Chinezii au realizat primul transfer de CO2 captat de o navă spre alta, cu un paradox energetic al acestei tehnologii

Navele şi motoarele navale imense au o mare problemă cu emisiile CO2, care sunt generate într-o scară mult mai mare decât cele ale automobilelor sau camioanelor. Iar navele transportatoare de containere sunt de obicei cele mai mari din lume, şi au şi cele mai mari emisii. Într-atât de mari, încât, spre exemplu, toate camioanele electrice Volvo produse în toată istoria companiei suedeze şi tot CO2-ul pe care ele l-au evitat în a-l emite nu pot anula împreună nici măcar emisiile pe jumătate de an a unei singure nave transportatoare de containere dintre cele mai mari din lume. În total, toată industria transporturilor maritime emite aproape 1,1 miliarde de tone anual. E o cifră uriaşă, iar în ultimii ani industria maritimă lucrează la pregătirea folosirii amoniacului verde în propulsia marină şi a metanolului, ca două soluţii ce ar permite zero emisii nete, atât timp cât aceşti combustibil sintetici sunt produşi cu energie regenerabilă. În lume se construiesc deja uzine mari pentru producţia acestor combustibil, iar marii producători de motoare au deja propulsoare navale capabile să opereze şi pe amoniac sau metanol, în timp ce pot opera şi cu gaz LNG sau diesel. Totuşi, în aceeaşi industrie sunt şi o mulţime de voci care spun că trecerea la amoniac verde şi metanol va scumpi transporturile navale, iar o soluţie mult mai ieftină ar fi simpla captare de CO2 de la ţeava navelor. Mulţi constructori şi operatori chinezi se numără în rândul lor, iar de curând tot chinezii au realizat primul transfer de CO2, captat de o navă, spre altă navă, direct în mare. Însă toată tehnologia are un mare paradox energetic, care o face greu de justificat.

Foto: Nava receptoare mică primeşte CO2-ul lichid de pe nava transportatoare de containere mare

Nava care a captat CO2-ul e una transportatoare de containere, numită Ever Top, cu o capacitate imensă de 14.000 TEU. Ea a fost reutilată cu un sistem de captare a CO2-ului direct de la sursă, care a costat doar 10 milioane de dolari, spun chinezii, mai puţin de jumătate decât ar fi costat convertirea navei la funcţionare cu metanol sau amoniac, mai spun aceştia.

Sistemul de captare, elaborat de Institutul de Cercetare a Motoarelor Diesel Maritime din Shanghai, pretinde că poate capta 80% dintre emisiile CO2 ale navei, iar CO2-ul care ajunge capturat în sistemul navei are o puritate de 99%. CO2-ul e lichefiat pentru a ocupa mai puţin volum şi e stocat în rezervoarele de pe nava Ever Top. Lichefierea îi permite CO2-ului să ocupe un volum de peste 500 ori mai mic decât l-ar ocupa în formă gazoasă la presiune atmosferică.

Foto: Huang Yuanyuan, unul din membrii echipei institului chinezi, veniţi să supervizeze transferul de CO2

Logica acestei captări e ca acest CO2 să nu fie emis în atmosferă. Există tehnologii de captare a CO2-ului direct din aer şi transformare a lui în rocă solidă, precum tehnologia elveţiană a celor de la Climeworks. Acea rocă solidă a stocată în adâncuri şi astfel de realizează o reducere a CO2-ului existent în atmosferă. Tehnologia de captare la sursă, însă, e adeseori criticată pentru faptul că ea nu reduce din cantitatea existentă CO2, ci din cea care ar urma să fie emisă, iar captarea ei la sursă ar stimula, de fapt, tehnologiile vechi, ce presupun extracţii de hidrocarburi din pământ. Altfel spus, dacă această navă chinezească captează acest CO2 la ţeavă, e bine că se evită emanarea lui în atmosferă, dar acest CO2 provine din diesel extras din pământ, folosit în combustia navei prin motoare mari diesel, în doi timpi. Acest CO2 lichefiat, stocat pe navă, ar urma să fie astfel transferat apoi pe ţărm când nava e în port, sau periodic către alte nave din larg, pentru a fi folosit în alte scopuri industriale, în care e oricum nevoie de CO2, spun chinezii. Ei mai declară că în industrie există o mare nevoie de CO2 lichid, care poate fi vândut. Există şi aici o problemă, că folosirea industrială a CO2-ului poate fi o utilizare comodă şi avantajoasă economic, dar în final oricum acel CO2 ajunge emanat în atmosferă, de obicei. Dar nu ăsta e paradoxul energetic de care vorbeam în titlu, deşi merită şi el un asemenea statut.

