Kiinan tutkijat pyrkivät tukemaan hallituksen suunnitelmaa saavuttaa hiilidioksidipäästöjen nettonolla vuoteen 2060 mennessä. Ling Xin huomaa
Kun COVID-19-pandemia riehui ympäri maailmaa vuonna 2020, mikä johti rajoituksiin ja rohkeaan kilpailuun ensimmäisen rokotteen luomiseksi, Kiinan presidentti Xi Jinping halusi puuttua toiseen valtavaan tieteelliseen kysymykseen: ilmastoon. YK:n yleiskokoukselle syyskuussa 2020 antamassaan yllätysilmoituksessa hän ilmoitti rohkeasta suunnitelmasta muuttaa maa yhdestä maailman suurimmista kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttajista "nollahiiliyhteiskuntaan" vuoteen 2060 mennessä.
Tämä kunnianhimoinen tavoite oli shokki monille maassa, mukaan lukien aluehallinnon virkamiehille, jotka edelleen käsittelevät, mitä tavoite tarkoittaa ja mitä politiikkaa heidän on omaksuttava saavuttaakseen sen. Xin puheen jälkeen on kuitenkin jo syntynyt kymmeniä hiilineutraaliuden instituutteja eri puolilla maata. Joulukuussa 2020 Pekingin ilmakehän fysiikan instituutti julkisti hiilineutraaliuden tutkimuskeskuksensa – ensimmäisen laatuaan Kiinassa –, jonka tavoitteena on vahvistaa hiilidioksidipäästöjen seurantatekniikoita. Tunnetut yliopistot, kuten Tsinghua, Fudan ja Shanghai Jiao Tong, seurasivat esimerkkiä ja perustivat omia instituutioitaan, joiden tarkoituksena on edistää hiilineutraaliuspolitiikkaa.
Maaliskuussa Kiinan tiedeakatemia (CAS) ehdotti puolestaan toimintasuunnitelmaa Kiinan nostamiseksi ilmastonmuutospyrkimysten eturintamassa. Tämä saavutettaisiin, CAS totesi, kehittämällä teknologioita, joilla edistetään fossiilisten polttoaineiden puhtaampaa käyttöä ja turvallisempaa ydinenergiaa sekä uusiutuvan energian integrointia olemassa oleviin sähköverkkoihin. Mutta tällaisten aloitteiden toteuttaminen on kova haaste. "Kiinan hiilidioksiditavoitteiden saavuttaminen edellyttää syvällistä, järjestelmällistä sosioekonomista vallankumousta, jossa [tutkijoilla] on tärkeä rooli yhdistämällä voimansa eri tieteenaloilla ja tekemällä teknologisia läpimurtoja", sanoi CAS:n varapresidentti Tao Zhang suunnitelmasta julkistaessaan.
Osa tästä nettonolla-taistelusta on Kiinan nykyinen riippuvuus hiilestä. Se muodostaa noin 60 prosenttia maan sähköntuotannosta, ja tämän voimakkaasti saastuttavan sähköntuotannon vähentäminen on avainasemassa hiilidioksidipäästöttömässä yhteiskunnassa. Tämä saattaa hyvinkin edellyttää hiilidioksidin talteenoton, käytön ja varastoinnin (CCUS) nopeaa käyttöönottoa. Tämä tarkoittaa hiilivoimaloiden savupiippujen hiilenpoistolaitteistojen asentamista, joissa hiili kerätään ja muunnetaan ennen kuin se haudataan maan alle tai mereen.
Kiinalaiset tutkijat ovat tutkineet CCUS-teknologioita vuodesta 2004 lähtien ja ovat rakentaneet tähän mennessä 35 demonstraatioprojektia, joiden keskimääräinen ruiskutuskapasiteetti on 1.7 miljoonaa tonnia hiiltä vuodessa. Vuoteen 2060 mennessä ruiskutuskapasiteetin ennustetaan olevan noin 1–3 miljardia tonnia. Silti CCUS-tekniikoilla on mahdollisia riskejä myös varastoinnin ja kuljetuksen aikana. Ning Wei Wuhanin CAS Institute of Rock and Soil Mechanicsista, joka on työskennellyt tällä alalla noin kaksi vuosikymmentä, sanoo, että Kiina on jäljessä joissakin keskeisissä CCUS-tekniikoissa, kuten vuotojen seurannassa ja riskinarvioinnissa vuotojen estämiseksi. hiilidioksidipäästöjä, joihin hänen tiiminsä työskentelee nyt.
Tällaisen teknologian laaja käyttöönotto tulee todennäköisesti kalliittamaan energiaa – ainakin lyhyellä aikavälillä. Wei sanoo, että hiilivoimantuotannon kustannusten odotetaan nousevan 20–30 senttiä kilowattitunnilta, jos CCUS otetaan laajalti käyttöön. Kun nämä tekniikat ovat kuitenkin kypsyneet, niiden kustannusten odotetaan laskevan 50 prosenttia.
