Kam s oxidem uhličitým?

Při nádechu se nám do plic dostane s každým milionem molekul vzdušných plynů také 380 molekul oxidu uhličitého. Před čtyřmi stoletími to bylo jen 280 molekul, tedy o sto méně než dnes.

Těmito údaji dokumentuje Robert Socolow z americké princetonské univerzity změny ve složení zemské atmosféry a dodává, že lidstvo nezodpovědně provádí nekontrolovaný pokus ve světovém měřítku.
Dnes se vcelku nepochybuje o tom, že rostoucí koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře zřejmě vede ke globálnímu oteplování, ví se i to, že se tento plyn rozpouští ve vodě, což vede k postupnému mírnému okyselování vod. Ale stále ještě není, a dlouho nebude jednotný názor na to, jaké všechny následky to může mít v globálním měřítku. Profesor Socolow soudí, že vývoj naší civilizace vyvolá klimatické změny rychleji, než zjistíme, jak drastické tyto změny budou.

Oxid uhličitý vzniká spalováním fosilních paliv a dnes se objevily hypotézy, že již naši vzdálení předkové tak zvolna ovlivňovali složení atmosféry. Možná se na tom podíleli již první zemědělci vypalující lesy a později se k nim připojila i řemesla využívající oheň - metalurgie, výroba keramiky a skla. Pochopitelně tato produkce oxidu uhličitého nedosahovala ani zdaleka dnešních hodnot.

Logické je, že vzhledem k potenciální hrozbě globálního oteplování by se měl oxid uhličitý nějak zachycovat, aby do atmosféry neunikal. Jsou zde ale dva problémy. Jednak ne každé zařízení produkující tento plyn se dá snadno upravit na jeho zachycování, jednak je tu nerudovská otázka, kam s ním? Tedy se zachyceným oxidem uhličitým.

Podívejme se postupně na oba problémy očima prof. Socolowa. Automobily produkují oxid uhličitý a přibližný výpočet tohoto vědce aplikovaný na americké poměry ukazuje, že průměrný automobil, který ročně urazí deset tisíc mil, tedy asi 16 000 kilometrů, uvolní za tuto dobu do ovzduší kolem tří tun oxidu uhličitého. Počítá se ovšem spotřeba přes devět litrů benzínu na sto kilometrů. Nicméně i při nižší spotřebě je jasné, že vzhledem k narůstajícímu počtu automobilů bude úhrnný celosvětový údaj nezanedbatelný. Stejně tak je však jasné, že zachycování oxidu uhličitého produkovaného automobilovými motory je zatím více než problematické.

Přibližně čtvrtinu veškerého produkovaného oxidu uhličitého mají na svědomí tepelné elektrárny. Opět číslo - moderní tisícimegawattová elektrárna ho ročně uvolní asi šest milionů tun. Podle odborníků by se roční světová produkce uvedeného plynu, dnes odpovídající asi tisícovce takových elektráren, měla v následujícím desetiletí zdvojnásobit. V řadě států totiž budují nové tepelné elektrárny. Jak ve stávajících, tak samozřejmě v nově budovaných, se dá oxid uhličitý zachycovat. V moderních, kde se používají odlišné metody spalování, by to mělo být snazší. Například v systémech, kde se uhlí zplynuje dvoustupňově, nejdřív na vodík a oxid uhelnatý. Druhý z plynů se dál oxiduje na oxid uhličitý, jenž se vychytává, takže se spaluje jen vodík, samozřejmě s jistým malým obsahem dalších příměsí.

Teď však zpět k číslům, kdy profesor Socolow dává přednost klasickým barelům známým z ropného průmyslu. Jeden barel je objem přibližně 160 litrů. Takže, již naznačená tisícimegawattová tepelná elektrárna by po dobu své předpokládané šedesátileté životnosti produkovala asi 100 000 barelů oxidu uhličitého denně, což činí ročně 50 milionů barelů. Za šedesát let by to byly tři miliardy. V jednotkách nám bližších je to skoro půl krychlového kilometru, který si však také tak snadno nepředstavíme.

Vraťme se k Nerudovu slamníku zde představovanému oxidem uhličitým a k úvahám profesora Socolowa i jiných vědců. Objevují se návrhy ukládat zachycený oxid uhličitý pod zemí. Znamená to najít vhodné úložiště, samozřejmě nejraději v blízkosti elektrárny. Za ideální se pokládají porézní usazené horniny, jejichž nadloží je naopak velmi pevné, neprostupné. Úložiště by měla být v hloubce alespoň 800 metrů, aby se neohrozily zdroje pitné vody. Některá vhodná místa byla nalezena, přičemž za nejvhodnější se pokládají taková, kde jsou póry usazené horniny vyplněny solankou, vodným roztokem solí. Oxid uhličitý pumpovaný do takových míst, by se tam ocitl pod tlakem zhruba osmdesáti atmosfér, kdy se jeho hustota blíží hustotě solanky, kterou by vytlačoval. Vzniklo by tak podzemní ložisko tohoto plynu, odkud by se případně dal čerpat, kdyby se pro něj našlo vhodné použití. Je tu i další možnost, dnes již využívaná - oxid uhličitý se vhání do ropných vrtů, aby se odtud vytlačilo co nejvíc zbývající cenné suroviny. Tento plyn je zvlášť vhodný pro takový účel, protože snižuje mezipovrchové napětí mezi surovou ropou a horninou. Prakticky to znamená, že se ropa v hornině pohybuje s menším odporem, a tak se dají těžit její ložiska, která dosluhují.

Zdálo by se, že problém ukládání oxidu uhličitého je v podstatě vyřešen, přinejmenším pokud jde o velké producenty tohoto plynu. Nic však nebývá tak snadné, jak to někdy při zběžném pohledu vypadá. Při ukládání oxidu uhličitého pod zem musí být co nejlépe splněna základní podmínka - plyn nesmí z podzemního úložiště unikat. Tedy, nadloží musí být kompaktní, bez trhlin. Malý, pozvolný únik není vcelku nebezpečný, jen maří předchozí úsilí. Vědci ale připomínají rok 1986 a africký Kamerun, kde došlo k rozsáhlé katastrofě. Oxid uhličitý se postupně hromadil pod dnem jezera, které bylo v kráteru sopky. Posléze, když množství plynu překročilo kritickou hranici, obrovská masa, odhaduje se, že snad až 300 000 tun oxidu uhličitého, prorazila ze dna jezera do okolní atmosféry. Protože jde o plyn těžší než vzduch, oxid uhličitý obrazně řečeno stékal při zemi dvěma údolími po úbočí sopky a dusil vše živé. Jeho obětí se stalo asi 1700 místních obyvatel a tisíce kusů dobytka, který chovali. To je memento, které si připomínají vědci, když uvažují o ukládání oxidu uhličitého pod zemí.

Pramen: Scientific American, červenec 2005