Streszczenie: Zielone technologie stanowią obiecującą odpowiedź na kryzys klimatyczny, jednak ich wdrażanie wiąże się z licznymi wyzwaniami. Główne problemy to nadmierna eksploatacja surowców naturalnych, w tym metali ziem rzadkich, które są niezbędne do produkcji nowych technologii. Choć innowacyjne rozwiązania mogą przyczynić się do poprawy stanu środowiska, ich wprowadzenie wiąże się z ryzykiem wzrostu emisji CO2 i powstawania toksycznych odpadów. Istnieje też obawa, że koncentracja wydobycia tych metali w rękach jednego państwa, jak w przypadku Chin, może prowadzić do destabilizacji geopolitycznej. Transformacja energetyczna wymaga zatem głębszej analizy i uwzględnienia długofalowych konsekwencji ekologicznych i społecznych.
Aby zmierzyć się z problemem katastrofy klimatycznej, nie należy stosować schematów myślowych, które – jak by nie patrzeć – do niego doprowadziły. To spore wyzwanie dla innowatorów i naukowców próbujących za pomocą nowych technologii choć trochę ulżyć naszej planecie. Należy mieć nadzieję, że nie jest to zadanie niewykonalne.
ZIELONA TECHNOLOGIA koncentruje się na wykorzystaniu nowych metod naukowych i narzędzi tak, by jej stosowanie nie obciążało naszego środowiska. Mowa nie tylko o wprowadzaniu nowych rozwiązań, ale także doskonaleniu tych istniejących. Wszystko po to, aby móc chronić zasoby naturalne ciągle jeszcze dostępne na naszej planecie, które według wielu ekspertów są obecnie zbytnio eksploatowane lub zanieczyszczane.
Istotność problematyki ekologicznej jest widoczna w dyskusjach dotyczących niemal każdego aspektu naszego życia społecznego. Wiele osób interesuje się tą tematyką i wykazuje postawy proekologiczne. Jak pokazują wyniki raportu Toward a More Cohesive World. A global study of public opinion Światowego Forum Ekonomicznego, zrealizowanego wspólnie z SAP i Qualtrics, aż 85% ankietowanych (w badaniu brało udział 10,5 tys. respondentów z 30 państw) uważa, że przeciwdziałanie negatywnym zmianom klimatu to kwestia niezwykle ważna. Co ciekawe, w opracowaniu znajdujemy również informację o tym, że aż 97% pytanych uważa, że to biznes powinien wziąć odpowiedzialność za przeciwdziałanie zmianom klimatu. Większość z nich (51% ankietowanych) sądzi również, że pozytywny wpływ na przeciwdziałanie degradacji środowiska mogą mieć innowacyjne rozwiązania technologiczne. Stosowane zarówno przez firmy, jak i osoby prywatne. Czy mają rację?
Problematyczny „nowy zielony ład”
Kto chce lepiej zrozumieć trwający obecnie globalny proces transformacji energetycznej i cyfrowej w kontekście ekologii, powinien sięgnąć po pozycję Wojna o metale rzadkie. Ukryte oblicze transformacji energetycznej i cyfrowej, autorstwa znanego francuskiego dziennikarza śledczego, specjalizującego się m.in. w geopolityce surowców, Guillaume’a Pitrona. Według niego, aby zgłębić ów proces, konieczne jest wykorzystanie takich dyscyplin, jak: ekologia, ekonomia, geopolityka i właśnie technologia. Autor bardzo przekonująco argumentuje, że dalsze dążenie do obniżania emisji dwutlenku węgla może okazać się bardzo kosztowne nie tylko dla ludzi i gospodarek, ale przede wszystkim dla naszej planety i jej zasobów.
Proponowany przez ekologów model zastępowania paliw kopalnych ich zielonymi odpowiednikami wymaga wzmożonej eksploatacji metali ziem rzadkich. A to z kolei oznacza jeszcze większą emisję dwutlenku węgla, ale także „produkcję” wielu toksycznych i radioaktywnych substancji.
