Mire elég, ha ki sem engedjük a légkörbe, vagy kiszívjuk a levegőből a felmelegedést okozó gázokat?

(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.

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*

. 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.

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.