. MOF jsou zkoumány pro zachycování CO₂ již více než deset let, ale nové formulace posouvají jejich výkon na novou úroveň. Například na konci roku 2024 tým z UC Berkeley vedený profesorem Jeffrey Longem objevil MOF, který dokáže zachytit CO₂ z horkých spalin – při 300 °C, což je výrazně nad limity běžných materiálů news.berkeley.edu. Tento MOF, známý jako ZnH-MFU-4𝓁, využívá ve svých pórech místo aminů hydrid zinečnatý (ZnH), a tyto se ukázaly být pozoruhodně stabilní při vysokých teplotách news.berkeley.edu. „Náš objev má potenciál změnit pohled vědců na zachycování uhlíku. Zjistili jsme, že MOF může zachytávat CO₂ při bezprecedentně vysokých teplotách… což dříve nebylo považováno za možné,“ uvedl Dr. Kurtis Carsch, spoluautor studie news.berkeley.edu. Materiál dosáhl více než 90% zachycení CO₂ v simulovaných spalinách (úroveň označovaná jako „hluboké zachycení“), i při ~300 °C, s kapacitou srovnatelnou s nejlepšími sorbenty na bázi aminů news.berkeley.edu. To je zásadní změna pro odvětví jako cementárny a ocelárny, kde teploty spalin často přesahují 200–400 °C news.berkeley.edu. Místo instalace složitých chladicích systémů pro použití běžných metod zachycování by takové vysokoteplotní MOF mohly být jednoho dne integrovány přímo do komínů. Jak poznamenal profesor Long, „Tato práce ukazuje, že se správnou funkcionalitou – zde hydrid zinečnatý – lze skutečně dosáhnout rychlého, vratného a vysoce kapacitního zachycování CO₂ i při vysokých teplotách, jako je 300 °C“ news.berkeley.edu. Výzkumníci nyní zkoumají varianty tohoto MOF a ladí jeho kovová místa, aby cílili na jiné plyny nebo dále zvyšovali kapacitu news.berkeley.edu.
- COF (Kovalentní organické sítě): COF jsou podobné MOF, ale bez kovu – jsou tvořeny výhradně lehkými prvky (C, H, N, O) spojenými silnými kovalentními vazbami. Díky tomu mohou být odolnější vůči určitým podmínkám. V říjnu 2024 tým vedený prof. Omarem Yaghim (vynálezcem MOF/COF) a prof. Laurou Gagliardi představil COF-999, nový COF zachycující CO₂, který ohromil vědce svým výkonem pme.uchicago.edu. COF-999 je porézní mřížka, jejíž hexagonální kanály jsou „ozdobeny polyaminy“ – v podstatě dlouhými řetězci aminových skupin, které rostou uvnitř pórů pme.uchicago.edu. Tyto aminy fungují jako molekulární háčky na CO₂. Při testech na UC Berkeley dokázal i malý vzorek COF-999 zcela odstranit CO₂ z okolního vzduchu. „Pustili jsme vzduch z Berkeley – prostě venkovní vzduch – do materiálu, abychom viděli, jak si povede, a bylo to nádherné. Úplně vyčistil vzduch od CO₂. Všechno,“ uvedl prof. Yaghi news.berkeley.edu. Podle vědců 200 gramů COF-999 (asi půl libry) dokáže zachytit 20 kg CO₂ za rok, což je přibližně množství, které pohltí dospělý strom news.berkeley.edu. Důležité je, že COF-999 je mimořádně stabilní: vykazoval žádnou degradaci po 100 cyklech zachycování a uvolňování CO₂ pme.uchicago.edu. „Je velmi stabilní jak chemicky, tak tepelně, a lze jej použít alespoň 100 cyklů,“ řekla prof. Gagliardi pme.uchicago.edu. Tato odolnost řeší velký problém – mnoho dřívějších materiálů se po opakovaném použití rozpadalo, zejména kvůli vodě nebo nečistotám ve vzduchu. Kostra COF-999 je tvořena olefinovými (uhlík-uhlík) vazbami, které patří k nejsilnějším v chemii news.berkeley.edu. Na rozdíl od některých MOF, které se rozpadaly ve vlhkém vzduchu nebo v zásaditých podmínkách, tento COF odolává vodě, kyslíku a dalším plynům news.berkeley.edu. „Zachytit CO₂ ze vzduchu je velmi náročné – potřebujete vysokou kapacitu, vysokou selektivitu, odolnost vůči vodě, nízkou teplotu regenerace, škálovatelnost… Je to těžký úkol,“ vysvětlil Yaghi, „Tento COF má silnou kostru, vyžaduje méně energie a ukázali jsme, že vydrží 100 cyklů wbez ztráty kapacity. Žádný jiný materiál nebyl prokázán, že by fungoval tímto způsobem” news.berkeley.edu. Ve skutečnosti Yaghi označil COF-999 za „v podstatě nejlepší materiál pro přímé zachycování CO₂ ze vzduchu“ dosud news.berkeley.edu. Zachycení CO₂ dosahuje až 2 milimoly na gram sorbentu, což jej řadí mezi nejlepší pevné sorbenty news.berkeley.edu. A protože uvolňuje CO₂ při zahřátí pouze na ~60 °C, mohl by potenciálně využívat nízkoteplotní zdroje tepla pro regeneraci news.berkeley.edu. Tým již využívá AI techniky k navrhování ještě lepších struktur, s cílem vyvinout materiály, které by mohly zachytit „dvakrát více CO₂“ před nutností regenerace pme.uchicago.edu. Takový objev poháněný AI je rostoucím trendem: například výzkumníci z University of Illinois Chicago a Argonne National Lab nedávno použili výpočetní rámec ke screening 120 000 hypotetických MOF struktur a identifikaci slibných pro zachycování CO₂ energiesmedia.com. Yaghiho laboratoř také založila startup Atoco, aby tyto retikulární materiály komercializovala pro zachycování uhlíku.