Innymi słowy, rezygnując z paliw kopalnych, uzależniamy się od metali ziem rzadkich, których, co istotne, wydobywa się obecnie najwięcej w Chinach. Według szacunków Sondażu Geologicznego USA (USGS), w 2021 roku w Państwie Środka wydobyto aż 168 tys. ton metali ziem rzadkich. Dla porównania Stany Zjednoczone wydobyły 43 tys. ton, zajmując drugą pozycję. Zdaniem Pitrona, fakt, że wydobycie większości z nich stała się obecnie monopolem jednego państwa, negatywnie wpłynie na równowagę ekonomiczną na świecie, a także na bezpieczeństwo w skali globalnej. „Nowy zielony ład” i technologie cyfrowe, które miały być wybawieniem dla ludzkości i świata, w rezultacie sprowadzą na nas jeszcze większe problemy – ekonomiczne i geopolityczne.
W rozdziale pt. Mroczne oblicze technologii zielonych i cyfrowych autor przeprowadza bilans zysków i strat dla środowiska, jakie powoduje przemysł produkujący choćby na potrzeby transformacji energetycznej. Odwołuje się do analiz przeprowadzonych m.in. przez amerykańską Agencję Ochrony Środowiska oraz firmę Uragold, działającą w branży energetyki słonecznej, z których wynika m.in., że wyprodukowanie jednego panelu krzemowego (solarnego) skutkuje emisją 70 kg dwutlenku węgla. Optymizmem nie napawa też fakt, że instalacje fotowoltaiczne mają swoją datę przydatności, szacowaną obecnie na około 25–30 lat – jak podaje dr Atalay Atasu z Insead w swojej publikacji pt. Ukryty koszt energii słonecznej. Po tym czasie panele, jak twierdzi Atasu, można właściwie wyrzucić, co oczywiście nie jest zrównoważonym i długoterminowym rozwiązaniem, ale do tego wątku powrócimy w dalszej części tekstu. W rozważaniach końcowych Guillaume Pitron powołuje się na słowa Alberta Einsteina i przestrzega, aby nie rozwiązywać problemów, stosując schematy myślowe, które były w użyciu w czasie, kiedy dany problem się pojawił. Tym samym odnosi się do tego, że głębokie zmiany, których obecnie jesteśmy świadkami – takie jak transformacje cyfrowe i energetyczne – nie mają szans, jeśli będziemy myśleć „po staremu”. Zwraca też uwagę, że zbyt szybkie tempo wdrażania innowacji technologicznych powoduje wśród ludzi dezorientację, gdyż brakuje nam czasu na przyswojenie wiedzy z nimi związanej. W tym kontekście nie zaskakuje stwierdzenie, że transformacja cyfrowa czy energetyczna może być skutecznie przeprowadzona, ale tylko wówczas, gdy w tym samym tempie będzie jej towarzyszyła mentalna transformacja ludzi.
Jak się pozbyć złego COIndeks dolny 22? Według planów Unii Europejskiej, wszystkie kraje członkowskie mają stać się „społeczeństwem neutralnym klimatycznie, sprawiedliwym i dostatnim, z gospodarką nowoczesną, oszczędzającą zasoby i przyjazną środowisku” – jak czytamy na łamach raportu Smart Industry Polska 2021, zrealizowanego przez firmę Siemens. W publikacji jest również informacja o tym, że najważniejszą propozycją „Nowego zielonego ładu” jest uchwalenie wiążącego celu neutralności klimatycznej do 2050 roku. Oznacza to, że gospodarka UE ma emitować tyle gazów cieplarnianych, ile jest w stanie pochłonąć. Co ciekawe, jedną z propozycji UE, tuż obok stosowania w tym celu nowych rozwiązań technologicznych, jest wykorzystywanie lasów (drzewa, jak wiadomo, „pochłaniają” dwutlenek węgla i zamieniają go w tlen).
Tymczasem najnowszy raport klimatyczny wydany przez ONZ (analiza liczy aż 4 tys. stron) podkreśla, że takie podejście stanowi wysokie ryzyko. Zasadzenie wystarczającej ilości roślin, które byłyby w stanie usunąć szacowaną na 8 miliardów ton ilość dwutlenku węgla rocznie do połowy stulecia, wymagałoby ogromnych połaci gruntów. To mogłoby kolidować z działaniami na rzecz produkcji żywności dla rosnącej przecież populacji. Niestety, wnioski płynące z przytaczanego raportu są takie, że w nadchodzących dziesięcioleciach będziemy zmuszeni do usuwania ogromnych ilości gazów cieplarnianych, a wciąż nie wiemy, jak zrobić to tanio, skutecznie i niezawodnie.
