Kitajska postavlja svoje podnebne ambicije

Ko je leta 19 po svetu divjala pandemija COVID-2020, ki je povzročila zapore in pogumno tekmo za ustvarjanje prvega cepiva, se je kitajski predsednik Xi Jinping želel lotiti še enega velikega znanstvenega vprašanja: podnebja. V presenetljivi izjavi za generalno skupščino ZN septembra 2020 je napovedal drzen načrt za prehod države iz enega največjih onesnaževalcev toplogrednih plinov na svetu v družbo »neto nič« ogljika do leta 2060. 

Ta ambiciozen cilj je bil šok za mnoge v državi, vključno z regionalnimi vladnimi uradniki, ki še vedno obravnavajo, kaj cilj pomeni in kakšne politike morajo sprejeti, da ga dosežejo. Od Xijevega govora pa je po vsej državi že nastalo na desetine inštitutov za ogljično nevtralnost. Decembra 2020 je Inštitut za atmosfersko fiziko v Pekingu predstavil svoj raziskovalni center za ogljično nevtralnost – prvi te vrste na Kitajskem – katerega namen je okrepiti tehnologije spremljanja emisij ogljika. Ugledne univerze, vključno s Tsinghua, Fudan in Shanghai Jiao Tong, so sledile zgledu in ustanovile lastne inštitute, namenjene spodbujanju politik ogljične nevtralnosti. 

Marca je kitajska akademija znanosti (CAS) medtem predlagala akcijski načrt, s katerim bi Kitajsko postavili v ospredje prizadevanj za podnebne spremembe. CAS je opozoril, da bi to dosegli z razvojem tehnologij za spodbujanje čistejše uporabe fosilnih goriv in varnejše jedrske energije, pa tudi z integracijo obnovljive energije v obstoječa električna omrežja. Toda izvajanje takšnih pobud predstavlja težak izziv. »Izpolnjevanje kitajskih ciljev glede ogljika zahteva temeljito, sistematično družbeno-ekonomsko revolucijo, v kateri imajo [znanstveniki] pomembno vlogo z združevanjem moči med disciplinami in tehnološkimi preboji,« je dejal podpredsednik CAS Tao Zhang ob objavi načrta.

Del tega boja za neto ničlo je trenutna odvisnost Kitajske od premoga. Predstavlja približno 60 % proizvodnje električne energije v državi in ​​zmanjševanje te vrste proizvodnje električne energije, ki močno onesnažuje okolje, bo ključnega pomena za družbo z ničelnim neto ogljikom. To bo morda zahtevalo hitro izvajanje zajemanja, uporabe in shranjevanja ogljika (CCUS). To vključuje namestitev naprav za dekarbonizacijo v dimnike elektrarn na premog, kjer se ogljik zbira in preoblikuje, preden se zakoplje pod zemljo ali v morje.

Znanstveniki na Kitajskem preučujejo tehnologije CCUS od leta 2004 in so doslej zgradili 35 demonstracijskih projektov s skupno povprečno zmogljivostjo vbrizgavanja 1.7 milijona ton ogljika na leto. Do leta 2060 naj bi bila zmogljivost vbrizgavanja približno 1–3 milijarde ton. Kljub temu imajo tehnologije CCUS možna tveganja, tudi med shranjevanjem in transportom. Ning Wei z inštituta CAS za mehaniko kamnin in tal v Wuhanu, ki na tem področju dela že približno dve desetletji, pravi, da Kitajska zaostaja pri nekaterih ključnih tehnologijah CCUS, kot sta spremljanje in ocena tveganja uhajanja za preprečevanje izliva. ogljikovega dioksida, s čimer se zdaj ukvarja njegova ekipa. 

Široka uporaba takšne tehnologije bo verjetno podražila energijo – vsaj kratkoročno. Wei pravi, da naj bi se stroški za proizvodnjo električne energije na premog povečali za 20–30 centov na kilovatno uro, če se CCUS široko izvaja. Ko pa bodo te tehnologije dozorele, upamo, da se bodo ti stroški znižali za 50 %.