- Pevné sorbenty a další materiály: Kromě MOF a COF se testuje celá řada nových pevných sorbentů. Patří sem modifikované zeolity, porézní polymery, iontoměničové pryskyřice a dokonce i materiály inspirované přírodou. Mnohé jsou funkcionalizovány aminoskupinami pro chemickou vazbu CO₂. Cílem je dosáhnout vysoké kapacity a selektivity pro CO₂ a zároveň vyžadovat méně energie na regeneraci než kapalné aminy. Některé startupy zkoumají sorbenty na bázi enzymů nebo elektrochemické zachycování CO₂ (k uvolnění CO₂ se místo tepla používá elektřina). Jiné, jako Heirloom Carbon v USA, volí jiný přístup: využívají přirozeně se vyskytující minerály. Heirloom rozprostírá oxid vápenatý (získaný z vápence), který pasivně absorbuje CO₂ ze vzduchu tím, že se přeměňuje zpět na uhličitan vápenatý, a poté jej zahřívá, aby uvolnil čistý CO₂ a regeneroval oxid. Tento přístup minerálního cyklu využívá levné, hojné materiály (v podstatě urychlené zvětrávání vápence). V letech 2023–2024 Heirloom získal velké investice na rozšíření – přes 150 milionů dolarů – a staví své první komerční provozy businesswire.com, heirloomcarbon.com. Ačkoliv je pomalejší než systémy s ventilátory, minerální DAC může být levný a funguje na teplo; Heirloom tvrdí, že může dosáhnout nákladů na odstranění pod 100 $/tunu ve velkém měřítku. Mezitím membrány pro zachycování CO₂ zaznamenaly postupná zlepšení, i když fungují hlavně pro koncentrované plyny. Výzkumníci také vyvíjejí hybridní sorbenty (například navázání enzymů nebo kapalinám podobných materiálů na pevné nosiče), aby spojili nejlepší vlastnosti každého z nich. Spektrum materiálů se rychle rozšiřuje, k čemuž přispívá AI návrh a vysokokapacitní testování. Jak poznamenal jeden energetický mediální portál, „sofistikované kovově-organické sítě… fungují jako molekulární houby“, a v kombinaci s chytrým procesním inženýrstvím (například vakuové cykly) nové systémy prokázaly až 99% odstranění CO₂ v laboratorních testech – což je výrazně více než 50–90 % typických pro starší technologie energiesmedia.com. Stručně řečeno, pokročilé materiály umožňují zachycování uhlíku být efektivnější (zachytit větší podíl CO₂, v některých případech >95–99 %) a zároveň spotřebovávat méně energie. Například jeden nový MOF filtr dosáhl stejné míry zachycení CO₂ s přibližně o 17 % nižší spotřebou energie a o 19 % nižšími náklady ve srovnání s konvenčními aminy energiesmedia.com. Všechny tyto pokroky jsou zásadní, protože nižší spotřeba energie znamená levnější provoz a menší klimatickou stopu samotného procesu zachycování.
Inovativní procesy zachycování CO₂ a synergie
Současně s novými materiály inženýři znovu vymýšlejí jak zachycovat a uvolňovat CO₂, aby byl proces praktičtější. Tradiční zachycování uhlíku často využívá adsorpci s teplotním nebo tlakových cyklem – sorbent vystavíte plynu, aby adsorboval CO₂, a pak změníte podmínky (zahřejete ho nebo snížíte tlak), aby sorbent CO₂ uvolnil pro skladování. Nové techniky tento cyklus vylepšují:
- Synergie vlhkostního cyklu & získávání vody: Průlomová myšlenka v roce 2024 byla použít vodní páru k podpoře desorpce CO₂. V článku publikovaném v Nature Communications (listopad 2024) vědci ukázali, že přidání záblesku vlhkosti může dramaticky snížit energii potřebnou k regeneraci DAC sorbentů nature.com. Jejich metoda zachycuje vodu i CO₂ ze vzduchu pomocí pevného aminosorbentu; poté, při asi 100 °C, přivedou koncentrovanou vodní páru, která účinně vytlačí CO₂ ze sorbentu. Proces poskytl 97,7% čistý CO₂ (připravený ke skladování nebo využití) a zároveň produkoval čerstvou vodu, a to vše bez potřeby vakuových čerpadel nebo parních kotlů s vysokým tlakem nature.com. Ve skutečnosti jednoduché in-situ propláchnutí párou stačilo k získání zpět 98 % zachyceného CO₂ s asi o 20 % nižším energetickým vstupem nature.com. Ještě působivější je, že předvedli prototyp poháněný zcela solární energií, což ukazuje potenciál DAC jednotek fungujících na obnovitelnou energii v odlehlých oblastech nature.com. Tento koncept „distribuovaného DAC“ – využívající sluneční světlo a okolní vlhkost – by mohl umožnit cenově dostupné odstraňování uhlíku v oblastech s nedostatkem vody a zároveň spoluprodukovat vodu. Je to chytrý obrat v problému: voda je obvykle považována za kontaminant při zachycování CO₂ (vlhký vzduch snižuje účinnost mnoha sorbentů), ale zde se voda stává výhodou pro uvolnění CO₂.
- Energeticky efektivní regenerace: Dalším zaměřením je zvýšení účinnosti fáze uvolňování CO₂. Jedním z příkladů je integrace tepla. V rámci prvního projektu zachycování uhlíku v cementárně na světě v Norsku (probíraného později) inženýři zavedli systém Carbon Capture Heat Recovery: odpadní teplo z kompresoru CO₂ je recyklováno k výrobě páry, která pomáhá pohánět aminoskruber, a dodává přibližně třetinu potřebného tepla pro regeneraci man-es.com. Opětovným využitím tepla, které by jinak bylo ztraceno, systém výrazně snižuje energetickou náročnost zachycování man-es.com. Digitální optimalizace procesu také zkrátila časy spouštění a odstranila některé zbytečné komponenty, čímž se systém stal flexibilnějším v provozu man-es.comman-es.com. Podobně mnoho nových systémů zachycování využívá adsorpci s vakuovým nebo tlakovým cyklem s pokročilými sorbenty, aby se zcela vyhnuly ohřevu: vytvoří vakuum, které uvolní CO₂ ze sorbentu při okolní teplotě, což šetří energii. Některé návrhy střídají dvě nebo více sorpčních loží, takže jedno zachycuje, zatímco druhé se regeneruje, což zajišťuje nepřetržitý provoz (takto fungují DAC moduly společnosti Climeworks, které k regeneraci svých filtrů používají nízkotlakou páru nebo vakuum).
