Það eru ekki aðeins tré sem binda koldíoxíð í náttúrunni. Gríðarlegt magn af koldíoxíði er náttúrulega bundið í steindum í bergi. Á undanförnum árum hefur vísindamönnum tekist að beisla þetta náttúrulega ferli kolefnisbindingar. Aðferðin, sem nefnist Carbfix, gerir okkur kleift að steingera koldíoxíð á örfáum árum í stað árþúsunda. Nú þegar styrkur koldíoxíðs eykst hratt í andrúmsloftinu og veldur óafturkræfum breytingum á vistkerfinu og lífsskilyrðum manna er brýn þörf á nýstárlegum tæknilausnum sem binda koldíoxíð á öruggan og varanlegan hátt.
Að steingera gas á tveimur árum
Að steingera gastegund hljómar eins og töfrar en er í reynd ekki svo flókið. Carbfix aðferðin virkar þannig að koldíoxíð er leyst í vatni áður en því er dælt niður í berggrunninn. Með því að leysa koldíoxíð í vatni verður til kolsýrt vatn, eins konar sódavatn. Kolsýrt vatn er þyngra en vatnið sem fyrir er í berggrunninum og rís því ekki til yfirborðs þegar því er dælt niður, heldur sekkur dýpra – og því er ekki hætt á að koldíoxíðið losni aftur út í andrúmsloftið. Þetta súra vatn leysir málma á borð við kalk, magnesíum og járn úr berginu, sem blandast vökvanum. Ungt basalt, líkt og það sem þekur megnið af Íslandi, er sérstaklega ríkt af þessum málmum. Með tímanum bindast málmarnir koldíoxíðinu og mynda steindir sem fylla upp í holrými í berginu, svokallaðar karbónatsteindir. Steindirnar haldast stöðugar í þúsundir ára og því er koldíoxíðið varanlega bundið.
Carbfix hópnum tókst að sýna fram á að yfir 95% þess koldíoxíðs sem dælt var niður í basaltmyndanir á Hellisheiði varð að steindum innan tveggja ára – mun fyrr en áður var talið mögulegt . Áskorun næstu ára og áratuga felst í því að fanga koldíoxíð í miklu magni og dæla því niður í réttu berglögin á hagkvæman hátt – leysa það í vatni og steinrenna það djúpt í jörðu.
Nægt geymslupláss á Íslandi
Carbfix ohf. var stofnað sem dótturfyrirtæki Orkuveitu Reykjavíkur í lok árs 2019 eftir langan aðdraganda í formi rannsókna, nýsköpunar og tækniþróunar. Frá árinu 2007 hefur Carbfix gengið í gegnum öll stig tækniþróunar; frá hugmynd til viðurkenndrar aðferðar og stofnun fyrirtækis. Carbfix er með fyrstu fyrirtækjum heims sem sérhæfa sig í varanlegri bindingu koldíoxíðs í jarðlögum og lykilhlutar tækninnar eru í alþjóðlegu einkaleyfisferli.
Carbfix kolefnisförgunaraðferðin þarf eingöngu þrjú hráefni: Hentugt berg, vatn og koldíoxíð. Hentugt berg er að finna víða í heiminum og þekur u.þ.b. 5% af landmassa jarðar og megnið af hafsbotninum. Nánast allur berggrunnur Íslands hentar fyrir Carbfix aðferðina en geymslugeta koldíoxíðs hér á landi er mæld í þúsundum milljarða tonna, sem er margfalt meira en árleg losun mannkyns.
Oft var þörf en nú er nauðsyn
Parísarsamkomulagið, sem undirritað var árið 2015, byggist á skuldbindingu ríkja heims að draga hratt úr losun gróðurhúsalofttegunda til að tryggja að hlýnun jarðar haldist innan við 2°C á þessari öld . Það liggur ljóst fyrir að þessum markmiðum verður ekki náð án stórtækrar niðurdælingar koldíoxíðs í jarðlög.
Samkvæmt skýrslu Alþjóðaorkumálastofnunarinnar þarf niðurdæling koldíoxíðs að nema yfir 100 milljörðum tonna á heimsvísu til ársins 2060 til að ná markmiðum Parísarsamkomulagsins . Þetta eru engar smátölur. Ef við ímyndum okkur að í stað vatns sé Gullfoss gerður úr koldíoxíði á vökvaformi, þá jafngildir þetta magn stöðugu rennsli Gullfoss næstu 40 árin. Alþjóðasamfélagið hefur hingað til einblínt á svokallaða kolefnisgeymslu þ.e. að dæla koldíoxíði á vökvaformi djúpt ofan í tómar gas- og olíulindir. Þannig er koldíoxíðinu skilað aftur þaðan sem það kom upphaflega. Á hinn bóginn byggist Carbfix aðferðin ekki á geymslu heldur varanlegri kolefnisförgun, sem sýnt hefur verið að sé samkeppnishæf og hefur opnað á stór svæði í heiminum þar sem niðurdæling á koldíoxíði hefur ekki áður verið talin fýsileg.
