V boji proti klimatickým zmenám a dosahovaniu dlhodobého teplotného cieľa Parížskej dohody je kľúčové nielen rýchle a hlboké znižovanie emisií skleníkových plynov (GHG), ale aj odstraňovanie oxidu uhličitého (CDR) z atmosféry. Podľa Medzivládneho panelu pre zmenu klímy (IPCC) zahŕňa CDR antropogénne aktivity, ktoré odstraňujú CO2 z atmosféry a trvalo ho ukladajú do geologických, terestrických alebo oceánskych nádrží, alebo do produktov. CDR je nevyhnutné na vyváženie zvyškových emisií a dosiahnutie čistých nulových emisií GHG v strednodobom horizonte, a nakoniec na zníženie teploty dosiahnutím čistých záporných emisií v dlhodobom horizonte. Jednou z podstatných podmienok účinnosti CDR je jeho trvanlivosť (durability).

Pochopenie trvanlivosti CDR

Trvanlivosť sa vo vedeckom kontexte vzťahuje na časový rozsah ukladania CO2 do neatmosférického prostredia. Závisí od dvoch hlavných faktorov: (i) trvanie skladovania CO2 a (ii) riziko zvrátenia takéhoto skladovania, teda uvoľnenia CO2 späť do atmosféry. Neexistuje však všeobecne prijatá definícia „permanentného“ alebo „trvalého“ skladovania CO2, ani vedecky dohodnutá hranica „trvanlivosti“.

Trvanie skladovania

Potrebná dĺžka skladovania CO2 závisí od konkrétneho cieľa CDR. Ak je cieľom vyvážiť antropogénne emisie, skladovanie musí byť účinné tak dlho, ako dlho by emitované GHG ovplyvňovali atmosféru, teda tisíce rokov pre fosílne CO2. Avšak CDR zohráva kľúčovú úlohu aj pri dosahovaní krátkodobých až strednodobých cieľov (desaťročia až storočie). Menej trvanlivé CDR môže pomôcť znížiť čisté emisie GHG v najbližších desaťročiach a dosiahnuť cieľ Parížskej dohody o vyvážení zdrojov a záchytov v druhej polovici tohto storočia. Krátkodobé skladovanie trvajúce aspoň niekoľko desaťročí môže výrazne znížiť veľkosť a trvanie teplotného vrcholu, ak sa uložený uhlík neuvoľní späť do atmosféry skôr, ako globálna teplota dosiahne svoj vrchol.

Trvanie skladovania CO2 sa líši v závislosti od metódy CDR:

• Technické metódy (engineered CDR), ako je napríklad priame zachytávanie CO2 zo vzduchu a jeho skladovanie (DACCS) alebo zrýchlené zvetrávanie hornín (ERW), môžu ukladať CO2 v chemicky a fyzikálne stabilnejších formách. Niektoré z nich, ktoré zahŕňajú geologické skladovanie, majú potenciál ukladať CO2 na tisíce rokov, najmä ak je CO2 zachytený pod hrubým, málo priepustným tesnením alebo sa premení na tuhé minerály.
• Prírodné metódy (nature-based conventional CDR), ako je zalesňovanie/opätovné zalesňovanie alebo obnova rašelinísk/mokradí, zachytávajú CO2 fotosyntézou a ukladajú ho do vegetácie, pôdy alebo sedimentov. Trvanlivosť relevantných uhlíkových nádrží v biologických systémoch sa líši, od storočí v drevnej biomase až po tisícročia v hlbších pôdnych vrstvách.

Riziko zvrátenia

Riziko zvrátenia sa týka pravdepodobnosti, že uložený uhlík bude úplne alebo čiastočne uvoľnený späť do atmosféry. Ak k zvráteniu dôjde, stratený uhlík už neprispieva k vyváženiu dlhodobých klimatických účinkov emisií.

• Geologické skladovanie má spočiatku relatívne vysoké riziko zvrátenia, kým sa CO2 nestabilizuje (napr. pred mineralizáciou), ale potom sa asymptoticky blíži k nízkemu riziku (možno blízko nule) v priebehu času. Napríklad, injekcia CO2 do čadičových hornín môže viesť k jeho imobilizácii do uhličitanových minerálov v priebehu rokov.
• Biologické metódy majú variabilnejší a menej predvídateľný profil rizika zvrátenia. CO2, ktorý rastliny odstránia fotosyntézou, sa môže vrátiť do atmosféry dýchaním, rozkladom alebo požiarmi. Prírodné a antropogénne disturbance, ako sú požiare alebo odlesňovanie, môžu zvýšiť riziko zvrátenia. Silné záruky a investície do dizajnu a riadenia projektov však môžu pomôcť riadiť tieto riziká.