- Elektrochemické a katalytické přístupy: Mimo tepelné/tlakové cykly inovují firmy v oblasti zachycování CO₂ poháněného elektřinou. Například spin-off MIT s názvem Verdox vyvíjí electro-swing adsorption, kde aplikace napětí mění afinitu materiálu k CO₂ – v podstatě „nabijete“ sorbent, aby zachytil CO₂, a poté jej „vybijete“, aby CO₂ uvolnil, a to bez významného ohřevu. Toto by mohlo být napájeno obnovitelnou elektřinou a modulárně škálováno. Jiní výzkumníci přidávají do systémů na bázi rozpouštědel katalyzátory, aby snížili energii potřebnou k uvolnění CO₂ (například enzymy karbonátové anhydrázy nebo kovové katalyzátory, které pomáhají rozbít vazbu CO₂-amin při nižších teplotách). Ačkoliv jsou tyto přístupy většinou ve fázi výzkumu a vývoje, představují slibnou cestu ke snížení energetické náročnosti zachycování pomocí chytřejší chemie namísto hrubé tepelné síly.
- Hybridní systémy (CCUS): Některá nová zařízení kombinují zachycování CO₂ s okamžitým využitím pro zlepšení ekonomiky. Například existují návrhy na přímé zachycování CO₂ ze vzduchu pro výrobu paliv, kde je CO₂ odebraný ze vzduchu přiváděn do reaktoru (s využitím zeleného vodíku) k výrobě syntetických paliv. Probíhají pilotní projekty, které spojují jednotky DAC s syntézou paliv nebo s výrobou betonu (mineralizace CO₂ do stavebních materiálů). V jednom významném projektu bude technologie DAC společnosti Carbon Engineering spojena se syntézou paliv společnosti Air Company v navrhovaném závodě na výrobu leteckého paliva z atmosférického CO₂. Dalším hybridním konceptem je BECCS (bioenergie s CCS), kde elektrárny na biomasu zachycují své emise CO₂ – čímž dosahují záporných čistých emisí, protože CO₂ pochází z atmosférického uhlíku fixovaného rostlinami. Tyto inovace jsou zatím v počátcích, ale mohly by vytvořit příjmové toky (paliva, produkty), které vyrovnají náklady na zachycování a pomohou rozšířit tuto technologii.
Celkově je hlavním tématem efektivita a integrace: snaha, aby jednotky na zachycování CO₂ fungovaly jako chytré stroje, které získávají CO₂ s minimální spotřebou energie, často s využitím přírodních procesů (jako je koloběh vody, odpadní teplo nebo obnovitelná energie). Tyto procesní průlomy v kombinaci s pokročilými materiály přinášejí rekordní výkony v laboratořích a raných demonstracích. Například s použitím speciálního MOF filtru a vakuového cyklu dosáhl jeden tým nedávno 99% odstranění CO₂ v laboratorních testech při spotřebě asi o 17 % méně energie než starší metody energiesmedia.com, energiesmedia.com. Všechny tyto zlepšení nás přibližují k cíli nákladově efektivního zachycování uhlíku ve velkém měřítku.
Zachycování uhlíku u zdroje: Čištění průmyslu
Zachycování CO₂ z bodových zdrojů – jako jsou elektrárny, továrny a rafinerie – je klíčovou součástí zmírňování změny klimatu. Tyto zdroje produkují CO₂ ve vysoké koncentraci a objemu, takže zachycování zde může zabránit velkým emisím, aby se vůbec dostaly do ovzduší. Několik hlavních událostí v letech 2024–2025 posílilo zachycování uhlíku z bodových zdrojů:
- Cement a ocel – první projekty v plném měřítku: Na začátku roku 2025 norský projekt Longship pro zachytávání a ukládání uhlíku zaznamenal historický milník: zařízení Brevik CCS se stalo první plnohodnotnou provozní jednotkou na zachytávání CO₂ v cementárně na světě ccsnorway.com. Po dokončení výstavby na konci roku 2024 začalo Brevik CCS zachytávat CO₂ z cementárny společnosti Heidelberg Materials v norském Breviku. Do května 2025 již bezpečně zachytilo prvních 1 000+ tun CO₂ během zkušebního provozu ccsnorway.com. Po dosažení plného provozu bude zachycovat 400 000 tun CO₂ ročně, čímž odstraní přibližně 50 % emisí závodu man-es.com. Tento CO₂ je na místě zkapalněn a přepravován do trvalého úložiště pod Severním mořem v rámci projektu Northern Lights ccsnorway.com. Jde o průlom pro těžký průmysl – jak uvedla agentura Gassnova (norská agentura pro CCS), „Sektor cementu se podílí na 7–8 % globálních emisí CO₂… Zachytávání procesních emisí z tohoto odvětví bylo dlouho považováno za velmi náročné. Skutečnost, že Brevik CCS nyní CO₂ skutečně zachycuje, je průlom… technologicky i průmyslově“ ccsnorway.com. Dokazuje to, že i „těžko snižovatelné“ průmyslové emise CO₂ lze zachytávat ve velkém měřítku. Dalším v pořadí je norská spalovna odpadu v Oslu, která má začít s zachytáváním CO₂ (~400 tisíc tun/rok) v roce 2026, což dále demonstruje CCS v různých sektorech.
