Forskere i Kina kjemper for å støtte regjeringens plan om å nå "netto null" karbonutslipp innen 2060, som Ling Xin oppdager
Da COVID-19-pandemien herjet over hele verden i 2020, som resulterte i nedstengninger og et dristig kappløp for å lage den første vaksinen, var Kinas president Xi Jinping opptatt av å takle et annet stort vitenskapelig problem: klimaet. I en overraskende kunngjøring til FNs generalforsamling i september 2020 kunngjorde han en dristig plan for å omstille landet fra en av verdens største klimagassutslippere til et "netto null" karbonsamfunn innen 2060.
Det ambisiøse målet kom som et sjokk for mange i landet, inkludert regionale myndighetspersoner som fortsatt behandler hva målet betyr og hvilken politikk de må vedta for å nå det. Siden Xis tale har imidlertid dusinvis av karbonnøytralitetsinstitutter over hele landet allerede dukket opp. I desember 2020 avduket Institute of Atmospheric Physics i Beijing sitt forskningssenter for karbonnøytralitet – det første i sitt slag i Kina – som har som mål å styrke overvåkingsteknologier for karbonutslipp. Fremtredende universiteter inkludert Tsinghua, Fudan og Shanghai Jiao Tong fulgte etter og opprettet sine egne institutter som tar sikte på å fremme karbonnøytralitetspolitikk.
I mars foreslo det kinesiske vitenskapsakademiet (CAS) en handlingsplan for å sette Kina i forkant av klimaendringer. Dette vil oppnås, bemerket CAS, ved å utvikle teknologier for å øke renere bruk av fossilt brensel og sikrere kjernekraft, samt integrering av fornybar energi i eksisterende kraftnett. Men å gjennomføre slike initiativ representerer en tøff utfordring. "Å møte Kinas karbonmål krever en dyp, systematisk sosioøkonomisk revolusjon, der [vitenskapsmenn] har en viktig rolle å spille ved å slå seg sammen på tvers av fagområder og gjøre teknologiske gjennombrudd," sa CAS visepresident Tao Zhang da han kunngjorde planen.
En del av den netto-nullkampen er Kinas nåværende avhengighet av kull. Den utgjør rundt 60 % av landets elektrisitetsproduksjon, og å kutte ned på denne sterkt forurensende typen kraftproduksjon vil være nøkkelen til et samfunn uten karbon. Det kan godt kreve rask implementering av karbonfangst, bruk og lagring (CCUS). Dette innebærer å installere avkarboniseringsanlegg i skorsteinene til kullkraftverk der karbon samles opp og omdannes før det graves ned under jorden eller til sjøs.
Forskere i Kina har studert CCUS-teknologier siden 2004 og har så langt bygget 35 demonstrasjonsprosjekter som har en total gjennomsnittlig injeksjonskapasitet på 1.7 millioner tonn karbon per år. Innen 2060 er injeksjonskapasiteten anslått å være rundt 1–3 milliarder tonn. Likevel har CCUS-teknologier potensielle risikoer, inkludert under lagring og transport. Ning Wei fra CAS Institute of Rock and Soil Mechanics i Wuhan, som har jobbet med dette feltet i rundt to tiår, sier at Kina henger etter i noen viktige CCUS-teknologier som overvåking og risikovurdering av lekkasjer for å forhindre utstrømning av karbondioksid, som teamet hans nå jobber med å ta tak i.
Den brede implementeringen av slik teknologi vil sannsynligvis gjøre energi dyrere – i hvert fall på kort sikt. Wei sier at kostnadene for kullkraftproduksjon forventes å stige med 20–30 cent per kilowattime dersom CCUS implementeres bredt. Men når disse teknologiene har modnet, er det håp om at slike kostnader vil falle med 50 %.
