(A szerző a Cambridge Econometrics elemző közgazdásza. Az Ekonomi a G7 véleményrovata.)

Sokan a klímaváltozás egyik lehetséges megoldását látják az úgynevezett negatív kibocsátású technológiákban, mások azonban csak szükséges rossznak találják és korlátozott lehetőséget látnak benne. De mit is takar ez a kifejezés, milyen lehetőségeket nyújt ez a technológia, és valóban megéri-e az alkalmazása?

Az emberi társadalom évezredek óta használja a természet erőforrásait azért, hogy életét kényelmesebbé tegye. Az egyik legősibb és legelterjedtebb ilyen tevékenység a fűtés, ami valamilyen magas fűtőértékű anyag elégetésével jár. Az ipari forradalom kezdete óta azonban exponenciálisan megnőtt az emberiség által felhasznált energia mennyisége – olajszármazékokkal hajtjuk a belső égésű motorokat, atomenergiával áramot termelünk, szénnel, gázzal, biomasszával, földhővel fűtjük egyre nagyobb otthonainkat – és ez a legtöbb esetben üvegházhatást okozó gázok (ÜHG, ilyenek például a szén-dioxid, metán) kibocsátásával jár. Az energiatermelés formái a kibocsátás szempontjából a következőképp csoportosíthatók:

• ÜHG-kibocsátás növelése: a fosszilis energiahordozók, elsősorban a szén, földgáz és olaj elégetése növeli a légkörben az ÜHG jelenlétét, ami felmelegíti a Földet. Azonban más folyamatok is növelhetik az ÜHG-koncentrációt, mint például a talajművelés ma elterjedt formái, a szeméttelepek bomlástermékei, vagy a szarvasmarha-tenyésztés metánkibocsátása.
• Semleges technológiák: a megújuló technológiák, ilyenek a nap-, szél- vagy vízenergia, energiatermelés közben nem bocsátanak ki semmilyen üvegházhatású gázt.
• Hosszú távon semleges technológiák: ide sorolhatók azok a technológiák, amelyek ugyan bocsátanak ki ÜHG-t, de azt valamilyen folyamat hosszú távon semlegesíti. A legjobb példa erre a biomassza hagyományos elégetése. Az erdők a fotoszintézis során megkötik a légköri szén-dioxidot, amely a fák elégetésekor visszakerül a légkörbe. Ha a a kivágott erdőt újratelepítjük, akkor hosszú távon az újra elnyeli a kibocsátott szén-dioxidot. Természetesen itt fontos megjegyezni, hogy a megkötés évtizedek alatt történik, míg a kibocsátás azonnali. Ez a Föld szempontjából hosszú távon semlegesnek mondható, az emberiség szempontjából azonban rövid távú kibocsátásnövekedést eredményezhet.
• Negatív kibocsátású technológiák: ide pedig azok az eljárások tartoznak, amelyek csökkentik a légkör ÜHG-koncentrációját, azaz több ilyen gázt vonnak ki, mint amennyit odajuttatnak.

A kibocsátás és energiatermelés kapcsolata. Ábra: Cambridge Econometrics

Amikor negatív kibocsátású technológiákról beszélünk, számtalan lehetőség merül fel, de leggyakrabban az ÜHG megkötését értjük alatta. Vannak erősen az új technológiákra építő megoldások, mint például a légköri szén-dioxid eltávolítása, vagy a biomassza-égetés kibocsátásának megkötése. Ugyanakkor hagyományos, alacsony technológiaigényű megoldások sora is rendelkezésünkre áll, mint például az erdősítés, vagy az eredetileg lápos, mocsaras területek helyreállítása (ilyen projekteket Magyarországon például a Dráva mentén valósítanak meg).