Trvanlivosť v politikách a rozhodovaní

Zatiaľ čo veda diskutuje o trvanlivosti v rozsahu storočí až tisícročí, politiky a zmluvy o CDR majú tendenciu pokrývať oveľa kratšie časové rámce, často len niekoľko desaťročí a takmer nikdy viac ako storočie. Pre tvorcov politík je výzvou definovať trvanlivosť v kontexte konkrétnej politiky alebo investície, pričom musia zohľadniť aj faktory ako pripravenosť, ekonomickú realizovateľnosť, politickú prijateľnosť a sociálne či environmentálne prínosy. Orgány, či už verejné alebo súkromné, často určujú, kto je zodpovedný za zabezpečenie skladovania a aké sú dôsledky zvrátenia. Tieto zodpovednosti a záväzky definujú podmienky financovania a regulujú prepravu a skladovanie CO2.

Komplementárny prístup k CDR

Keďže žiadna metóda CDR v súčasnosti nespĺňa všetky kritériá pre pripravenosť, škálovateľnosť, udržateľnosť a trvanlivosť naraz po dobu niekoľkých storočí, je nevyhnutný komplementárny prístup. Namiesto uprednostňovania len technických metód pred prírodnými, sa odporúča diverzifikované portfólio CDR.

• Prírodné metódy sú ihneď nasaditeľné vo veľkom rozsahu, sú cenovo relatívne nízke a môžu priniesť významné environmentálne a sociálne prínosy, ako je zlepšenie biodiverzity a ekosystémových služieb. Hoci sú náchylnejšie na zvrátenie, môžu efektívne znížiť blízke škody.
• Technické metódy ponúkajú vyššiu trvanlivosť a nižšie riziko zvrátenia.

Kombinácia prírodných a technických metód, ktoré vykazujú komplementárne časové a rizikové profily, môže byť nasadená v synergických balíčkoch na vyváženie podmienok trvanlivosti, uskutočniteľnosti a sociálnej a environmentálnej udržateľnosti. Je však dôležité poznamenať, že žiadna investícia do CDR nemôže ospravedlniť oneskorenie v rýchlom a trvalom znižovaní emisií skleníkových plynov. Práve naopak, komplexný prístup k investíciám do všetkých foriem CDR ponúka najlepšiu perspektívu splnenia dlhodobého teplotného cieľa Parížskej dohody v kontexte trvalo udržateľného rozvoja. JaroR