Na szczęście są jeszcze na świecie naukowcy, którzy nie zważają na ponure prognozy płynące z raportów i za pomocą innowacyjnych rozwiązań technologicznych starają się rozwiązać ten palący problem. Przykładowo, badacze ze start‑upu Heirloom Carbon Technologies twierdzą, że po osiągnięciu skali komercyjnej będą w stanie usuwać dwutlenek węgla z powietrza, co ma kosztować 50 dolarów za tonę. Celem firmy jest usunięcie 1 miliarda ton tego gazu do 2023 roku. Przedsięwzięcie zwróciło uwagę zainteresowanych tematem m.in. dlatego, że pomysł na usuwanie CO2 został opisany na łamach „Nature Communications”, a artykuł na ten temat został opracowany przez wybitnych naukowców badających wykorzystanie minerałów do wychwytywania i magazynowania węgla.
Warto przy tym zaznaczyć, że nad technologią wychwytywania cząsteczek dwutlenku węgla z powietrza pracuje zaledwie kilka firm, i to na bardzo wczesnym etapie rozwoju. Jaki plan na pozbycie się CO2 z atmosfery ma Heirloom? Start‑up chce „gotować” w temperaturze od 400 do 900˚C materiały takie jak zmielony wapień, który składa się głównie z węglanu wapnia i dwutlenku węgla. „Gotowanie” w takiej temperaturze spowoduje uwolnienie się dwutlenku węgla. (Co ciekawe, jest to proces podobny do pierwszego etapu produkcji cementu). Pozostałości minerałów tlenkowych, czyli tlenku wapnia, można następnie „rozłożyć” na arkuszach i wystawić na działanie powietrza, bowiem one chętnie łączą się z dwutlenkiem węgla znajdującym się w powietrzu. Taki proces przekształcałby tlenek wapnia z powrotem w węglan wapnia. Zdaniem ekspertów firmy, „rozłożone” na arkuszach minerały można wykorzystać w celu wychwytywania dwutlenku węgla co najmniej 10 razy, zanim ulegną degradacji.
Podstawowe pytanie jednak brzmi: skąd będą czerpać energię do produkcji tychże arkuszy?
Uwaga na słonia w pokoju
Energia słoneczna pozyskiwana m.in. dzięki panelom słonecznym lub energia wiatrowa to tzw. odnawialne źródła energii, które w ostatnim czasie stały się bardzo popularne zarówno wśród klientów indywidulanych, jak i biznesowych (korzystających przykładowo z farm wiatrowych). Rosnąca popularność tych rozwiązań wiąże się z polityką państw nastawionych na rozwiązania ekologiczne, które chętnie przyznawały dofinansowania do instalowania tego typu rozwiązań m.in. w gospodarstwach domowych. Dodatkowo chęć posiadania np. paneli fotowoltaicznych była potęgowana faktem, że tradycyjna energia staje się coraz droższa, a kupno paneli w krajach rozwiniętych jest stosunkowo tańsze.
Jednak pośród całej ekscytacji związanej z „tanią energią”, na co zwraca uwagę cytowany już w tym artykule Atalay Atasu, większość osób najwyraźniej nie zdaje sobie sprawy z faktu, że panele mają swoją datę przydatności, po upłynięciu której „coś” należałoby z nimi zrobić.
Atasu podaje kilka rozwiązań, w tym alternatywę ich ponownego wykorzystania, która jednak okazuje się nie być opłacalna. Mimo że pod koniec swojego „życia” taki panel zachowuje do 80% swojej pierwotnej pojemności, biorąc pod uwagę koszty demontażu, transportu i regeneracji zużytych części, okazuje się, że dla klienta końcowego o wiele taniej wychodzi zainwestowanie w nowy (często bardziej wydajny) produkt. Kolejną opcją jest przekazywanie takich paneli na cele charytatywne. Tu jednak wkraczają przepisy prawne, według których takie panele mogą nie spełniać aktualnych norm związanych z bezpieczeństwem.