Egyes megközelítések szerint a kibocsátás elkerülése (például az erdőirtás mértékének csökkentése vagy fejlettebb mezőgazdasági technológiák alkalmazása) is negatív emissziós technológiának számít. További példa a kibocsátás közvetett csökkentése, mely elsősorban keresletalapú szabályozással érhető el: az ételmaradék csökkentése, illetve bizonyos magas kibocsátású élelmiszerek (elsősorban hús- és tejtermékek) csökkentett fogyasztása jelentős földterületet szabadíthat fel a mezőgazdasági művelés alól (amely így például erdősítésre használható), illetve a kérődző állatok emésztése során természetesen jelentkező jelentős metánkibocsátás is csökkenthető. Ebben a cikkben most csak az ÜHG-t megkötő technológiákat vizsgáljuk.

Erdőtelepítés: széles skálán a becsült potenciál

Jogos gondolat, hogy ha már léteznek negatív emissziós technológiák, akkor ezekkel enyhíthetjük, vagy szerencsés esetben akár semlegesíthetjük a káros kibocsátást. Azonban a különböző technológiák értékelésekor számos tényezőt kell megfontolni:

• milyen mértékben képes a technológia ÜHG-t elnyelni? Ez számottevő mennyiség-e a jelenlegi vagy következő évtizedekben várható kibocsátáshoz képest?
• Mennyire költséghatékony a technológia? Megéri-e az ÜHG elnyelését alkalmazni ahelyett, hogy inkább a kibocsátást csökkentenénk?
• Milyen további hatásai vannak a technológiának? Például hogyan befolyásolja a biodiverzitást, mekkora földhasználati igénye van, milyen társadalmi hatásai lehetnek (például a munkaerőpiacon)? Számos negatív emissziós technológia jelenleg még csak tesztelési szakaszban van, így az is kérdéses, hogy alkalmazása okoz-e valamilyen nem várt hatást. Érdemes-e egy jelenleg széles körben még nem alkalmazott megoldástól jelentős hatást várnunk?

Az erdőtelepítés és újraerdősítés, illetve mocsaras vagy mangrove élőhelyek helyreállítása számos előnnyel jár: alacsony a technológiafüggése, az emberiség erdőgazdálkodáson keresztül régóta alkalmazza, bevett technológiának számít, így kevés kockázatot rejt. Továbbá hozzájárulhat a helyi biodiverzitás növeléséhez és gazdasági-kulturális haszna is lehet (például turisztikai, esztétikai haszon). Főbb hátrányai közé tartozik azonban, hogy jelentős földterületet igényel, így elsősorban a mezőgazdasági szektorral, kisebb mértékben városi területek növekedésével is versenyez.

A szakirodalom ugyan elég széles skálán határozza meg az erdőtelepítésben és újraerdősítésben (angol rövidítéssel: A/R, afforestation/reforestation) lévő potenciált, de ezek legalább nagyságrendben összevethetők a jelenlegi éves kibocsátásunkkal. Az ENSZ Környezetvédelmi Programjának (UNEP) 2023-as jelentése alapján (amely a szén-dioxid mellett más gázok, például metán vagy dinitrogén-oxid kibocsátását is méri, és a földhasználat változását is figyelembe veszi) a 2022. évi teljes ÜHG-kibocsátás rekordmagas, 57,4 gigatonna szén-dioxid egyenértékesnek (GtCO₂e) felelt meg.

Ehhez képest az A/R-szektor egy szakirodalmi összefoglaló szerint éves átlagban költséghatékony módon 1,2, míg technikailag legalább 5,5, legfeljebb 11,4 GtCO₂-ot képes elnyelni évente. Mindez a 2022-es teljes éves kibocsátásnak mindössze 2 százalékát éri el, ha a költséghatékony mértéket vesszük figyelembe (amely kezdetben közepes, a század közepén alacsony karbonárakat tételez fel), de csak a technikai lehetőségeket figyelembe véve akár 10-20 százalékra is felmehet (ez magasabb karbonárak mellett lehet reális). Azt is fontos megjegyezni, hogy az erdők tényleges szén-dioxid-elnyelő képessége nem az első években a legmagasabb, hanem a növényzet intezívebb növekedési szakaszában,

így érdemes minél hamarabb cselekedni a nagyobb hatásfok mihamarabbi elérése érdekében.

