Nagroda Nobla z chemii w 2025 roku wpisuje się w globalne poszukiwania skutecznych metod walki ze zmianami klimatu. W tym roku Nobel w dziedzinie chemii trafił bowiem do trzech naukowców – Susumu Kitagawy, Richarda Robsona i Omara M. Yaghiego – za opracowanie szkieletów metaloorganicznych (MOF), które mogą pomóc w pochłanianiu dwutlenku węgla z atmosfery. Przyznanie im najważniejszej naukowej nagrody przywróciło temat wychwytu i składowania dwutlenku węgla na czołówki debat o transformacji energetycznej.
Sektory takie jak produkcja cementu, stali, nawozów czy transport ciężki nie są w stanie całkowicie wyeliminować swojego śladu węglowego ze względu na naturę procesów technologicznych. Właśnie tutaj z pomocą przychodzą technologie znane jako CCUS (ang. Carbon Capture, Utilization, and Storage) – wychwytywanie, utylizacja i składowanie dwutlenku węgla. Ich celem jest „złapanie” dwutlenku węgla u źródła emisji lub bezpośrednio z atmosfery, a następnie bezpieczne zamknięcie pod ziemią lub wykorzystanie jako surowca.
Nie wszystko da się zelektryfikować. Dlatego technologie wychwytu CO₂ będą jednym z kluczowych elementów neutralności klimatycznej
z raportu Polskiego Instytutu Ekonomicznego
Czy rzeczywiście technologia wychwytywania i składowania dwutlenku węgla jest w stanie zatrzymać kryzys klimatyczny – i jak z tym zadaniem radzi sobie Polska?
Dlaczego musimy „łapać” dwutlenek węgla?
Dwutlenek węgla jest naturalnym składnikiem atmosfery, ale jego nadmiar – wytwarzany przez przemysł, transport i rolnictwo – stał się jednym z głównych motorów zmian klimatycznych. Spalając paliwa kopalne, uwalniamy do powietrza węgiel uwięziony przez miliony lat pod ziemią. Efekt? Globalne ocieplenie, topnienie lodowców i ekstremalne zjawiska pogodowe.
Aby utrzymać wzrost temperatury na poziomie poniżej wymaganego 1,5°C, świat musi do połowy stulecia osiągnąć zerową emisję netto. Oznacza to, że część emisji – tych, których nie da się uniknąć – trzeba będzie zrównoważyć poprzez ich wychwytywanie i składowanie. Dla sektorów takich jak cementownie, huty, rafinerie czy transport lotniczy to jedyna droga do dekarbonizacji.
Od drzew po nanostruktury: sposoby na uwięzienie dwutlenku węgla
Najprostszą metodą pochłaniania dwutlenku węgla jest… sadzenie drzew. Ale skala potrzeb jest tak duża, że lasów musiałoby przybyć więcej niż powierzchnia wszystkich kontynentów razem wziętych. Dlatego na scenę wchodzą rozwiązania technologiczne. Najważniejsze z nich to:
- CCS (ang. Carbon Capture and Storage) – to podstawowy, trzyetapowy proces. Najpierw dwutlenek węgla jest oddzielany od spalin w zakładzie przemysłowym, następnie – sprężany i transportowany (rurociągami lub statkami) do miejsca składowania. Ostatni etap to zatłoczenie go głęboko pod ziemię do odpowiednich formacji geologicznych, takich jak wyeksploatowane złoża ropy i gazu czy głębokie solankowe warstwy wodonośne.
- CCU (ang. Carbon Capture and Utilization) – w tym podejściu wychwycony dwutlenek węgla nie jest traktowany jak odpad, lecz jako cenny surowiec. Może być wykorzystany do produkcji paliw syntetycznych, chemikaliów, polimerów, a nawet w rolnictwie szklarniowym do stymulacji wzrostu roślin.