Minnkuð losun ekki í boði fyrir alla
Þau sem hafa notað kolefnisreikni EFLU hafa rekið sig á að hvernig sem við stillum svörin okkar, er nánast ómögulegt fyrir Íslending að ná kolefnisspori sínu niður fyrir 4 tonn á ári. Það er m.a. vegna þess að allt að helmingur af kolefnisspori einstaklings á rætur sínar að rekja í framleiðslu þeirrar steypu og málma sem fara í byggingu húsnæðis.
Í sumum iðngreinum eru möguleikar á að draga úr koldíoxíðlosun afar takmarkaðir. Þar á meðal er grundvallariðnaður á borð við stál- og sementsframleiðslu, sem er ábyrgur fyrir 10-14% af árlegri losun mannkyns. Í þessum iðnaði er myndun koldíoxíðs órjúfanlegur hluti af framleiðsluferlinu, óháð uppruna orkunnar, og því er föngun koldíoxíðs við strompana eina leiðin til að takmarka losun. Á komandi áratug mun fara fram mikill samkvæmisleikur þar sem iðnaður og stærri fyrirtæki munu máta sig við mismunandi tæknilausnir í föngun og förgun koldíoxíðs. Þar getur Carbfix spilað stórt hlutverk.
Samkeppnishæfur valkostur
Þrátt fyrir að þörfin fyrir föngun og niðurdælingu koldíoxíðs sé gríðarleg hefur reynst erfitt að koma nýjum verkefnum á laggirnar. Ástæða þess er fyrst og fremst skortur á hvötum og kvöðum til að draga úr losun koldíoxíðs. Það virðist þó heldur vera að breytast.
Viðskiptakerfi ESB með losunarheimildir (e. EU Emission Trading System, ETS) sem sett var á laggirnar árið 2005 fól í sér framsýnt skref til að skapa markað þar sem fyrirtæki geta keypt og selt losunarheimildir. Núverandi verð á losunarheimildum er um 3500 kr. á hvert tonn af koldíoxíði og má gera ráð fyrir að það fari hækkandi á næstu árum.
Kostnaður Orku náttúrunnar við að reka Carbfix aðferðina við Hellisheiðarvirkjun er nokkurn veginn á pari við núverandi verð á losunarheimildum sem sýnir fram á samkeppnishæfi aðferðarinnar . Carbfix er ein hagkvæmasta aðferðin til að fanga og dæla niður koldíoxíði sem er í rekstri í dag og því verður spennandi að máta aðferðina við annars konar orku- og iðnaðarstarfsemi.
Loftsugur nauðsynlegar
Flugsamgöngur eru annað dæmi um iðnað sem hefur takmarkaða möguleika á að draga úr losun í náinni framtíð. En ólíkt þungaiðnaði þar sem mikið koldíoxíð streymir úr strompum þá er útblástur flugvéla það dreifður að það er ópraktískt að þróa lausnir sem fanga hann beint. Í staðinn þarf flugiðnaðurinn að kolefnisjafna sig með lausnum sem hreinsa og binda koldíoxíð sem þegar hefur verið losað út í andrúmsloftið.
Koldíoxíðsameind sem losuð er í Bandaríkjunum eltir veðrakerfin og er komin til Íslands eftir nokkra daga að meðaltali. Þessi hraða blöndun koldíoxíðs í lofthjúpnum er ástæða þess að loftslagsvandinn er vandi allra jarðarbúa – það skiptir ekki máli hvar losunin á sér stað, hún hefur áhrif á allan lofthjúp jarðar. Að sama skapi skiptir ekki máli hvar koldíoxíð er hreinsað úr andrúmsloftinu. Í gegnum lofthjúpinn höfum við aðgengi að allri heimsins losun.
Það er vissulega einfaldara og hagkvæmara að hindra að gróðurhúsalofttegundir sleppi út í andrúmsloftið en að reyna að ná þeim til baka. En nú er heimurinn kominn í þá stöðu að eigi loftslagsmarkið að nást, þurfum við einnig að fanga milljarða tonna af koldíoxíði sem þegar hefur verið sleppt út í andrúmsloftið samhliða því að minnka losun , . Það er ekki lengur spurning um „annað hvort, eða“. Í báðum tilvikum getur Carbfix aðferðin bundið koldíoxíð varanlega í bergi með öruggum og hagkvæmum hætti.
En það er ekki einfalt að ná koldíoxíði úr andrúmslofti með það að markmiði að dæla því niður í jarðlög. Það þarf tæknilega krefjandi milliskref sem ryksugar koldíoxíð úr loftinu og mætti kalla loftsugutækni. En loftsugutækni er enginn hægðarleikur. Aðeins fjórar af hverjum tíu þúsund sameindum í lofti eru koldíoxíð sameindir. Ímyndaðu þér að barnið á heimilinu hafi sturtað tíu þúsund Lego kubbum á stofugólfið og verkefni þitt er að finna fjóra bleika kubba með sérstaka lögun. Ímyndaðu þér svo að gegnum stofuna flæði trilljón trilljónir Legokubba á hverri sekúndu og þú átt að fanga 0,04% þeirra af ákveðinni gerð og enga aðra. Þetta er viðfangsefni fyrirtækja sem sérhæfa sig í loftsugutækni.