- Zachycování při vysokých teplotách pro průmysl: Jednou z velkých překážek pro odvětví jako je ocelářství a výroba cementu bylo, že jejich odpadní plyny jsou příliš horké pro konvenční CO₂ scrubbery (které potřebují plyny ochlazené na ~40–60 °C). Ochlazování těchto plynů stojí energii a vodu, což brání rozšíření news.berkeley.edu. Nový zink-hydridový MOF z UC Berkeley (zmíněný dříve) se s tímto problémem přímo vypořádává: zachycuje CO₂ při 300 °C, což je typické pro odpadní plyny z cementáren/oceláren news.berkeley.edu. Při testech simulujících reálné odpadní plyny (20–30 % CO₂, přítomnost dalších plynů) tento MOF zachytil přes 90 % CO₂ i při teplotách podobných pecím news.berkeley.edu. Takové materiály by mohly umožnit dodatečnou instalaci systémů zachycování na průmyslové pece bez nutnosti velkých chladičů. Jak poznamenal Dr. Carsch, otevírá to „nové směry ve vědě o separacích“ – navrhování sorbentů fungujících v extrémních podmínkách news.berkeley.edu. Prozatím většina projektů na zachycování z bodových zdrojů stále využívá vylepšené aminosloučeniny nebo zachycování na bázi amoniaku, ale i tyto technologie se dále rozvíjejí. Čína například oznámila v roce 2024, že zahájí pilotní projekty zachycování uhlíku na několika uhelných elektrárnách do roku 2027, spolu s testy spoluspalování biomasy a amoniaku ke snížení emisí spglobal.com. Čínští inženýři vyvinuli vlastní systémy zachycování na bázi rozpouštědel a dokonce i membránové kontaktníky pro odpadní plyny z elektráren. S rostoucí politickou podporou (čínské směrnice z roku 2024 zařadily CCUS do oficiálního dekarbonizačního plánu climateinsider.com), očekáváme, že brzy uvidíme demonstrační jednotky pro velkokapacitní zachycování na uhelných a plynových elektrárnách v Asii.
- Výroba elektřiny z zemního plynu s CCS: V USA a Velké Británii postupují plány na výstavbu prvních plynových elektráren s plným zachycováním uhlíku. V britském regionu Teesside má projekt Net Zero Teesside za cíl vybavit novou plynovou elektrárnu CCS do konce této dekády a posílat CO₂ do podmořského úložiště v Severním moři. V USA vyvinula společnost NET Power (americký startup) Allamův cyklus, tedy elektrárnu, která přirozeně produkuje čistý proud CO₂ spalováním zemního plynu s čistým kyslíkem v prostředí CO₂ – v podstatě jde o energetický cyklus, který produkuje kapalný CO₂ připravený k uložení. Elektrárna NET Power o výkonu 300 MW by měla být v Texasu spuštěna do roku 2026 a potenciálně se stane první bezemisní plynovou elektrárnou svého druhu. Tyto integrované návrhy by mohly umožnit výrobu čisté energie při zachycení téměř 100 % vzniklého CO₂.
- Levnější rozpouštědla a modulární systémy: Řada společností pracuje na postupně lepších technologiích pro zachytávání emisí přímo u zdroje – například Mitsubishi Heavy Industries a Aker Carbon Capture již nasadily vylepšené aminosolventní systémy, které snižují spotřebu energie přibližně o 30 % oproti starším aminům, a to díky proprietární chemii, která váže CO₂ stejně pevně, ale uvolňuje ho snadněji. Na trhu jsou modulární jednotky pro zachytávání (na rámu/skid-mounted), které dokážou zachytit například 30–100 tun CO₂ denně od menších průmyslových zdrojů (jako jsou lihovary nebo cementárny) bez nutnosti masivní infrastruktury. Tyto menší jednotky lze replikovat a tím navyšovat kapacitu. V Japonsku si vláda stanovila cíl do roku 2030 zachytit 6–12 milionů tun CO₂ ročně (včetně průmyslu) a financuje výzkum a vývoj nových generací rozpouštědel a adsorpčních metod iea.org. Snahou je, aby se zachytávání uhlíku stalo plug-and-play řešením pro mnoho provozů, místo aby bylo pokaždé nutné stavět unikátní megaprojekty.
Celkově se v letech 2024–2025 zachytávání uhlíku přímo u zdroje přesouvá z pilotní fáze k reálným projektům, které zachycují CO₂ z průmyslových provozů. S prvními zařízeními svého druhu, jako je Brevik, která dokazují, že to jde, se nyní pozornost soustředí na snižování nákladů a spotřeby energie – právě zde sehrají nová materiály a procesy klíčovou roli. Konečná vize je, že v blízké budoucnosti by uhelná elektrárna nebo cementárna mohla jednoduše připojit modulární systém naplněný pokročilými sorbenty (možná MOF peletami nebo podobnými), které dokážou odstranit více než 90 % CO₂ i z horkých, znečištěných spalin, a poté tento CO₂ buď recyklovat do produktů, nebo bezpečně uložit pod zem. Jakmile se tato řešení rozšíří, mohou výrazně snížit uhlíkovou stopu klíčových průmyslových odvětví během přechodu na čistší alternativy.
Přímé zachytávání ze vzduchu: Vytahování CO₂ z řídkého vzduchu
Zatímco zachytávání u zdroje brání novým emisím, přímé zachytávání ze vzduchu (DAC) si klade za cíl skutečně snižovat již existující CO₂ v atmosféře. DAC je často přirovnáváno k „vysavači atmosféry“ – což je náročný úkol, protože CO₂ tvoří jen asi 0,04 % vzduchu. Ale v letech 2024–2025 DAC zaznamenalo hmatatelný pokrok, když byly spuštěny nové provozy a lepší sorbenty učinily tento proces proveditelnějším.
Škálování zařízení DAC: V květnu 2024 švýcarská společnost Climeworks spustila dosud největší zařízení DAC na světě s názvem Mammoth na Islandu climeworks.com. Mammoth je asi 10krát větší než předchozí zařízení Orca od Climeworks. Jakmile bude plně v provozu, jeho 72 modulárních sběračů CO₂ zachytí až 36 000 tun CO₂ ročně ze vzduchu climeworks.com. Zařízení je poháněno islandskou obnovitelnou geotermální energií; po zachycení je CO₂ předán společnosti Carbfix, islandskému partnerovi, která jej vstřikuje hluboko pod zem, kde mineralizuje na kámen climeworks.com. Mammoth začal v roce 2024 instalací 12 svých sběračů a začal „zachytávat svůj první CO₂“, přičemž dokončení se očekává do konce roku 2024 climeworks.com. Spolugenerální ředitel Climeworks Jan Wurzbacher to označil za „další důkazní bod na naší cestě ke škálování na megatuny do roku 2030 a gigatuny do roku 2050“, přičemž zdůraznil, že společnost získává neocenitelné zkušenosti z reálného provozu, jak optimalizovat DAC ve větším měřítku climeworks.com. Climeworks má již za sebou sedm let provozu v terénu a zpracovává 200 milionů datových bodů denně ze svých zařízení, aby zlepšil výkon climeworks.com. Získané poznatky z Mammothu budou využity v ještě větších projektech: Climeworks je součástí tří navrhovaných „megatunových“ DAC center ve Spojených státech, která byla v roce 2023 vybrána americkým ministerstvem energetiky pro počáteční financování climeworks.com. Největší z nich, Project Cypress v Louisianě, získal počátkem roku 2023 částku 50 milionů dolarů na zahájení inženýrských prací; po dokončení by měl zachytit 1 milion tun CO₂ ročně climeworks.com. Tato americká DAC centra si kladou za cíl využít hojné obnovitelné energie a geologické úložiště k dramatickému rozšíření DAC.