În operaţiunea care a avut loc acum pentru prima dată în lume în apele de lângă Shanghai nava Ever Top a transferat 25,44 tone de CO2 lichefiat către nava specializată Dejin 26, pregătită pentru asemenea operaţiuni. După asta, nava Dejin 26 a transferat acest CO2 către cisterna unui camion în Zhoushan. Operaţiunea a avut loc cu succes, fără scurgeri de CO2, şi fără a fi folosită infrastructura portuară la transferul CO2-ului lichid dintre cele două nave, doar conectoarele dintre ele şi echipamentul lor.

Ei bine, dacă nu intrăm în esenţa cifrelor şi ne oprim aici cu analiza, atunci totul pare o demonstraţie frumoasă a unei tehnologii promiţătoare de viitor, care permite ca asemenea nave imense să navigheze în continuare pe oceanele planetei, şi iată că ar putea să nu mai emită deloc CO2 şi să rezolve toate problemele cu o soluţie chinezească simplă şi ieftină. Dar noi nu tratăm doar superficial asemenea subiecte, şi vrem să intrăm în profunzimea cifrelor. Şi acolo se ascunde paradoxul.

În primul rând, începem cu întrebarea evidentă: de ce ar fi nevoie de transferul de CO2 lichid de pe o navă pe alta şi de ce nava cea mare nu şi-ar descărca acest CO2 acumulat în port, atunci când ajunge după o călătorie lungă? Răspunsul e foarte curios: pentru că nava ar avea dificultăţi în a stoca atât de mult CO2, cât emite ea într-o călătorie lungă.

Cele 25,44 tone de CO2, transferate acum, nu reprezintă capacitatea maximă de stocare, spun chinezii, dar nici nu menţionează cu exactitate care ar fi ea. Spun doar că navele specializate mai mici de recepţionare de CO2 ar putea capta echivalentul a o duzină de camioane cu cisternă, iar cele mai mari — echivalentul a sute de camioane. Însă nu se menţionează nimic despre capacitatea de stocare a navei transportatoare de containere.

Foto: Nava receptoare de CO2 din acest transfer

Problema e că cele 25,44 tone de CO2 transferate acum, reprezintă emisiile generate de motoarele diesel în doi timpi ale navei Ever Top într-o oră de funcţionare, maxim 1 oră şi 20 minute, în funcţie de încărcare şi condiţii de navigat.

Foto: O parte din sistemul de captare de CO2 de la bordul navei

Şi mai interesant e să aflăm câtă energie e necesară pentru a lichefia această cantitate de CO2, or, CO2-ul are nevoie de -78,5 grade Celsius pentru a deveni lichid sau e nevoie de presiune mult mai mare, pentru a putea lichefia CO2-ul la temperaturi mai mari. Procedurile curente de lichefiere presupun o combinaţie dintre sisteme de refrigerare până spre -20 şi presurizare până la 15-25 bari, iar ca să se lichefieze 25,44 tone de CO2 e nevoie de o cantitate uriaşă de energie pentru aceste operaţiuni — circa 12,5 MWh.

