Překvapivá proměna CO2: Z odpadního plynu vznikají plasty a paliva budoucnosti

Namísto pouhého odstraňování se CO2 stává cennou surovinou. Díky pokrokům v chemii a biologii se z něj vyrábí bioplasty, paliva či stavební materiály. Tyto inovace nabízejí nadějnou cestu k dekarbonizaci a cirkulární ekonomice, měnící pohled na boj s klimatickou změnou.

Přemýšleli jste někdy nad tím, že budoucnost dekarbonizace by mohla spočívat v zachycování oxidu uhličitého (CO2) pomocí speciálních technologií a jeho následném využití k výrobě produktů a materiálů? Jakkoli se to může zdát neuvěřitelné, je to možné.

Klimatická změna má nebezpečné dopady na přírodu a lidi ve všech regionech světa, ohrožuje mimo jiné zdraví, potravinovou bezpečnost a zásoby vody. Naše planeta se již oteplila o 1,3 °C ve srovnání s předindustriální dobou v důsledku vlivu emisí skleníkových plynů z lidské činnosti v atmosféře. Zatímco téměř každá země na světě se dohodla na omezení oteplení na 1,5 °C, realita je taková, že jsme daleko od cíle – a každá další desetina stupně oteplení zhoršuje dopady klimatické změny.

V roce 2024 se emise CO2 z využívání energie mírně zvýšily (o 0,8 %) na rekordní úroveň. To také posunulo atmosférické koncentrace CO2 na historicky nejvyšší úroveň. Většina nárůstu pocházela ze spalování fosilních paliv, zatímco emise z některých průmyslových činností klesly. Navzdory snížení v rozvinutých ekonomikách celkové globální emise CO2 nadále rostou, protože emise se zvyšují v rozvojových zemích. Nejvíce znečišťujícími sektory jsou spalování energie (elektřina a teplo), doprava a průmyslové procesy (výroba cementu, oceli nebo chemikálií).

Ekosystémy, jako jsou lesy, půdy, mokřady a oceány, fungují jako takzvané uhlíkové propady, které neustále absorbují CO2 prostřednictvím biologických a fyzikálně-chemických mechanismů. Vědecké studie zdůrazňují, že ochrana a obnova těchto přírodních propadů je zásadní, neboť jejich degradace je může rychle proměnit z pohlcovačů uhlíku na zdroje uhlíku. I když hrají klíčovou roli při stabilizaci atmosférických koncentrací CO2, samotné přírodní systémy nemohou kompenzovat všechny antropogenní – tedy lidmi způsobené – emise. Právě zde přicházejí na řadu technická řešení.

Zachycování uhlíku není jediné řešení, ale soubor různých technologií, které fungují v různých měřítcích a fázích vývoje. Současný výzkum se zaměřuje na zefektivnění těchto technologií, snížení jejich energetické náročnosti a jejich přizpůsobení různým typům emisí.

Některé technologie zachycování uhlíku odstraňují CO2 z průmyslových zdrojů dříve, než je uvolněn do atmosféry. Jsou primárně nasazovány ve vysoce emisních průmyslových zařízeních, jako jsou elektrárny, cementárny, rafinerie a chemické výrobní závody. V těchto prostředích spalování fosilních paliv generuje spalinový plyn – směs různých plynů včetně dusíku, vodní páry a oxidu uhličitého.

Pro zabránění úniku tohoto CO2 do atmosféry se používají specializované separační techniky. Jednou z nejběžnějších metod je chemická absorpce. Při tomto procesu je spalinový plyn veden rozpouštědlem obsahujícím specifické chemické sloučeniny (typicky aminy), které se selektivně vážou na molekuly CO2. Vytvořením těchto dočasných chemických vazeb je CO2 účinně odstraněn z proudu plynu, což umožňuje uvolnění zbývajících neškodných plynů, zatímco koncentrovaný uhlík je zachycen pro transport a skladování.