Zejména USA hodně sází na DAC. V roce 2022 vláda vyčlenila 3,5 miliardy dolarů na regionální centra DAC. Koncem roku 2024 Ministerstvo energetiky spustilo nové kolo financování ve výši 1,8 miliardy dolarů na podporu až 9 nových zařízení DAC, od středně velkých (zachytí 2 000–25 000 tun/rok) po velká (≥25 000 tun/rok), plus infrastrukturu „hubů“ pro propojení se sklady nebo místy využití energy.gov. Tento program výslovně hledá „transformační“ technologie DAC a pomůže slibným návrhům překlenout mezeru mezi pilotní a komerční škálou energy.gov. Ministryně energetiky Jennifer Granholm uvedla, že široké nasazení DAC bude klíčové pro americké klimatické cíle a nový čistý průmysl. Několik významných projektů je již v pohybu: dceřiná společnost Occidental Petroleum 1PointFive (ve spolupráci s Carbon Engineering) získala v roce 2024 od DOE ocenění až do výše 500 milionů dolarů na výstavbu zařízení DAC v jižním Texasu 1pointfive.com. Počátečních 50 milionů dolarů bude použito na inženýring a vybavení pro zařízení navržené k zachycení 500 000 tun CO₂ ročně ze vzduchu, s plány na rozšíření na 1 milion tun/rok a nakonec až na 30 milionů/rok na tomto místě 1pointfive.com. „Velkokapacitní DAC je jednou z nejdůležitějších technologií, které pomohou organizacím a společnosti dosáhnout uhlíkové neutrality,“ uvedla generální ředitelka Occidental Vicki Hollub, která ocenila podporu DOE a vyjádřila důvěru v dodání „odstraňování CO₂ v klimaticky relevantním měřítku“ 1pointfive.com. Jižnotexaský DAC hub bude využívat vysokoteplotní DAC proces společnosti Carbon Engineering (který používá roztoky hydroxidu draselného a obří kontaktní plochy k absorpci CO₂, poté regeneruje čistý proud CO₂ kalcinací). Pozoruhodné je, že lokalita King Ranch, TX, má podzemní solné formace, které mohou uložit až 3 miliardy tun CO₂, což umožní desítky let provozu 1pointfive.com. Spojením zachycování a ukládání na jednom místě se zjednoduší logistika a místo se může stát vzorem pro budoucí farmy DAC.
Globální účast: DAC není pouze záležitostí USA/Evropy. V červenci 2024 Čína oznámila, že „CarbonBox“, její první domácí DAC modul, prošel zkouškami spolehlivosti news.cgtn.com. Vyvinutý Šanghajskou univerzitou Jiao Tong a státní společností CEEC, CarbonBox je jednotka o velikosti přepravního kontejneru, která dokáže zachytit přes 100 tun CO₂ ročně ze vzduchu, s udávanou účinností zachycení 99 % news.cgtn.com. Údajně jde o dosud největší DAC modul v Asii a více jednotek lze nasadit modulárně, aby bylo možné dosáhnout milionových objemů ročně news.cgtn.com. Každá jednotka CarbonBox, přibližně o velikosti standardního kontejneru, může být vyrobena a otestována ve fabrice a poté dopravena na místo – velmi podobný přístup, jaký si pro modulární nasazení DAC představují společnosti Climeworks nebo Carbon Engineering. Zájem Číny o DAC souvisí s její obrovskou kapacitou obnovitelných zdrojů energie, které by mohly tyto systémy pohánět. Jinde vstupují do hry startupy v Kanadě, Austrálii a na Blízkém východě. Například CarbonCapture Inc. v USA vyvíjí modulární DAC jednotky využívající MOF sorbenty a má projekt ve Wyomingu, kde chce využívat obnovitelnou energii a ukládání do minerálů. V Keni společnost Octavia Carbon plánuje postavit první DAC závod v Africe (a byla vybrána jako finalista XPRIZE), přičemž využívá geotermální energii z Velké příkopové propadliny. Tento obor se stává skutečně globálním, s výměnou znalostí prostřednictvím iniciativ jako Mission Innovation „Carbon Dioxide Removal“ a soutěže XPRIZE.
Průlomové sorbenty pro DAC: Už jsme diskutovali COF-999, nový špičkový sorbent pro DAC, který „zcela vyčistil vzduch od CO₂“ v testech news.berkeley.edu. Materiály jako tento budou klíčové pro zlepšení DAC. Když Climeworks začínal před deseti lety, používal komerční sorpční filtry (pevné aminy na nosiči), které zachytily několik desítek miligramů CO₂ na gram filtru. Nové MOF a COF dokážou zachytit stovky miligramů na gram, což je potenciálně skok o řád v kapacitě. To znamená menší a efektivnější jednotky DAC. Stabilita COF-999 ve vlhkém vzduchu také řeší velký problém – předchozí sorbenty pro DAC často degradovaly kvůli vlhkosti nebo vyžadovaly předem vysoušení vzduchu (což plýtvá energií) nature.com. S voděodolnými sorbenty jako COF-999 mohou jednotky DAC fungovat ve skutečném venkovním vzduchu bez rozsáhlé předúpravy. Dalším slibným směrem je snížení teploty regenerace. Některé nové sorbenty lze regenerovat při 80–100 °C, což znamená, že odpadní teplo nebo solární teplo by mohly pohánět cyklus DAC (jak ukázala studie v Nature s proplachem vodní párou při ~100 °C nature.com). Tím se vyhnete spalování dalšího paliva pro zajištění tepla, což zlepšuje celkovou uhlíkovou bilanci. Několik výzkumných skupin také zkoumá přímé zachycování CO₂ ze vzduchu pomocí oxidů kovů, které uvolňují CO₂ při elektrochemické redukci, což nabízí alternativu k tepelnému cyklování.