Slovník kľúčových pojmov

• Carbon Dioxide Removal (CDR) / Odstraňovanie oxidu uhličitého (CDR): Antropogénne aktivity odstraňujúce CO2 z atmosféry a trvalo ho ukladajúce do geologických, terestrických alebo oceánskych nádrží alebo do produktov. To zahŕňa ľudské zlepšenie prírodných procesov odstraňovania alebo nasadenie technológií odstraňovania uhlíka.
• Durability / Trvanlivosť: Vo vedeckom kontexte sa vzťahuje na časovú mierku skladovania CO2 v neatmosférickom bazéne. Je to funkcia (i) dĺžky skladovania a (ii) rizika zvrátenia skladovania (uvoľnenie CO2 späť do atmosféry).
• Permanence / Permanentnosť: Termín bežne používaný na trhoch s uhlíkom na opis požiadavky, aby uhlíkové kredity predstavovali trvalé prínosy zmierňovania klímy. Často sa spája s konkrétnymi zmluvnými alebo politickými časovými rámcami, ktoré sú často kratšie ako vedecké chápanie trvalého skladovania.
• Nature-based Conventional CDR / Prírodné konvenčné odstraňovanie CO2: Metódy odstraňovania CO2, ktoré využívajú prírodné procesy (napr. fotosyntézu) na zachytávanie a ukladanie CO2 vo vegetácii, pôde alebo sedimentoch. Príklady zahŕňajú zalesňovanie/opätovné zalesňovanie a obnovu rašelinísk/mokradí. Tieto metódy majú tendenciu mať vyššie riziko zvrátenia.
• Engineered Novel CDR / Inžinierske nové odstraňovanie CO2: Metódy odstraňovania CO2, ktoré zahŕňajú ľudsky navrhnuté technológie na zachytávanie CO2 a jeho ukladanie v geochemicky alebo fyzikálne stabilnejších formách. Príklady zahŕňajú priame zachytávanie uhlíka zo vzduchu a ukladanie (DACCS) a zrýchlené zvetrávanie hornín (ERW). Tieto metódy majú tendenciu mať nižšie riziko zvrátenia.
• Reversal Risk / Riziko zvrátenia: Pravdepodobnosť, že skladovaný uhlík bude úplne alebo čiastočne uvoľnený späť do atmosféry. Toto riziko sa líši v závislosti od metódy CDR, času, geografickej polohy a použitých prístupov k riadeniu rizík.
• Paris Agreement / Parížska dohoda: Medzinárodná zmluva o zmene klímy prijatá v roku 2015, ktorej cieľom je obmedziť globálne otepľovanie na výrazne pod 2 °C nad predindustriálnymi úrovňami a vynaložiť úsilie na obmedzenie zvýšenia teploty na 1,5 °C. Článok 4.1. vyžaduje „rovnováhu medzi antropogénnymi emisiami zo zdrojov a odstraňovaním pohlcovačmi skleníkových plynov v druhej polovici tohto storočia“.
• Net-zero Emissions / Čisté nulové emisie: Stav, v ktorom sa antropogénne emisie skleníkových plynov do atmosféry vyvažujú antropogénnym odstraňovaním počas stanoveného obdobia.
• Net-negative Emissions / Čisté záporné emisie: Stav, v ktorom je množstvo CO2 odstráneného z atmosféry vyššie ako množstvo emitované, čo vedie k čistému zníženiu atmosférického CO2.
• Scalability / Škálovateľnosť: Schopnosť metódy odstraňovania CO2 byť nasadená a rozšírená na rozsahu potrebnom na významné zníženie atmosférického CO2, často v gigatonách ročne.
• Sustainability / Udržateľnosť: V kontexte odstraňovania CO2 sa vzťahuje na zabezpečenie, aby aktivity odstraňovania CO2 optimalizovali sociálne a environmentálne prínosy (napr. pre biodiverzitu, ekosystémové služby, ľudské zdravie a pohodu) a minimalizovali kompromisy.
• Liability / Záväzok/Zodpovednosť: Právna alebo zmluvná zodpovednosť za zabezpečenie trvanlivosti skladovania uhlíka a za dôsledky zvrátenia skladovaného uhlíka. Politiky a normy sa snažia definovať tieto záväzky v rámci konkrétnych časových rámcov.
• Long-Term Low GHG Emission Development Strategies (LT-LEDS) / Dlhodobé stratégie rozvoja s nízkymi emisiami skleníkových plynov (LT-LEDS): Stratégie, ktoré strany Parížskej dohody dobrovoľne predkladajú Rámcovej dohode OSN o zmene klímy (UNFCCC), v ktorých stanovujú svoje dlhodobé ciele v oblasti znižovania emisií skleníkových plynov a cesty na ich dosiahnutie.
• Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) / Bioenergia so zachytávaním a ukladaním uhlíka (BECCS): Metóda odstraňovania CO2, ktorá kombinuje pestovanie biomasy (ktorá pohlcuje CO2) so spaľovaním na energiu, pričom sa emisie CO2 zo spaľovania zachytávajú a ukladajú, čo teoreticky vedie k čistému zápornému emisii.
• Direct Air Carbon Capture and Storage (DACCS) / Priame zachytávanie a ukladanie uhlíka zo vzduchu (DACCS): Technológia, ktorá zachytáva CO2 priamo z okolitého vzduchu a potom ho ukladá, zvyčajne pod zemou.
• Enhanced Rock Weathering (ERW) / Zrýchlené zvetrávanie hornín (ERW): Metóda odstraňovania CO2, ktorá zahŕňa rozptýlenie drvených minerálov bohatých na silikáty (ako je čadič) na zemský povrch, kde reagujú s atmosférickým CO2 a trvalo ho viažu v uhličitanových mineráloch.
• Geological Storage / Geologické skladovanie: Skladovanie CO2 v podzemných geologických formáciách, ako sú vyčerpané ropné a plynové polia, soľné aquifer alebo neťažené uhoľné sloje.
• Carbon Markets / Trhy s uhlíkom: Systémy, ktoré umožňujú obchodovanie s uhlíkovými kreditmi, kde každý kredit zvyčajne predstavuje tonu zníženého alebo odstráneného CO2. Koncept „permanentnosti“ je na týchto trhoch kľúčový pre dôveryhodnosť kreditov.