Hiina esitab oma kliimaalased ambitsioonid

Kui 19. aastal levis üle maailma COVID-2020 pandeemia, mille tulemuseks olid sulgemised ja julge võidujooks esimese vaktsiini loomise nimel, soovis Hiina president Xi Jinping tegeleda teise tohutu teadusliku probleemiga: kliimaga. ÜRO peaassambleele 2020. aasta septembris tehtud üllatusteates teatas ta julgest plaanist viia riik 2060. aastaks üle maailma ühest suurimast kasvuhoonegaaside tekitajast süsinikupuhastusühiskonnale. 

See ambitsioonikas eesmärk oli paljudele riigis šokk, sealhulgas piirkondlike valitsusametnike jaoks, kes alles tegelevad eesmärgi tähenduse ja poliitikaga, mida nad peavad selle saavutamiseks rakendama. Pärast Xi kõnet on aga üle riigi juba tekkinud kümneid süsinikuneutraalsuse instituute. Detsembris 2020 avalikustas Pekingi Atmosfäärifüüsika Instituut oma süsinikuneutraalsuse uurimiskeskuse – esimese omalaadse Hiinas –, mille eesmärk on tugevdada süsinikdioksiidi heitkoguste seiretehnoloogiaid. Silmapaistvad ülikoolid, sealhulgas Tsinghua, Fudan ja Shanghai Jiao Tong, järgisid eeskuju, luues oma instituudid, mille eesmärk on edendada süsinikuneutraalsuse poliitikat. 

Vahepeal tegi Hiina Teaduste Akadeemia (CAS) märtsis ettepaneku tegevuskava kohta, mille eesmärk on seada Hiina kliimamuutustega seotud püüdlustes esirinnas. CAS märkis, et see saavutataks fossiilkütuste puhtama kasutamise ja tuumaenergia ohutuma kasutamise suurendamiseks ning taastuvenergia integreerimisega olemasolevatesse elektrivõrkudesse. Kuid selliste algatuste elluviimine on raske väljakutse. "Hiina süsinikueesmärkide täitmine nõuab põhjalikku, süstemaatilist sotsiaal-majanduslikku revolutsiooni, milles [teadlastel] on suur roll, ühendades jõud valdkondade vahel ja tehes tehnoloogilisi läbimurdeid," ütles CAS-i asepresident Tao Zhang plaani välja kuulutades.

Osa sellest null-võitlusest on Hiina praegune sõltuvus kivisöest. See moodustab umbes 60% riigi elektritootmisest ja selle tugevalt saastava elektritootmise kärpimine on süsinikuvaba ühiskonna võtmeks. See võib nõuda süsiniku kogumise, kasutamise ja säilitamise (CCUS) kiiret rakendamist. See hõlmab dekarboniseerimisseadmete paigaldamist söeelektrijaamade korstnatesse, kus süsinik kogutakse ja muundatakse enne maa alla või merre matmist.

Hiina teadlased on CCUS-tehnoloogiaid uurinud alates 2004. aastast ja on seni ehitanud 35 näidisprojekti, mille keskmine sissepritsevõimsus on 1.7 miljonit tonni süsinikku aastas. Aastaks 2060 on see sissepritsevõimsus prognooside kohaselt umbes 1–3 miljardit tonni. Kuid CCUS-tehnoloogial on potentsiaalsed ohud, sealhulgas ladustamise ja transportimise ajal. Ning Wei Wuhani CAS-i kivimi- ja mullamehaanika instituudist, kes on selles valdkonnas töötanud juba kaks aastakümmet, ütleb, et Hiina on mõnes võtmetähtsusega CCUS-tehnoloogias (nt lekete jälgimine ja riskihindamine) maha jäänud, et vältida väljavoolu. süsinikdioksiidist, mille lahendamise nimel tema meeskond praegu tegeleb. 

Sellise tehnoloogia laialdane rakendamine muudab energia tõenäoliselt kallimaks – vähemalt lühiajalises perspektiivis. Wei sõnul tõusevad söeküttel elektrienergia tootmise kulud 20–30 senti kilovatt-tunni kohta, kui CCUS-i laialdaselt rakendatakse. Kui need tehnoloogiad on aga küpsed, siis loodetakse, et sellised kulud langevad 50%.

