שימור אחוז לכידה גבוה באיסוף ופיצוי פחמן מאפשר דה-פחמום חסכוני של מגזר החשמל האירופי

להדליק את האורות תוך הורדת הפחמן

אירופה התחייבה לקצץ פליטות שמחממות את האקלים, אך חלק גדול מהחשמל שלה עדיין מגיע מדלקים פוסיליים. כיבוי ממוחשב של תחנות כוח פחמיות וגז עלול לגרום להפסקות חשמל ולעלייה חדה בחשבונות. המחקר שואל האם אפשר למסלול אחר: לשמור חלק מתחנות הדלקים הפוסיליים פועלות, אך לציידן במערכות איסוף ופיצוי פחמן (CCS) מתקדמות שיואמות כמעט את כל הזיהום. המחברים מראים כיצד גישה זו, בשילוב עם פריסה נרחבת של רוח ושמש, יכולה לסייע לאירופה להשיג את יעדי האקלים בעלות נמוכה יותר ובמערכת חשמל אמינה יותר.

בניית תערובת חשמלית נקייה יותר

החוקרים משתמשים במודל מחשב מפורט של מערכת החשמל האירופית כדי לבחון עתידים שונים עד 2050. המודל מדמה כיצד הביקוש לחשמל גדל, עד כמה מהר ניתן לבנות תחנות כוח וקווי העברה חדשים, וכיצד מזג האוויר משפיע על רוח, שמש והידרו. לאחר מכן הוא מוצא את השילוב בעלות הנמוכה ביותר של טכנולוגיות שיוכל לענות על הביקושים תוך עמידה במגבלות קפדניות של פליטות פחמן דו-חמצני. בכל תרחיש, רוח ושמש נהפכים לעמוד השדרה של אספקת החשמל של אירופה, וגדלים מכ־60% מהייצור של היום לכ־80% באמצע המאה, בעוד הכוח הגרעיני דועך בהדרגה עם פרישה של תחנות ישנות.

מה קורה לדלקים פוסיליים?

במקום להיעלם, מקבלת ייצור מבוסס דלקים פוסיליים תפקיד חדש. תחנות פחם וגז ללא איסוף פחמן מופעלות פחות ופחות, אך רבות נשארות מותקנות כגיבוי נדיר לראשי עומס קיצוניים. השינוי העיקרי הוא שתחנות פוסיליות חדשות נבנות עם ציוד CCS. CCS סטנדרטי יכול להסיר כ־90% מפליטות התחנה, בעוד גרסה חדשה של "לכידה גבוהה" יכולה להסיר למעשה את כולן, מה שהופך את התחנות לנייטרליות מבחינת פחמן בפליטה. עד 2050 בתרחיש המרכזי, תחנות פוסיליות עם CCS מספקות כשליש מארבעה־עשרים (ערך מקור: כ־20%) מחשמל אירופה — יותר במונחים אבסולוטיים מאשר הייצור הפוסילי ללא כיסוי של היום — בעוד שפליטות מגזר החשמל יורדות ביותר מ־95%.

כללים שונים, תוצאות שונות

הצוות בוחן ארבעה תרחישים בסגנון מדיניות. במקרה "הבסיסי" ניתן לבנות גם CCS סטנדרטי וגם לכידה גבוהה בכל מקום שבו הם זמינים טכנולוגית. במקרה "קונבנציונלי" אוסרים את האופציה החדשה של לכידה־על־הגבוהה, מאלצים את המערכת להסתמך יותר על CCS סטנדרטי, רוח, שמש וביומסה. בתרחיש "אין-פוסיל-2040" מפסיקים כל בניית תחנות פוסיליות חדשות לאחר 2040, גם אם הן מצוידות ב־CCS, בעוד שב"תרחיש CCS-מוגבל" מותרים CCS רק בארבע מדינות של הים הצפוני עם פוטנציאל אחסון חיצוני גדול. בכל העתידות הללו, המערכת עדיין נשענת במידה רבה על מתחדשות, אך הגבלה של מיקום או אופן השימוש ב־CCS הופכת את מערכת החשמל ליקרה משמעותית יותר. למשל, המקרה של CCS מוגבל מעלה את עלות החשמל הכוללת בכ־6%, מפני שעלויות הבנייה של חוות רוח, מערכות סולאריות ויחידות אגירה נוספות גדלות כדי לפצות על המוגבלות.

מדוע מחירי פחמן והסרת פחמן חשובים

המודל גם מחשב עד כמה גבוהים יהיו מחירי הפחמן כדי לדחוף את מגזר החשמל לקיצוצים עמוקים יותר. נמצא שמעבר מקיצור פליטות של כ־93–97% ל־100% מלא יקר מאוד: מחירי הפחמן יצטרכו לטפס למאות ואפילו לאלפי אירו לטון בשנות ה־2050. בנקודה זו זול יותר לנקות את האחוזים האחרונים של הפליטות בעזרת שיטות הסרת פחמן (CDR) כמו לכידה ישירה מהאוויר או ביואנרגיה עם CCS, שמוציאות CO2 מהאטמוספירה. המחברים מסכמים שהדרך החסכונית ביותר היא לדה־פחמן את מגזר החשמל לכ־92–97% ולהסתמך על CDR לניטרול שאר הפליטות, במקום לאלץ את רשת החשמל עצמה להפוך ל"שלילית מבחינת פחמן" לצמיתות.

מה המשמעות הזו לעתיד האנרגיה של אירופה

לעיני הקהל הכללי, המסר הוא כי המסלול הזול והאמין ביותר של אירופה למערכת חשמל כמעט ללא פליטות משלב שלושה עמודים: כמויות עצומות של רוח ושמש, תפקיד מתמשך אך מומר לתחנות כוח פוסיליות המצוידות ב־CCS מתקדמת, ושכבת תמיכה של הסרת פחמן שתחטא את שאר הפליטות. CCS בקצב לכידה גבוה מאפשרת לכמה תחנות פחם וגז להמשיך לפעול מבלי לחרוג מתקציב הפחמן, ומפחיתה את עלות וקושי המעבר. עם זאת, אסטרטגיה זו דורשת תשתיות ענק להעברת ואחסון CO2, מגבלות קפדניות על שימוש בביומסה, כללים מחמירים למניעת בזבוז של שימוש בדלקים פוסיליים, ופיקוח ציבורי חזק. אם תנאים אלה ימומשו, CCS יכולה להיות גשר שעוזר לאירופה לשמור על התאורה בזמן שמפחיתים את השפעת האקלים של ייצור חשמל פוסילי.

ציטוט: Homaei, S., Anantharaman, R., Backe, S. et al. High-capture-rate carbon capture and storage enables cost-effective decarbonization of Europe’s power sector. Commun. Sustain. 1, 34 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00036-8

מילות מפתח: איסוף ופיצוי פחמן, רשת החשמל האירופית, מעבר לאנרגיה מתחדשת, מדיניות אקלימית, הסרת פחמן