Leválasztás és tárolás

A magasabb technológiaigényű megoldások egyaránt egy eddig ipari mértékben nem alkalmazott, de tesztelés alatt álló megoldásra, az úgynevezett szén-dioxid-leválasztásra és -tárolásra (angol rövidítéssel CCS-re) épül^*Időnként a kifejezést kiegészítik a „hasznosítás” szóval, így a CCUS angol rövidítés is elterjedt.. Ennek lényege, hogy az égés vagy különböző kémiai folyamatok során keletkező, magas koncentrációban megjelenő szén-dioxidot, például egy ipari kazánban, nem a légkörbe engedik, hanem leválasztják és tárolják (esetleg hasznosítják). A tárolás legegyszerűbb és legolcsóbb módja a mára kiürült föld alatti olaj- és gázmezők feltöltése (maga a szén-dioxid besajtolása bevett technológia az olajmezők kitermelésekor), de egyéb geológiai formációk is komoly tárolási lehetőséget rejtenek.

Fontos megjegyezni, hogy a CCS-technológia önmagában nem von ki a légkörből káros gázokat, csupán meggátolja, hogy tovább emelkedjen a légköri koncentrációjuk. Például az acél- vagy cementgyártás során keletkező szén-dioxidot nem engedi a légkörbe jutni. Noha számos tesztüzemben alkalmaznak CCS-technológiát, az iparban még nem elterjedt, működtetése magas energiaigényű, így igen költséges, és némi technológiai bizonytalanság is övezi a használatát. Alkalmazása ugyan kritikus lehet néhány nehezen dekarbonizálható iparág esetén (mint az acél-, alumínium- vagy cementgyártás), de kritikusai szerint a környezeti problémák egy részét a következő generációkra tolja és a tesztprojektek gyakran nem érik el a kívánt hatékonyságot.

Továbbá a technológia nem kecsegtet jelentős mérethatékonysági előnyökkel, mert tömeggyártása nem valószínű, hiszen kiépítésekor többnyire az adott gyártelep egyedi körülményeihez kell igazítani. Éppen ezek miatt számos ország, köztük több EU-s tagállam jelenleg tiltja a szén-dioxid tárolását (például Szlovénia). Ez a jövőben azonban változhat, tekintve, hogy az EU általánosan támogatja az ilyen technológiák alkalmazását. A CCS-technológia hazai hasznosítási lehetőségeiről a Cambridge Econometrics korábban már írt elemzést, ez a G7-en ide kattintva érhető el.

A negatív emissziós technológiák közül kettő is a CCS alkalmazására épül: a bioenergia használata szén-dioxid-leválasztással és -tárolással (angol rövidítéssel: BECCS), illetve a közvetlen légköri megkötés szén-dioxid-leválasztással és -tárolással (angol rövidítéssel: DACCS).

A BECCS-technológia lényegében hasonlóan működik, mint egy hagyományos erőmű: a biomassza elégetése energiát termel, azonban a keletkező üvegházhatást okozó gázok kibocsátását a CCS-technológiával megkötik és a föld alatt tárolják. Mivel a bioenergia hosszú távon önmagában is karbonsemleges megoldás (például az újratelepített erdő megköti az égetésből származó káros kibocsátást), ezért CCS-szel kombinálva negatív kibocsátású technológiának számít. Noha a BECCS alapvetően vonzó megoldásnak tűnhet, hiszen energiát termel, számos probléma is felmerül: a legfőbb kihívás a földterület-használat, illetve a biomassza fenntartható termelése, de a CO2 tárolásának elérhetősége is kritikus – utóbbinak elsősorban regionális korlátai vannak például Japánban és Indiában, de Magyarországon például jók az adottságok). A szakirodalomban ismét jelentősen eltérnek a becslések arról, hogy mennyi biomassza érhető el energiatermelés céljából