Jedynym rozsądnym rozwiązaniem w tej sytuacji wydaje się być recykling, co w rezultacie oznacza wymyślenie nowych technik na odzyskiwanie i przerabianie surowców wykorzystywanych przy produkcji paneli słonecznych. Według Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA), czas, jaki nam na to pozostał, to maksymalnie 30 lat. Jednak przy założeniu, że klienci nie zaczną masowej wymiany paneli na „lepszy model”. Jeśli spora liczba osób zdecyduje się na zakup tańszych i lepszych produktów, strumień odpadów z tym związanych zacznie spływać znacznie wcześniej. Biorąc pod uwagę ten najczarniejszy ze scenariuszy, już teraz należy podjąć jak najszybsze działania w kierunku stworzenia infrastruktury do recyklingu fotowoltaiki na dużą skalę i przy niskich kosztach. W innym przypadku zielona energia płynąca z paneli może okazać się dla nas… zabójcza.
Czy metanol będzie zielony?
Podobnie jak w przypadku paneli słonecznych, rosnąca popularność samochodów elektrycznych (EV) w wielu krajach jest wynikiem wsparcia ze strony rządów. Tak też jest i w Chinach, gdzie w 2021 roku sprzedano aż 3 miliony takich pojazdów – jak podaje magazyn „Fortune”. Jak jednak podkreśla profesor Liu Ke z Southern University of Science and Technology of China, ci, którzy myślą, że wzrost EV znacznie zmniejszy emisje CO2, są w błędzie. 60% energii elektrycznej dostarczanej chińskim pojazdom elektrycznym wciąż pochodzi bowiem z paliw kopalnych. Do tego należy zwrócić uwagę na problem związany z akumulatorami wykorzystywanymi w EV, które są produkowane m.in. z litu, kobaltu i niklu, których ceny gwałtownie rosną – co z pewnością niebawem wpłynie na koszty pojazdów eklektycznych.
W wyniku popularyzacji EV w zapomnienie odeszły też paliwa wodorowe, ale nie był to jedyny powód. Wodór łatwo wycieka, co stwarza zagrożenie pożarowe w sytuacji, kiedy takie auta są pozostawione w zamkniętej przestrzeni, na przykład parkingach podziemnych. Czy istnieje zatem inne alternatywne paliwo, które może obniżyć emisje CO2 zarówno w Chinach, jak i na całym świecie?
Okazuje się, że odpowiedzią może być metanol. Jak czytamy na stronie Komisji Europejskiej, już od lat osiemdziesiątych XX wieku jest on promowany jako ekologiczne paliwo przyszłości. Jednak do tej pory nie wykorzystywano go w transporcie na szeroką skalę. Ponowne zainteresowanie się tym tematem wynika z faktu, że jest możliwe wytwarzanie go z CO2. – Cały proces ma miejsce w czasie produkcji stali, kiedy powstaje kilka strumieni gazów, które zwykle są spalane w elektrowni huty lub wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej. Takie rozwiązanie zwykle skutkuje wytwarzaniem olbrzymich emisji COIndeks dolny 22 – komentuje David Cuesta Pardo, koordynator projektu z ramienia I‑Deals, spółki zależnej firmy Everis. Jak twierdzi ekspert, dzięki opisywanej technologii badacze są w stanie poddać dwutlenek węgla recyklingowi i przetworzyć go w metanol, który stanowi obiecującą alternatywę dla paliw kopalnych.
Pozyskiwanie zielonej energii, która doprowadzi nas najpierw do zmniejszenia, a w przyszłości może nawet do wyeliminowania negatywnego wpływu chociażby dwutlenku węgla na środowisko naturalne, nie jest łatwe. Obecnie jedyną nadzieją na osiągnięcie celu, jakim jest neutralność klimatyczna, pozostają innowacyjne rozwiązania technologiczne. Należy więc bacznie obserwować twórców tych technologii, którzy stworzą zupełnie nowe propozycje tychże – bez udziału paliw kopalnych zanieczyszczających środowisko.