Vývoj nákladů a energetické náročnosti: Historicky byla DAC velmi energeticky náročná – první jednotky Climeworks potřebovaly asi 2 000 kWh tepla plus 500 kWh elektřiny na tunu CO₂ a náklady byly v rozmezí 600–1 000 $ za tunu. Nové technologie mají za cíl toto dramaticky snížit. Climeworks nezveřejnil přesná čísla pro Mammoth, ale tvrdí, že každá generace zařízení se zlepšuje. Přístup Carbon Engineering (chemie při vysoké teplotě) odhaduje spotřebu energie kolem 8 GJ (2 200 kWh) zemního plynu na tunu a náklady ~250 $/t v jejich první velké továrně, s potenciálem klesnout pod 150 $ při větším měřítku. S materiály jako COF-999 a vylepšenými procesy někteří výzkumníci předpovídají, že DAC by se mohl dostat pod 100 $ za tunu během deseti let – což je klíčový milník pro masové nasazení, protože to je přibližně cena, při které se odstraňování uhlíku ze vzduchu stává životaschopným klimatickým řešením vedle dalších opatření. Vládní podpora pomáhá snižovat náklady: americký daňový kredit 45Q nyní nabízí 180 $ za tunu za odstraněný a uložený CO₂, což poskytuje pobídku pro rané projekty. Na dobrovolném trhu s uhlíkem investovaly korporace jako Microsoft, Stripe a Shopify do DAC prostřednictvím předběžných nákupních smluv (například přes Frontier Climate), kdy nyní platí prémiové ceny, aby pomohly firmám rozšířit výrobu a snížit budoucí náklady.
Pozoruhodné je, že společnost Microsoft v roce 2023 souhlasila s nákupem 315 000 tun odstranění CO₂ během 10 let od firem Heirloom a CarbonCapture Inc., což je silný projev důvěry v technologii DAC. A v roce 2024 začal globální letecký sektor prostřednictvím iniciativy Jet Zero investovat do DAC jako zdroje uhlíkových kreditů k vyrovnání emisí z letecké dopravy (například fond udržitelnosti United Airlines investoval do budoucí DAC továrny). Vše toto naznačuje, že přímé zachycování oxidu uhličitého, kdysi sci-fi koncept, se rychle stává průmyslem. „DAC není jen koncept, ale hmatatelný průmysl,“ uvádí zpráva o DAC Summitu společnosti Climeworks 2023 climeworks.com. Stále však potřebná škála je obrovská – některé studie naznačují, že do poloviny století bude třeba odstranit miliardy tun ročně, aby bylo možné smysluplně omezit změnu klimatu reuters.com. Nyní jsme ve fázi tisíců tun ročně, takže zvětšení o 1 000x nebo 1 000 000x je velkou výzvou do budoucna. Cena XPRIZE 2025 za odstranění uhlíku má udělit 50 milionů dolarů týmům, které prokážou životaschopné cesty ke škálování odstranění 1 000+ tun/den, což zdůrazňuje, jak naléhavá a rozsáhlá je tato potřeba.
Vládní a soukromé iniciativy podporující pokrok
Vzhledem k důležitosti zachycování CO₂ zahájily vlády a průmyslové podniky po celém světě v uplynulých dvou letech významné iniciativy:
- Spojené státy – „Carbon Capture Moonshot“: USA se staly lídrem ve financování zachycování a odstraňování uhlíku. Kromě zmíněného programu DAC hub ($3,5 mld.) investuje Úřad pro fosilní energii a správu uhlíku Ministerstva energetiky také do zachycování uhlíku z bodových zdrojů – například do výzkumu a vývoje nové generace zachycování pro plynové elektrárny a průmyslové provozy, a pilotní projekty jako Project Cypress budou zachycovat i z etanolky kromě DAC. V roce 2024 DOE také oznámilo 2,6 miliardy dolarů na rozšíření infrastruktury pro přepravu a ukládání CO₂ (např. potrubí a úložiště) efifoundation.org, protože zachycení CO₂ má smysl jen tehdy, pokud jej lze bezpečně uložit nebo využít. Širší klimatický zákon Bidenovy administrativy (Inflation Reduction Act) výrazně zvýšil daňový kredit 45Q (nyní až 85 $/t za uložený CO₂ z bodových zdrojů a 180 $/t za uložený CO₂ z DAC), což vyvolalo vlnu plánovaných projektů zachycování uhlíku v energetice, etanolovém a průmyslovém sektoru, protože firmy se snaží získat kredity. Například několik plynových elektráren v Louisianě a Kalifornii nyní zvažuje přidání jednotek na zachycování, aby mohly uplatnit 45Q. Vláda také nadále podporuje zvyšování těžby ropy (EOR) pomocí CO₂ – ačkoliv je to kontroverzní, CO₂-EOR (vstřikování zachyceného CO₂ do ropných polí pro zvýšení těžby) skutečně ukládá část CO₂ a může přinést příjmy na pokrytí nákladů na zachycování. Některý CO₂ z texaského DAC hubu může zpočátku směřovat do EOR. Kromě toho USA financují úložiště (například solné formace v oblasti Gulf Coast a Středozápadu), která mohou přijímat CO₂ z mnoha míst zachycování. Všechny tyto kroky vytvářejí ekosystém pro správu uhlíku.