A legszigorúbb számítások kizárólag mezőgazdasági hulladékot, vagy alacsony minőségű, elhagyatott területeken termelt biomassza potenciálját veszik figyelembe, míg mások sokkal optimistábban, akár jelentős területen energiatermelésre szánt növénytermesztéssel számolnak. Ezek alapján évi átlagos 1-17 GtCO₂ nyelhető el, míg a leggyakrabban alkalmazott becslések évi 2-5 GtCO₂ elnyelését említik – ami a 2022-es teljes kibocsátás 3,5-9 százaléka. Jól látható, hogy a technológia akár olyan földterületért verseng, melyet most mezőgazdasági tevékenységre használnak, így pedig veszélyeztetheti az olcsó élelmiszertermelést, mely elsősorban a fejlődő országok számára okozhat nehézséget.

A DACCS technológia pedig már-már futurisztikus módon közvetlenül a légkörből vonja ki a szén-dioxidot (például óriási ventilátorokkal, mint egy 2021-ben és egy 2024-ben átadott telephely Izlandon) és ezt tárolja el.

A Mammoth szén-dioxid-leválasztó üzem Izlandon. Fotó: Climeworks

Ez a technológia azonban jelenleg még messze áll az ipari mértékű használattól: a gyors költségcsökkenéssel számoló optimista becslések szerint is mindössze 7 GtCO₂-t lehetne megkötni vele 2050-ig – és azt sem éves szinten, hanem összesen. Mindemellett a DACCS magas energiaigénnyel rendelkezik, tehát csak akkor érdemes alkalmazni, ha nagy mennyiségben és olcsón érhető el tiszta energia (például megújuló erőforrásokból, mint a geotermikus energia a már említett izlandi példában). Mindehhez azonban első lépésként az energiarendszer gyors dekarbonizációja lenne szükséges.

Nem lehet megspórolni a gyors kibocsátáscsökkentést

Összegezve a számos lehetőséget és új technológiát azt láthatjuk, hogy több negatív kibocsátású eljárás is elérhető már, de ezek elnyelő képessége még együttesen is messze elmarad az emberiség jelenlegi kibocsátásától (sőt, a jelentős földhasználati igény miatt nem is összeadhatók az egyes technológiai potenciálok). Mindez azt jelenti, hogy az üvegházhatású gázok kibocsátásának azonnali és gyors csökkentésére van szükség a klímakatasztrófa elkerüléséhez, és

ezek a lépések nem helyettesíthetők az üvegházhatású gázok légkörből történő kivonásával.

Mi több, a CCS-alapú megoldások jelentős energiaigénnyel rendelkeznek, így az energiarendszer dekarbonizációja továbbra is az egyik legkritikusabb terület.

Noha egyes technológiafüggő megoldásoknak – mint például a BECCS vagy a DACCS – jelentős szerepe lehet a nehezen dekarbonizálható iparágak kibocsátásának semlegesítésében, vagy a kihasználatlan erőforrások felhasználásban (mint mezőgazdasági hulladékok), de nem szabad a hagyományos technológiák alkalmazásáról sem elfeledkezni. Az erdőtelepítés és újraerdősítés jelentős mennyiségű üvegházhatású gázt tud megkötni, alkalmazása körül kevés a bizonytalanság és számos további környezeti-társadalmi haszna lehet. Ugyanakkor a magas szénelnyelés érdékében érdemes minél előbb elkezdeni a nagyszabású projekteket, hogy ezek minél hamarabb teljes „kapacitással” működhessenek.

Kapcsolódó cikkKapcsolódó cikkMinden adott Magyarországon a szén-dioxid gazdaságos megkötésére és tárolására, mégsem használjuk kiEgyre erősödő igény van a klímasemlegesség elérésére, amihez szükség lesz egyes ipari kibocsátók esetén a szén-dioxid leválasztására és föld alatti tárolására.

G7 támogató leszek! Egyszeri támogatás / Előfizetés

Élet Tech CCS-technológia erdőtelepítés klímaváltozás üvegházhatású gáz Olvasson tovább a kategóriában