Obnovljiva osnova

Nekatere bo morda presenetilo, da je Kitajska vodilna svetovna proizvajalka obnovljive energije, saj približno četrtino povpraševanja pokriva vodna, vetrna in sončna energija. Kljub temu Kitajska ne spi na lovorikah, saj namerava razširiti svoj sektor obnovljivih virov energije z gradnjo tako imenovanih »zelenih energetskih baz« v svojih severozahodnih puščavskih regijah. Država želi do leta 2025 pridobiti tretjino svoje električne energije iz obnovljivih virov, s skupno vetrno in sončno zmogljivostjo 1200 GW do konca desetletja. »Pogled z zahoda je začudenje – in nekaj zavisti,« pravi strokovnjak za tehnološko politiko David Elliott z Open University v Združenem kraljestvu. 

Ker je obnovljiva energija lahko občasna in nestabilna, je velik izziv njena vključitev v električno omrežje. To je raziskovalce spodbudilo k preučevanju različnih tehnik shranjevanja energije. "Shranjevanje energije je ključnega pomena za široko uporabo obnovljive energije, saj daje določeno stopnjo prilagodljivosti elektroenergetskemu sistemu, ki zahteva togo ravnotežje v realnem času," ugotavlja Xianfeng Li iz Inštituta za kemijsko fiziko CAS v Dalianu. Li je preučeval "pretočne baterije", eno najbolj obetavnih rešitev za stacionarno shranjevanje energije zaradi visoke energijske gostote in nizkih stroškov. Njegova ekipa si prizadeva za uporabo naprednih materialov in oblikovanja za izboljšanje njihove učinkovitosti in zanesljivosti, hkrati pa znižati stroške komercializacije in industrializacije. "Radi bi videli več sredstev za razvoj tehnologij za shranjevanje energije, bolje definiran tržni mehanizem za take tehnologije in izdelke ter center za inovacije na najvišji ravni, ki bi vodil prizadevanja države pri raziskavah o shranjevanju energije," dodaja Li. 

Nekateri raziskovalci verjamejo, da bi jedrska energija lahko bila nizkoogljična možnost za zapolnitev te prekinitvene vrzeli. Kitajska trenutno proizvede 55 GW jedrske energije v 53 jedrskih elektrarnah – približno 5 % proizvodnje električne energije v državi –, vendar bi pomoč pri doseganju neto ničelne energije lahko zahtevala namestitev 560 GW jedrske energije do leta 2050. Vendar bi bil to velik izziv z uradniki pozivajo vlado, naj odobri vsaj šest projektov na leto, da se skupna zmogljivost do leta 180 poveča na 2035 GW. 

Da bi to dosegla, Kitajska napreduje z jedrskimi reaktorji četrte generacije. Septembra 2021 so na obrobju puščave Gobi odprli poskusni reaktor. Uporablja torij kot gorivo in staljene soli kot primarno hladilno sredstvo za doseganje relativno varne in poceni proizvodnje energije. Dva meseca kasneje je bil demonstracijski visokotemperaturni plinsko hlajeni jedrski reaktor priključen na električno omrežje v zalivu Shidao v vzhodni obalni provinci Shandong, kar je pomenilo prvo uporabo tehnologije reaktorjev s prodnato plastjo v jedrskih reaktorjih na svetu. Vendar vsi ne mislijo, da je jedrska energija odgovor na neto nič. "Čutim, da je to draga in nevarna preusmeritev," ugotavlja Elliott.

Medtem ko se zmanjšanje emisij na Kitajskem osredotoča na oskrbo z energijo, si povpraševanje zasluži enako pozornost. To vključuje, kako prepričati več ljudi v uporabo električnih vozil in kako integrirati sončne celice v stanovanjske zgradbe. Predvsem pa za državo, ki izpusti več toplogrednih plinov kot katera koli druga država, zajezitev emisij zahteva spremembo paradigme ne le v vladi, industriji in akademskih krogih, temveč tudi pri vseh državljanih. 

Kitajska je zmanjšanje ogljika že določila za kvantitativni cilj nacionalnega razvoja – poteza, ki bo od države zahtevala, da obrne hrbet fosilnim gorivom in se osredotoči na obnovljivo energijo in morda jedrsko energijo – in v prihodnjih desetletjih bo ogljična nevtralnost postala nacionalna strategija. In medtem ko si znanstveniki prizadevajo razviti boljše tehnologije za dosego tega cilja, Daizong Liu iz pekinškega urada Svetovnega inštituta za vire verjame, da bi Kitajska to lahko obvladala, ne da bi ji bilo treba. »Po našem izračunu bo Kitajska lahko zmanjšala 89 % svojih emisij zgolj z množično uporabo obstoječih tehnologij,« dodaja Liu. "Celotna generacija bo sodelovala, da bi to dosegla."