- Evropa – Politika a projekty: EU a Spojené království také výrazně investují do zachycování uhlíku, se zaměřením na dekarbonizaci průmyslu. Vláda Spojeného království v roce 2023 vybrala dva průmyslové klastery (Humber a Liverpool Bay) jako Track-1 CCUS klastery, které obdrží financování a podporu. Tyto klastery plánují vybavit několik továren a elektráren zařízením na zachytávání CO₂ do roku 2030, napojeným na sdílené CO₂ potrubí vedoucí k podmořskému úložišti v Severním moři. Mezi projekty patří Drax bioenergie s CCS (BECCS) – s cílem zachytit 8 milionů tun/rok z elektrárny na biomasu – a Net Zero Teesside elektrárna s CCS. Inovační fond EU poskytl finance několika CCS projektům, například jednotce na zachycování uhlíku ve fabrice Dyneema v Nizozemsku a DAC projektům zahrnujícím Climeworks a Carbfix na Islandu (které pomohly postavit Orca a Mammoth) climate.ec.europa.eu. V roce 2024 EU také navrhla závazný cíl odstranit 5–10 % emisí pomocí CDR do roku 2040, což v podstatě ukládá členským státům povinnost nasadit technologie jako DAC nebo zalesňování k odstranění CO₂ z atmosféry climeworks.com. Norsko, kromě Longship, plánuje „Longship 2“ na rozšíření CO₂ infrastruktury a případné přidání dalších míst pro zachycování (například výroba vodíku s CCS). A po celé Evropě probíhá řada pilotních projektů – od švýcarské továrny zachycující CO₂ ze spalin spalovny odpadu, po španělský projekt testující nové membrány pro zachycování CO₂ z cementárny. Důležité je, že Evropa vyvíjí regulační rámec pro certifikaci odstraňování uhlíku, aby firmy mohly investovat do vysoce kvalitního odstraňování (jako DAC) a započítat je do klimatických cílů ověřeným způsobem.
- Asie a Blízký východ: Viděli jsme vstup Číny do DAC s CarbonBox. Čína také provozuje některé z největších pilotních zařízení na zachycování z bodových zdrojů na světě – například zařízení v provincii Jiangsu zachycující 500 000 tun/rok z továrny na výrobu chemikálií z uhlí pro výrobu jedlé sody. Státní giganti jako Sinopec budují jednotky na zachycování CO₂ v rafineriích a petrochemických závodech (CO₂ využívají pro EOR nebo chemikálie). Na Blízkém východě Saúdská Arábie a SAE oznámily plány na masivní nasazení technologií zachycování uhlíku v rámci svých závazků k dosažení uhlíkové neutrality (například saúdský projekt NEOM zahrnuje ambice v oblasti DAC a SAE společnost ADNOC rozšiřuje zachycování CO₂ při zpracování plynu). Významné je, že přímé zachycování ze vzduchu bylo zdůrazněno na COP28 na přelomu let 2023/2024, kterou hostily SAE – na místě byla dokonce živá ukázka jednotky DAC. Obě bohaté státy v Zálivu mají ideální podmínky pro DAC: levnou půdu, spoustu solární energie a vhodnou geologii pro ukládání CO₂. Pokud ceny klesnou, můžeme v těchto regionech vidět první DAC „farmy“ v gigatunovém měřítku.
- Soukromý sektor a startupy: Desítky startupů závodí v inovacích v oblasti zachycování uhlíku. Kromě již zmíněných (Climeworks, Carbon Engineering/1PointFive, Heirloom, CarbonCapture Inc., Octavia, Verdox) mezi další patří Global Thermostat (který vyvinul DAC proces využívající aminy potažené porézní sorbenty na vlnitých panelech), Svante (využívající filtry s pevným sorbentem v rotačním loži pro zachycování z bodových zdrojů; tvrdí, že jejich filtry na bázi MOF dokážou zachytit CO₂ za méně než 50 USD/tunu v průmyslových podmínkách) a Mission Zero (z Velké Británie, pracuje na elektrochemickém DAC). Ropné a plynárenské společnosti do mnohých z nich investují – Occidental do Carbon Engineering, Chevron do Svante, United Airlines do firem na odstraňování uhlíku atd. Mezitím Atoco, startup založený průkopníkem MOF Omarem Yaghim, vyvíjí „nové retikulární materiály“ pro zajištění řešení jak pro zachycování uhlíku, tak pro získávání vody z atmosféry atoco.com. „Naše technologie využívá o 50 % méně energie k zachycení a oddělení CO₂ z přímého vzduchu nebo spalin,“ říká generální ředitel Atoco Samer Taha atoco.com. Společnost navrhla materiály s extrémně vysokou afinitou k CO₂, které „dramaticky snižují energetické nároky a náklady“ na zachycování atoco.com. Tento typ zlepšení by mohl učinit menší, modulární jednotky pro zachycování ekonomicky životaschopnými v mnoha aplikacích.
Na straně financí proudí do zachycování a odstraňování uhlíku soukromý kapitál. Investice rizikového kapitálu do startupů v oblasti odstraňování uhlíku prudce vzrostly (na stovky milionů dolarů v celém sektoru). A korporace vytvářejí odběratelské kluby, aby zajistily budoucí poptávku: konsorcium Frontier (financované společnostmi Stripe, Alphabet, Meta atd.) se zavázalo v tomto desetiletí nakoupit trvalé odstranění uhlíku za 1 miliardu dolarů, čímž fakticky garantuje trh pro firmy, které dokážou dodat ověřitelné odstranění CO₂. To dalo startupům důvěru škálovat výzkum a vývoj. Dokonce vznikají tržiště s kredity za odstranění uhlíku, i když objemy jsou zatím malé a ceny vysoké (v současnosti přes 500 USD za tunu za DAC kredity).
Všechny tyto iniciativy – veřejné i soukromé – ukazují na silnou dynamiku v oblasti zachycování uhlíku. Jak poznamenal Global CCS Institute, nasazení technologií na zachycování uhlíku stále zaostává za tím, co je potřeba pro klimatické cíle, ale díky těmto novým politikám a projektům se začíná mezera uzavírat catf.us. Je zde pocit, že nastal čas pro zachycování uhlíku – ne jako alternativu ke snižování emisí, ale jako nezbytnou paralelní strategii.
