Wysokowydajne wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla umożliwia opłacalną dekarbonizację europejskiego sektora energetycznego

Utrzymanie zasilania przy jednoczesnym ograniczaniu emisji

Europa zobowiązała się do drastycznego ograniczenia emisji powodujących ocieplenie klimatu, mimo że znaczna część jej energii elektrycznej nadal pochodzi z paliw kopalnych. Natychmiastowe wyłączenie elektrowni węglowych i gazowych groziłoby przerwami w dostawie prądu i gwałtownym wzrostem rachunków. Badanie pyta, czy możliwa jest inna ścieżka: pozostawienie części elektrowni opalanych paliwami kopalnymi w eksploatacji, ale wyposażenie ich w zaawansowane systemy wychwytywania i składowania CO2 (CCS), które zatrzymują niemal całe zanieczyszczenia. Autorzy pokazują, że takie podejście, połączone z masową rozbudową energetyki wiatrowej i słonecznej, mogłoby pomóc Europie osiągnąć cele klimatyczne przy niższych kosztach i przy bardziej niezawodnej sieci energetycznej.

Budowanie czystszej struktury wytwarzania

Naukowcy wykorzystują szczegółowy model komputerowy systemu elektroenergetycznego Europy, aby zbadać różne scenariusze do 2050 roku. Model symuluje wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną, tempo budowy nowych elektrowni i linii przesyłowych oraz wpływ warunków pogodowych na wiatr, słońce i energię wodną. Następnie znajduje kombinację technologii o najniższych kosztach, które są w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na energię przy jednoczesnym przestrzeganiu ostrych limitów emisji dwutlenku węgla. We wszystkich scenariuszach energetyka wiatrowa i słoneczna stają się kręgosłupem europejskich dostaw energii, wzrastając z około 60% dzisiejszej produkcji do około 80% w połowie wieku, podczas gdy energia jądrowa stopniowo zanika wraz z zamykaniem starych elektrowni.

Co dzieje się z paliwami kopalnymi?

Zamiast zniknąć, energetyka oparta na paliwach kopalnych przyjmuje nową rolę. Elektrownie węglowe i gazowe bez systemów wychwytywania są używane coraz rzadziej, ale wiele z nich pozostaje zainstalowanych jako rzadko wykorzystywane rezerwy na ekstremalne szczyty zapotrzebowania. Główna zmiana polega na tym, że nowe elektrownie opalane paliwami kopalnymi budowane są z wyposażeniem CCS. Standardowe CCS może usunąć około 90% emisji z elektrowni, podczas gdy nowsza wersja o „wysokim wskaźniku wychwytu” może usunąć praktycznie wszystkie emisje, czyniąc elektrownie efektywnie neutralnymi pod względem emisji przy kominie. W scenariuszu centralnym do 2050 roku elektrownie z CCS dostarczają około jednej piątej energii elektrycznej Europy — więcej w wartościach bezwzględnych niż dzisiejsze nieuregulowane wykorzystanie paliw kopalnych — podczas gdy całkowite emisje sektora energetycznego spadają o ponad 95%.

Różne zasady, różne rezultaty

Zespół testuje cztery scenariusze polityczne. W wariancie „bazowym” zarówno standardowe, jak i wysokowydajne CCS mogą być budowane wszędzie tam, gdzie jest to technicznie możliwe. W wariancie „konwencjonalnym” zakazano nowej ultra-wysokowydajnej opcji, zmuszając system do polegania bardziej na standardowym CCS, wietrze, słońcu i biomasie. Scenariusz „bez paliw kopalnych od 2040 r.” zatrzymuje wszelką budowę nowych elektrowni kopalnych po 2040 roku, nawet jeśli byłyby wyposażone w CCS, natomiast scenariusz „ograniczone CCS” dopuszcza CCS tylko w czterech krajach Morza Północnego o dużym potencjale podmorskiego składowania. We wszystkich tych przyszłościach system nadal mocno opiera się na odnawialnych źródłach, ale ograniczenie miejsca lub sposobu wykorzystania CCS czyni system energetyczny wyraźnie droższym. Przykładowo przypadek ograniczonego CCS podnosi łączne koszty energetyczne o około 6%, ponieważ trzeba zbudować znacznie więcej farm wiatrowych, instalacji słonecznych i jednostek magazynowania, by to zrekompensować.

Dlaczego ceny emisji i usuwanie CO2 mają znaczenie

Model oblicza również, jak wysokie musiałyby być ceny emisji, aby skłonić sektor energetyczny do jeszcze głębszych cięć. Wynika z niego, że przejście z redukcji emisji rzędu 93–97% do pełnych 100% jest niezwykle kosztowne: ceny za tonę CO2 musiałyby wzrosnąć do setek, a nawet ponad tysiąca euro w latach 2050. W takim momencie tańsze staje się usunięcie ostatnich kilku procent emisji przy pomocy metod usuwania dwutlenku węgla (CDR), takich jak bezpośrednie wychwytywanie z powietrza czy bioenergia z CCS, które wyciągają CO2 z atmosfery. Autorzy wnioskują, że najbardziej opłacalną ścieżką jest dekarbonizacja sektora energetycznego do około 92–97% i poleganie na CDR w celu zneutralizowania pozostałych emisji, zamiast zmuszania samej sieci do trwałego stawania się „ujemną pod względem emisji”.

Co to oznacza dla przyszłości energetycznej Europy

Dla odbiorców niebędących specjalistami przesłanie jest takie, że najtańsza i najbardziej niezawodna droga Europy do systemu o niemal zerowych emisjach łączy trzy filary: bardzo duże ilości energii wiatrowej i słonecznej, kontynuację lecz przekształconą roli elektrowni opalanych paliwami kopalnymi wyposażonych w zaawansowane CCS oraz wspierającą warstwę usuwania dwutlenku węgla, która wyczyszcza ostatnie emisje. Wysoki wskaźnik wychwytu CCS pozwala niektórym elektrowniom węglowym i gazowym nadal pracować bez przekraczania budżetu węglowego, zmniejszając koszty i trudności transformacji. Jednak ta strategia nadal wymaga rozległej nowej infrastruktury transportu i składowania CO2, ostrożnych ograniczeń w wykorzystaniu biomasy, surowych reguł zapobiegających blokowaniu niepotrzebnego użycia paliw kopalnych oraz silnego nadzoru publicznego. Jeśli te warunki zostaną spełnione, CCS może być mostem, który pomoże Europie utrzymać zasilanie przy jednoczesnym wygaszaniu wpływu paliw kopalnych na klimat.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla, europejska sieć energetyczna, transformacja energetyki odnawialnej, polityka klimatyczna, usuwanie dwutlenku węgla