Taastuv baas

Mõne jaoks võib olla üllatusena, et Hiina on maailma juhtiv taastuvenergia tootja, kus umbes veerandi nõudlusest katab hüdro-, tuule- ja päikeseenergia. Ometi ei jää Hiina loorberitele puhkama, plaanides oma taastuvenergia sektorit laiendada, rajades oma loodepoolsetesse kõrbepiirkondadesse niinimetatud "rohelisi energiabaase". Riigi eesmärk on saada 2025. aastaks kolmandik oma elektrist taastuvatest energiaallikatest ning kümnendi lõpuks on tuule- ja päikeseenergia kombineeritud võimsus 1200  GW. "Vaade läänest on hämmastus ja mõningane kadedus," ütleb tehnoloogiapoliitika ekspert David Elliott Ühendkuningriigi avatud ülikoolist. 

Kuna taastuvenergia võib olla katkendlik ja ebastabiilne, on suur väljakutse selle integreerimine elektrivõrku. See on ajendanud teadlasi uurima erinevaid energia salvestamise tehnikaid. "Energia salvestamine on taastuvenergia laialdase kasutamise võti, kuna see annab elektrisüsteemile teatud paindlikkuse, mis nõuab jäika reaalajas tasakaalu," märgib Xianfeng Li Daliani CASi Keemilise Füüsika Instituudist. Li on uurinud "voolupatareisid", mis on üks paljutõotavamaid lahendusi statsionaarseks energia salvestamiseks tänu oma suurele energiatihedusele ja madalatele kuludele. Tema meeskond soovib kasutada täiustatud materjale ja disaini, et parandada nende tõhusust ja töökindlust, vähendades samal ajal kommertsialiseerimise ja industrialiseerimise kulusid. "Soovime näha suuremat rahastust energia salvestamise tehnoloogiate arendamiseks, paremini määratletud turumehhanismi sellistele tehnoloogiatele ja toodetele ning tipptasemel innovatsioonikeskust, mis juhiks riigi jõupingutusi energiasalvestusuuringute vallas," lisab Li. 

Mõned teadlased usuvad, et tuumaenergia võiks olla vähese süsinikdioksiidiheitega lahendus selle katkendliku tühimiku täitmiseks. Hiina toodab praegu 55  GW tuumavõimsust 53 tuumaelektrijaamas – umbes 5% riigi elektritootmisest –, kuid neto nulli saavutamiseks võib olla vaja 560. aastaks paigaldada 2050 GW tuumaenergiat. See oleks aga suur väljakutse. ametnikud kutsuvad valitsust üles kiitma heaks vähemalt kuus projekti aastas, et viia 180. aastaks koguvõimsus 2035 GW-ni. 

Selleks jätkab Hiina neljanda põlvkonna tuumareaktoreid. 2021. aasta septembris avati Gobi kõrbe ääres eksperimentaalne reaktor. See kasutab kütusena tooriumi ja peamise jahutusvedelikuna sulasooli, et saavutada suhteliselt ohutu ja odav energia tootmine. Kaks kuud hiljem ühendati idaranniku Shandongi provintsis Shidao lahes elektrivõrku demonstratiivne kõrgtemperatuuriline gaasjahutusega tuumareaktor, mis tähistas maailmas esimest kivikihiga reaktoritehnoloogia kasutamist tuumareaktorites. Mitte igaüks ei arva aga, et tuumaenergia on vastus neto nullile. "Ma tunnen, et see on kallis ja ohtlik kõrvalekalle," märgib Elliott.

Kui Hiina heitkoguste vähendamine kipub keskenduma energiapakkumise poolele, väärib nõudluse pool samaväärset tähelepanu. See hõlmab seda, kuidas veenda rohkem inimesi kasutama elektrisõidukeid ja kuidas integreerida päikesepaneelid elumajadesse. Eelkõige nõuab heitkoguste piiramine riigis, mis paiskab õhku rohkem kasvuhoonegaase kui ükski teine ​​riik, paradigma muutust mitte ainult valitsuses, tööstuses ja akadeemilistes ringkondades, vaid ka igalt kodanikult. 

Hiina on juba seadnud süsinikdioksiidi vähendamise riikliku arengu kvantitatiivseks eesmärgiks – samm, mis nõuab, et riik pööraks selja fossiilkütustele ning keskenduks taastuvenergiale ja võib-olla ka tuumaenergiale – ning lähikümnenditel saab süsinikuneutraalsusest riiklik strateegia. Ja kuigi teadlased püüavad selle eesmärgi saavutamiseks välja töötada paremaid tehnoloogiaid, usub Daizong Liu Maailma Ressursside Instituudi Pekingi kontorist, et Hiina saaks sellega hakkama ilma, et oleks vaja seda teha. "Meie arvutuste kohaselt suudab Hiina vähendada 89% oma heitkogustest lihtsalt olemasolevate tehnoloogiate massilise rakendamisega," lisab Liu. "Terve põlvkond teeb selle saavutamiseks koostööd."