Această electricitate poate fi asigurată de motoarele diesel de pe navă, doar că acest consum energetic în plus înseamnă sarcină sporită pentru motoare şi, pentru ca acestea să producă 12,5 MWh de electricitate, ele ar trebui să consume circa 2,66 tone de diesel în plus. Arderea acestei cantităţi suplimentare de diesel duce la emisii suplimentare de CO2, de 8,37 tone. Deci aici e primul paradox, pentru a captura 25,44 tone de CO2, se generează 8,37 tone de emisii în plus, ceea ce înseamnă că beneficiul net ar fi deja 17,1 tone de CO2.

Pe lângă asta, menţinerea acelor 25,44 tone de CO2 stocat în stare lichidă necesită energie permanentă pentru refrigerare, circa 1 MWh/zi, deci încă 0,21 tone de diesel consumat în plus pe zi şi încă 0,66 tone de CO2 emis suplimentar pe zi. Şi aici nu luăm în ecuaţie energia necesară transferului de pe o navă pe alta sau emisiile generate de acea navă receptoare care vine în larg.

E suficient să calculăm cât durează o călătorie din Shanghai spre un port mediteraneean a acestei nave, de circa 25-30 zile, şi care ar fi ecuaţia energetică în acest caz. Această navă consumă cam 150-200 tone de diesel pe zi, ceea ce la o medie ar însemna 472 tone de CO2 emise pe zi pentru propulsie. La 80% de CO2 capturat de acest sistem, nava ar reuşi să capteze 11.328 tone de CO2 într-o singură călătorie. În primul rând, ar avea nevoie de rezervoare uriaşe, care ar lăsa-o fără circa 3-5% din spaţiu său actual de încărcare, destinat containerelor, de asta chinezii testează transferul de CO2 în larg, ca să nu ocupe atât de mult spaţiu de stocare pe navă.

Dar, dacă ea ar putea stoca totul în propriile rezervoare, cele 11.328 tone de CO2 lichid capturate într-o călătorie din China spre Europa ar necesita circa 5.573 MWh de energie pentru a fi lichefiate, deci 5,57 GWh! Pe lângă asta, adunarea cumulativă de CO2 lichid şi cantitatea progresiv tot mai mare de energie necesară păstrării acestuia în formă lichidă va mai genera un consum de energie de 1.252 MWh în cele 30 zile. Deci avem 6.825 MWh de energie adiţională necesară pentru acest proces de lichefiere a CO2-ului.

Motoarele navale produc circa 4,64 MWh de electricitate din 1 tonă de diesel. Prin urmare, pentru cei 6.825 MWh adiţionali necesari, va fi nevoie să se consume adiţional circa 1.470 tone de diesel. La combustia unei tone de diesel marin se emit 3,15 tone de CO2, deci asta va însemna generarea suplimentară de 4.630 tone de CO2 din cauza acestui sistem, pentru a capta 11.328 tone de CO2. Se generează 40% de emisii noi faţă de cele captate, la asemenea cantităţi. Şi cele 4.630 tone nu vor dispărea undeva — ele vor fi vândute în scopuri industriale şi vor ajunge în final tot în atmosferă. Deci, captarea de CO2 după acest principiu doar aparent captează emisii, însă ajunge să genereze emisii enorme în plus, de fapt.

Desigur, chinezii nu testează în zadar transferul de pe o navă pe alta. În acest fel se pot face rezervoare mai mici pe nava primară, şi dacă se transferă mai repede CO2-ul pe altă navă, atunci nu se cheltuie atât de multă energie suplimentară pe nava iniţială ca să menţină acel CO2 lichid. Astfel, ea va raporta beneficii nete mai mare. Însă acel CO2 oricum trebuie păstrat lichid, chiar şi pe nava specializată. Şi ea va cheltui acea energie în plus, suma finală fiind echivalentă.

Deci se ajunge un paradox energetic în care se cheltuie cantităţi uriaşe de energie adiţională şi se generează emisii imense pentru a face o captare care sună frumos doar până ne aprofundăm în cifre şi calcule. Din păcate, beneficiul pentru mediu aici e minim, ba chiar există riscuri de a genera emisii sporite prin aceste metode, în comparaţie cu trecerea la combustibili sintetici, produşi cu adevărat cu zero CO2, pe bază de energie regenerabilă.