Výhled a pohledy expertů
V roce 2025 se technologie zachycování a odstraňování uhlíku posouvají od science fiction k realitě, ale významné výzvy přetrvávají. Přední vědci zdůrazňují jak potenciál, tak limity těchto technologií:
Na jedné straně zde panuje optimismus. „Je to v podstatě nejlepší materiál pro přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu,“ řekl Omar Yaghi o COF-999 a vyjádřil nadšení z toho, jak takové průlomy „otevírají nové možnosti v našem úsilí řešit klimatický problém“ news.berkeley.edu. Mnozí v oboru sdílejí upřímnou naději, že díky pokračujícím inovacím bude možné zachycování uhlíku učinit natolik efektivním a levným, aby bylo možné jej nasadit celosvětově. Vize je taková, že za pár desetiletí budeme mít nový průmysl v měřítku dnešního ropného a plynárenského sektoru – ale obráceně, fungující po celém světě na odstraňování uhlíku ze systému. To by mohlo zahrnovat „obří čističky vzduchu“ na strategických místech, jak si představuje prof. Gagliardi, přičemž DAC zařízení by „významně přispívala k celosvětovému úsilí o dosažení uhlíkové neutrality“ pme.uchicago.edu. Klimatičtí modeláři potvrzují, že negativní emise z těchto technologií budou pravděpodobně nutné k vyrovnání těch nejtěžších zdrojů emisí (jako je letectví, zemědělství a historické emise), pokud se chceme udržet blízko oteplení o 1,5 °C.
Na druhou stranu odborníci varují před tím, abychom na zachycování uhlíku nahlíželi jako na zázračné řešení nebo výmluvu pro odkládání omezení využívání fosilních paliv. Dr. Fatih Birol, šéf Mezinárodní energetické agentury, varoval, že „pokračovat v dosavadním provozu ropného a plynárenského sektoru a doufat, že masivní nasazení zachycování uhlíku sníží emise, je fantazie“. Jinými slovy, zachycování uhlíku může být doplňkem, ale ne náhradou za rychlý přechod na čistou energii x.com. Vědci také upozorňují, že odstraňování uhlíku řeší oxid uhličitý, ale ne jiné skleníkové plyny nebo klimatické dopady. „I když se vám podaří snížit teploty [pomocí CDR], svět, na který se budeme dívat, už nebude stejný,“ řekl Dr. Carl-Friedrich Schleussner a zdůraznil, že problémy jako zvyšování hladiny moří se jednoduše nevrátí zpět reuters.com. A musíme mít na paměti měřítko: v současnosti všechny DAC zařízení dohromady odstraní jen několik tisíc tun CO₂ ročně; příroda (lesy, půda) odstraní řádově 2 miliardy tun; ale aby to skutečně pomohlo klimatickým cílům, bude možná potřeba 7–10 miliard tun ročně do poloviny století reuters.com. To je obrovská výzva – zhruba desetinásobek současného přírodního odstranění, nebo tisíce DAC zařízení velikosti Mammoth. K dosažení toho bude zapotřebí pokračující inovace, investice a podpůrná politika po mnoho desetiletí.
Hlavním poznatkem z vývoje v letech 2024–2025 je, že učící křivka zachycování uhlíku skutečně začala. Náklady postupně klesají a první projekty svého druhu potvrzují klíčové koncepty. Vidíme první cementárnu s CCS, první financované DAC projekty v megatunovém měřítku, nové materiály, které překonávají dosavadní limity (zachycování CO₂ při 300 °C; přežívání více než 100 cyklů; fungování ve vlhkém vzduchu; zachycení 99 % CO₂ atd.) a vlády, které dávají na stůl skutečné peníze. Každý úspěch přináší znalosti, které další projekt zjednodušují a zlevňují. Jak uvedla jedna zpráva, maraton budování průmyslu na odstraňování uhlíku teprve začal, ale běžci konečně vyrazili ze startovních bloků youtube.com.
V následujících letech sledujte tyto „megaprojekty“ – pokud uspějí projekty jako Project Cypress (USA) nebo britský Humber cluster, budou zachycovat CO₂ v dosud nevídaném měřítku a ukážou, zda náklady mohou klesnout podle očekávání. Sledujte také soutěž XPRIZE Carbon Removal, která v roce 2024 zúžila výběr na 20 finálových týmů pokrývajících DAC, zachycování v oceánu, mineralizaci a další oblasti xprize.org. Vítěz (bude oznámen v roce 2025) musí prokázat odstranění 1 000 tun CO₂ a životaschopnou cestu ke škálování na 1 milion tun/rok. Tato soutěž podnítila kreativitu a vedla k tomu, že týmy jako Heirloom, Carbfix a další byly zviditelněny a financovány cen.acs.org.
Stručně řečeno, nové struktury a technologie pro zachycování CO₂ se rychle objevují – od špičkových COF krystalů, které fungují jako superhouby na CO₂ news.berkeley.edu, až po obrovské inženýrské projekty, jejichž cílem je vysávat uhlík z atmosféry v megatunovém měřítku climeworks.com. Každý z nich přispívá dílkem do skládačky stabilizace klimatu. Mezi odborníky převládá tón „opatrného optimismu“. Ano, zachycování uhlíku je technicky složité a v současnosti nákladné, ale pokroky v letech 2024–2025 ukazují, že lidská vynalézavost tyto výzvy postupně překonává. Jak poznamenal profesor Yaghi o spojení AI a chemie při navrhování lepších sorbentů, „Jsme opravdu, opravdu nadšení“ news.berkeley.edu – a toto nadšení stále více sdílejí klimatologové, inženýři, investoři i politici, kteří vidí zachycování uhlíku jako zásadní nástroj pro předání obyvatelné planety budoucím generacím.
Samotné zachycování uhlíku svět nezachrání, ale může nám koupit čas a snížit historické znečištění, zatímco budeme provádět náročnou dekarbonizaci. S průlomovými technologiemi, které máme nyní k dispozici a dalšími na obzoru, se kdysi teoretická myšlenka čištění naší atmosféry stává realitou. Následující roky budou klíčové pro nasazení těchto řešení ve velkém měřítku – a pokud uspějeme, budoucí generace se možná ohlédnou zpět a rozpoznají toto období jako úsvit nové éry odstraňování uhlíku, kdy lidstvo začalo doslova čistit oblohu, aby pomohlo obnovit bezpečnou klimatickou rovnováhu.
Zdroje: Výzkum a novinky o zachycování uhlíku (2024–2025) news.berkeley.edu, pme.uchicago.edu, ccsnorway.com, climeworks.com, 1pointfive.com, atoco.com, reuters.com, vládní oznámení a odborné komentáře energy.gov, news.berkeley.edu, energiesmedia.com, man-es.com, a hodnocení klimatu IPCC news.berkeley.edu, reuters.com.