- BECCS (ang. Bioenergy with Carbon Capture and Storage) – to połączenie produkcji energii z biomasy z technologią CCS. Rośliny w procesie wzrostu absorbują dwutlenek węgla z atmosfery. Gdy biomasa jest spalana w elektrociepłowni, emitowany dwutlenek węgla jest wychwytywany i składowany pod ziemią, co w efekcie prowadzi do tzw. ujemnych emisji.
- DAC (ang. Direct Air Capture) – najbardziej zaawansowana, ale też najdroższa technologia, polegająca na budowie wielkich instalacji, które niczym gigantyczne odkurzacze filtrują powietrze atmosferyczne, bezpośrednio usuwając z niego dwutlenek węgla.
Świat inwestuje, Polska testuje
Jak podaje opublikowany w 2024 roku raport Polskiego Instytutu Ekonomicznego „Czas na polski CCS?”, w 2023 roku na świecie istniały 392 projekty CCS na różnym etapie rozwoju, z czego 41 już działało.
Trzy etapy technologii wychwytu i składowania dwutlenku węgla (CCS)
Wychwyt – oddzielenie dwutlenku węgla od gazów spalinowych (np. za pomocą amin, membran lub sorbentów)
Transport – sprężony dwutlenek węgla jest przesyłany rurociągiem lub statkiem do miejsca składowania
Składowanie – zatłaczanie pod ziemię, najczęściej do wyeksploatowanych złóż ropy, gazu lub do solnych formacji geologicznych
Unia Europejska, dążąc do realizacji celów klimatycznych, również mocno inwestuje w tę technologię. W samej UE w 2023 roku planowano 45 projektów o łącznej zdolności wychwytu ponad 180 mln ton dwutlenku węgla rocznie. Liderami są kraje takie, jak Holandia, Belgia, Niemcy i Dania. Niemcy niedawno przyjęły ustawę, która klasyfikuje budowę infrastruktury CCS jako leżącą w „nadrzędnym interesie publicznym”, co znacznie ma przyspieszyć inwestycje.
Na tym tle Polska, mimo ogromnego potencjału, jest dopiero na początku drogi. Obecnie funkcjonują u nas tylko dwie niewielkie instalacje: w Borzęcinie (od 1996 roku) i Kaniowie (od 2004 roku), których łączna zdolność wychwytu to zaledwie 1800 ton dwutlenku węgla rocznie.
Plany mamy jednak ambitne. Analizy wskazują na osiem nowych, potencjalnych lokalizacji dla dużych instalacji CCS, m.in. w Gdańsku, Szczecinie, Płocku, Koninie, Piotrkowie Trybunalskim czy Opolu. Gdyby wszystkie te projekty zostały zrealizowane, Polska mogłaby wychwytywać od 64,2 do 96,5 mln ton dwutlenku węgla rocznie. Stanowiłoby to od 19 do 29 proc. całkowitej krajowej emisji gazów cieplarnianych z 2021 roku.
Jednym z najbardziej zaawansowanych planów w Polsce jest projekt ECO2CEE realizowany przez PKN Orlen we współpracy z Lafarge Cement S.A. i Air Liquide. Zakłada on budowę w Porcie Gdańsk multimodalnego terminala do przeładunku ciekłego dwutlenku węgla. Wychwycony dwutlenek węgla, m.in. z zakładu produkcyjnego Orlenu w Płocku oraz cementowni Lafarge na Kujawach, będzie transportowany koleją do Gdańska, a stamtąd statkami do miejsc trwałego składowania na Morzu Północnym. Projekt ma się stać zalążkiem pierwszego polskiego klastra CCS i docelowo obsługiwać także inne zakłady przemysłowe z regionu.
Norweski projekt Northern Lights
Northern Lights jest wzorcowym przykładem międzynarodowej współpracy w dziedzinie CCS. To wspólne przedsięwzięcie firm Equinor, Shell i TotalEnergies, którego celem jest stworzenie pierwszej na świecie otwartej infrastruktury do transportu i składowania dwutlenku węgla.