Skógrækt er ekki nóg
En hvers vegna má ekki einfaldlega planta trjám í staðinn? Þó að skógrækt sé mikilvæg leið til að binda koldíoxíð úr andrúmslofti en staðreyndin sú að hún nægir ekki ein og sér. Þá fer skóglendi á jörðinni ekki vaxandi heldur eyðast skógar hratt af mannavöldum. Það er því áhættusamt og óráðlegt að treysta eingöngu á skógrækt þegar kemur að því að draga koldíoxíð úr andrúmslofti. Loftsugutækni getur fangað koldíoxíð hraðar og krefst um 400 sinnum minna landsvæðis en skógrækt en er á hinn bóginn orkufrek og dýr í framleiðslu. Líffræðileg og tæknileg binding munu þurfa að haldast í hendur eigi loftslagsmarkmið að nást.
Það eru nokkur fyrirtæki í heiminum sem hafa þróað tækni sem ræður við að fanga þessa fjóru bleiku legokubba úr legokubbahrúgunni. Þar sem öll heimsins losun er aðgengileg gegnum lofthjúpinn er enn fremur hægt er velja hentugustu staðsetninguna á jörðinni til að knýja loftsugubúnaðinn. Eitt fremsta fyrirtæki í heiminum í þessari tækni hefur valið Ísland sem þennan stað og Carbfix sem tæknina til að farga því koldíoxíð sem er fangað úr andrúmslofti.
Aukið samstarf við Climeworks
Frá árinu 2017 hefur Carbfix átt í samstarfi við svissneska fyrirtækið Climeworks. Fyrirtækin hafa í sameiningu rekið tilraunastöð á Hellisheiði þar sem koldíoxíð er fangað beint úr andrúmslofti og dælt niður í jarðlög þar sem það verður að steini. Þrátt fyrir miklar fjárfestingar alþjóðlegra stórfyrirtækja, eins og t.d. Microsoft, í loftsugutækni þá er Hellisheiði enn eini staðurinn í heiminum þar sem koldíoxíð úr andrúmslofti er fangað og fargað.
Nýverið tilkynnti Climeworks, í samstarfi við Orku náttúrunnar og Carbfix, áætlanir sínar um stóraukin umsvif á Íslandi. Framkvæmdir á loftsugustöð með getu til að fanga 4000 tonn af koldíoxíði árlega eru þegar hafnar.Með aðgengi að grænni orku og hagkvæmri tæknilausn til að farga koldíoxíðinu hefur Climeworks veðjað á Ísland sem framtíðarstaðsetningu fyrir sína uppbyggingu.
Nýr vistvænn iðnaður - ný vistvæn útflutningsgrein
Það er útbreiddur hugsunarháttur hér á landi að Ísland geti lítið lagt af mörkum í baráttunni gegn loftslagsbreytingum. Að losun Íslands sé einfaldlega svo smávægileg í stóra samhenginu að það skiptir engu máli hvað Ísland gerir. Carbfix er dæmi um íslenska tæknilausn í loftslagsmálum sem hefur áhrifamátt langt umfram losun Íslands.
Kolefnishlutlaust Ísland er göfugt markmið en við getum og eigum að ganga enn lengra. Við höfum tækifæri til að nýta íslenskt hugvit og einstakar aðstæður hér á landi og bjóða heiminum upp á hagkvæma og varanlega bindingu koldíoxíðs með hagnýtingu náttúrulegra ferla. Hér mætti binda margfalt meira koldíoxíð en sem nemur heildarlosun Íslands og nýta til þess innlenda, umhverfisvæna orku. Þá hefur kolefnisföngun og -förgun alla burði til þess að verða ný vistvæn útflutningsgrein í íslensku efnahagslífi. Stórauka má niðurdælingu á koldíoxíðs á heimsvísu með útflutningi og innleiðingu á Carbfix tækninni í námunda við hentug jarðlög. Á næsta ári mun t.d. hefjast niðurdæling með Carbfix aðferðinni í tilraunaskyni í Þýskalandi og í Tyrklandi. Þá má líka horfa til þess að nýta íslenskan berggrunn til að farga koldíoxíði sem yrði flutt hingað erlendis frá á sérútbúnum tankskipum, en Evrópusambandið leggur mikla áherslu á uppbyggingu á slíkum flutningsleiðum fyrir koldíoxíð.
Í framtíðinni getur grænn hátækniiðnaður náð fótfestu á Íslandi með tilheyrandi verðmæta- og atvinnusköpun. Ísland, vegna sérstöðu sinnar, gæti orðið miðstöð fyrir kolefnisförgun á heimsvísu. Þörfin verður meiri með hverju árinu og við búum að ofgnótt af geymsluplássi sem við getum veitt alþjóðasamfélaginu aðgang að til hagsbóta fyrir umhverfið og íslenskt efnahagslíf. Þetta er aðeins eitt dæmi um að aðgerðir Íslands í loftslagsmálum skipti víst máli. Jafnvel í stóra samhenginu.