Uusiutuva pohja
Joillekin saattaa tulla yllätyksenä, että Kiina on maailman johtava uusiutuvan energian tuottaja, ja noin neljänneksen kysynnästä katetaan vesi-, tuuli- ja aurinkoenergialla. Kiina ei kuitenkaan lepää laakereillaan, sillä se aikoo laajentaa uusiutuvaa sektoriaan rakentamalla niin sanottuja "vihreitä energiatukikohtia" luoteisille autiomaa-alueilleen. Maan tavoitteena on saada kolmasosa sähköstään uusiutuvista energialähteistä vuoteen 2025 mennessä, ja tuuli- ja aurinkoenergian yhteiskapasiteetti on 1200 GW vuosikymmenen loppuun mennessä. "Näkymä lännestä on hämmästyttävä – ja jonkin verran kateus", sanoo teknologiapolitiikan asiantuntija David Elliott Open Universitystä Iso-Britanniasta.
Koska uusiutuva energia voi olla ajoittaista ja epävakaata, suuri haaste on sen liittäminen sähköverkkoon. Tämä on saanut tutkijat tutkimaan erilaisia energian varastointitekniikoita. "Energian varastointi on avainasemassa uusiutuvan energian laajassa soveltamisessa, koska se antaa tietyn tason joustavuutta voimajärjestelmälle, joka vaatii jäykkää reaaliaikaista tasapainoa", toteaa Xianfeng Li Dalianin CAS:n kemiallisen fysiikan instituutista. Li on tutkinut "virtausakkuja", jotka ovat yksi lupaavimpia ratkaisuja kiinteään energian varastointiin korkean energiatiheyden ja alhaisten kustannusten ansiosta. Hänen tiiminsä pyrkii käyttämään kehittyneitä materiaaleja ja suunnittelua parantaakseen niiden tehokkuutta ja luotettavuutta ja alentaakseen kaupallistamisen ja teollistumisen kustannuksia. "Haluamme voimakkaampaa rahoitusta energian varastointitekniikoiden kehittämiseen, paremmin määritellyn markkinamekanismin tällaisille teknologioille ja tuotteille sekä huipputason innovaatiokeskuksen johtamaan maan energian varastointitutkimuksen ponnisteluja", Li lisää.
Jotkut tutkijat uskovat, että ydinvoima voisi olla vähähiilinen vaihtoehto tämän ajoittaisen aukon täyttämiseksi. Kiina tuottaa tällä hetkellä 55 GW ydinkapasiteettia 53 ydinvoimalassa – noin 5 % maan sähköntuotannosta – mutta nettonollan saavuttaminen voi edellyttää 560 GW:n ydinvoiman asentamista vuoteen 2050 mennessä. Se olisi kuitenkin valtava haaste. Viranomaiset vaativat hallitusta hyväksymään vähintään kuusi hanketta vuodessa kokonaiskapasiteetin nostamiseksi 180 GW:iin vuoteen 2035 mennessä.
Tätä varten Kiina ajaa eteenpäin neljännen sukupolven ydinreaktoreilla. Syyskuussa 2021 Gobin aavikon laitamilla avattiin kokeellinen reaktori. Se käyttää toriumia polttoaineena ja sulaa suolaa ensisijaisena jäähdytysnesteenä suhteellisen turvallisen ja halvan energiantuotannon saavuttamiseksi. Kaksi kuukautta myöhemmin demonstratiivinen korkean lämpötilan kaasujäähdytteinen ydinreaktori liitettiin sähköverkkoon Shidao Bayssa, itärannikolla Shandongin maakunnassa, mikä merkitsi maailman ensimmäistä kivipetireaktoriteknologian käyttöä ydinreaktoreissa. Kaikki eivät kuitenkaan ajattele, että ydinvoima on vastaus nettonollaan. "Minusta se on kallis, vaarallinen harhautus", Elliott toteaa.
Kiinan energiasuunnitelmat
Vaikka Kiinan päästöjen vähentämisessä on taipumus keskittyä energian tarjontapuolelle, kysyntäpuoli ansaitsee yhtä paljon huomiota. Tämä sisältää kuinka saada enemmän ihmisiä käyttämään sähköajoneuvoja ja kuinka integroida aurinkopaneeleja asuinrakennuksiin. Ennen kaikkea maassa, joka tuottaa enemmän kasvihuonekaasuja kuin mikään muu kansa, päästöjen hillitseminen vaatii paradigman muutosta paitsi hallitukselta, teollisuudesta ja akateemisesta ympäristöstä, vaan myös kaikilta kansalaisilta.
Kiina on jo asettanut hiilidioksidipäästöjen vähentämisestä kansallisen kehityksen määrällisen tavoitteen – askel, joka vaatii maan kääntämään selkänsä fossiilisille polttoaineille ja keskittymään uusiutuvaan energiaan ja mahdollisesti ydinvoimaan – ja tulevina vuosikymmeninä hiilineutraaliudesta tulee kansallinen strategia. Ja vaikka tutkijat pyrkivät kehittämään parempia teknologioita tämän tavoitteen saavuttamiseksi, Daizong Liu World Resources Instituten Pekingin toimistosta uskoo, että Kiina voisi hallita sitä ilman tarvetta. "Laskelmamme mukaan Kiina pystyy vähentämään 89 prosenttia päästöistään pelkästään olemassa olevien teknologioiden massiivisella soveltamisella", Liu lisää. "Koko sukupolvi työskentelee yhdessä saavuttaakseen sen."