Dwutlenek węgla wychwycony z zakładów przemysłowych w całej Europie jest transportowany statkami do terminala w zachodniej Norwegii, a następnie rurociągiem zatłaczany do formacji geologicznej 2600 metrów pod dnem Morza Północnego. To właśnie tam ma trafiać dwutlenek węgla m.in. z polskiego projektu ECO2CEE oraz ze szwedzkiej bioelektrociepłowni w Sztokholmie.
Obecnie Northern Lights odbiera dwutlenek węgla pochodzący z dwóch norweskich zakładów przemysłowych: cementowni Heidelberg Materials w Brevik oraz zakładu przetwarzania odpadów na energię Hafslund Celsio w Oslo. Spółka podpisała też komercyjne umowy z firmami: Yara (Holandia), Ørsted (Dania) oraz Stockholm Exergi (Szwecja).
Korzyści i ryzyka: między optymizmem a ostrożnością
Liczby, które robią wrażenie
- 36 mld ton – tyle dwutlenku węgla ludzkość emituje rocznie
- 15,5 mld ton CO₂ – tyle wynosi maksymalny szacowany potencjał składowania dwutlenku węgla w formacjach geologicznych na terenie Polski (umożliwiłoby to magazynowanie emisji z polskiego przemysłu przez około 830 lat)
- 90 proc. – tyle emisji z procesów przemysłowych można teoretycznie wychwycić, stosując technologie CCS
- 244 mln ton – roczna pojemność wszystkich instalacji CCS na świecie
- 1,5°C – granica wzrostu temperatury, której przekroczenie grozi nieodwracalnymi zmianami klimatu
Wychwytywanie dwutlenku węgla pozwala znacznie ograniczyć emisje w sektorach, które trudno zdekarbonizować. Dla przemysłu ciężkiego to często jedyna dostępna technologia, która nie wymaga całkowitej zmiany procesów produkcyjnych. CCS może też tworzyć nowe miejsca pracy, przyciągać inwestycje i umożliwiać eksport know-how.
Entuzjazm chłodzą jednak koszty i ryzyka. Systemy CCS są kapitałochłonne, a utrzymanie infrastruktury wymaga dużych nakładów energii. Obawy budzi też bezpieczeństwo – co, jeśli dwutlenek węgla zacznie wydostawać się z podziemnych zbiorników? Europejskie regulacje wymagają ścisłego monitoringu i certyfikacji miejsc składowania.
Krytycy podkreślają, że CCS nie może być alibi dla opóźniania transformacji – to raczej technologia wspierająca, nie zastąpi odejścia od paliw kopalnych.
Dla ciepłownictwa systemowego w Polsce wychwyt dwutlenku węgla może w przyszłości stanowić dodatkowe narzędzie dekarbonizacji – obok rosnącego udziału OZE, pomp ciepła i odpadów biodegradowalnych. Zgodnie z raportem PIE, ciepłownictwo systemowe ma potencjał do włączenia w europejskie projekty CCS dzięki dużym, punktowym źródłom emisji i lokalnej infrastrukturze.
W praktyce jednak CCS w Polsce wymaga „trzech k”: capexu (czyli nakładów inwestycyjnych), koordynacji i konsekwencji. Inwestycje muszą być wspierane przez państwo, zintegrowane z planami transformacji przemysłowej i rozwijane etapowo – od pilotaży po systemowe wdrożenia.
Perspektywa: złapać czas, nie tylko węgiel
Technologie wychwytu i składowania dwutlenku węgla to nie magiczna różdżka, ale realna szansa na kupienie sobie czasu w walce o klimat. W połączeniu z rozwojem energetyki odnawialnej, efektywnością energetyczną i zmianą miksu paliwowego może się stać ważnym filarem polityki klimatycznej.
Nobel 2025 symbolicznie przypomniał, że walka o klimat to nie tylko polityka, lecz także chemia, inżynieria i wyobraźnia.