Fornybar base
Det kan komme som en overraskelse for noen at Kina er verdens ledende produsent av fornybar energi, med rundt en fjerdedel av etterspørselen dekket av vann-, vind- og solenergi. Men Kina hviler ikke på laurbærene, med planer om å utvide sin fornybare sektor ved å bygge såkalte "grønne energibaser" i sine nordvestlige ørkenregioner. Landet har som mål å ha en tredjedel av sin elektrisitet fra fornybar innen 2025, med en kombinert vind- og solkapasitet på 1200 GW innen slutten av tiåret. "Utsikten fra vest er en forbauselse - og en viss misunnelse," sier teknologipolitisk ekspert David Elliott fra Open University i Storbritannia.
Siden fornybar energi kan være intermitterende og ustabil, er en stor utfordring å integrere den i strømnettet. Dette har fått forskere til å undersøke ulike energilagringsteknikker. "Energilagring er nøkkelen til bred anvendelse av fornybar energi fordi det gir en viss grad av fleksibilitet til kraftsystemet som krever stiv sanntidsbalanse," bemerker Xianfeng Li fra CAS Institute of Chemical Physics i Dalian. Li har studert "flow-batterier", en av de mest lovende løsningene for stasjonær energilagring takket være dens høye energitetthet og lave kostnader. Teamet hans ønsker å bruke avanserte materialer og design for å forbedre effektiviteten og påliteligheten samtidig som kostnadene ved kommersialisering og industrialisering reduseres. "Vi ønsker å se sterkere finansiering for utvikling av energilagringsteknologier, en bedre definert markedsmekanisme for slike teknologier og produkter, og et innovasjonssenter på toppnivå for å lede landets innsats innen energilagringsforskning," legger Li til.
Noen forskere mener at kjernekraft kan være et lavkarbonalternativ for å fylle det intermitterende gapet. Kina produserer i dag 55 GW kjernekraftkapasitet fordelt på 53 atomkraftverk – omtrent 5 % av landets elektrisitetsproduksjon – men for å oppnå netto null kan det kreves installering av 560 GW kjernekraft innen 2050. Det ville imidlertid vært en stor utfordring med tjenestemenn som oppfordrer regjeringen til å godkjenne minst seks prosjekter i året for å bringe den totale kapasiteten opp til 180 GW innen 2035.
For å gjøre det presser Kina på med fjerdegenerasjons atomreaktorer. I september 2021 åpnet en eksperimentell reaktor i utkanten av Gobi-ørkenen. Den bruker thorium som drivstoff og smeltede salter som primær kjølevæske for å oppnå relativt sikker og billig energiproduksjon. To måneder senere ble en demonstrativ høytemperatur gasskjølt atomreaktor koblet til strømnettet i Shidao Bay, i den østlige kystprovinsen Shandong, som markerte verdens første bruk av rullesteinsreaktorteknologi i atomreaktorer. Ikke alle tror imidlertid atomkraft er svaret på netto null. "Jeg føler det er en dyr, farlig avledning," bemerker Elliott.
Kinas energiplaner
Mens Kinas utslippsreduksjon har en tendens til å fokusere på energiforsyningssiden, fortjener etterspørselssiden like mye oppmerksomhet. Dette inkluderer hvordan man kan overtale flere til å bruke elektriske kjøretøy og hvordan man integrerer solcellepaneler i boligbygg. Fremfor alt, for et land som slipper ut mer klimagasser enn noen annen nasjon, krever bekjempelse av utslipp et paradigmeskifte ikke bare i myndigheter, industri og akademia, men også fra alle innbyggere.
Kina har allerede gjort karbonreduksjon til et kvantitativt mål for nasjonal utvikling – et grep som vil kreve at landet vender ryggen til fossilt brensel og fokuserer på fornybar energi og muligens kjernekraft – og i de kommende tiårene vil karbonnøytralitet bli en nasjonal strategi. Og mens forskere søker å utvikle bedre teknologier for å nå dette målet, mener Daizong Liu fra World Resources Institutes Beijing-kontor at Kina kunne klare det uten å måtte gjøre det. "I følge vår beregning vil Kina være i stand til å redusere 89% av sine utslipp bare ved massiv bruk av eksisterende teknologi," legger Liu til. "En hel generasjon vil jobbe sammen for å oppnå det."
