Na początku bieżącego roku, grupa naukowców z Norwegii i Szwajcarii, opublikowała artykuł [1], w którym przedstawiono dość nietypowy pomysł na wykorzystanie OZE. Badacze wymyślili coś, co określili mianem “solarnych wysp metanolowych”. Takie dryfujące po wodach oceanu wyspy miałyby, przy użyciu energii słonecznej, wiązać dwutlenek węgla z wody z pozyskanym na stacji wodorem i wytwarzać metanol – czyli nieco bardziej przyjazną dla Ziemi alternatywę dla komercyjnych paliw, np. benzyny. Brzmi całkiem dobrze, prawda? Rzeczywiście, na pierwszy rzut oka.
Technologia solarnych wysp metanowych
Produkcja metanolu w solarnych wyspach odbywać by się miała dwuetapowo. Dwutlenek węgla, z którego nadmiarem od lat nie potrafimy sobie poradzić, miałby być ekstrahowany ze styku wody i atmosfery. W ten sposób pozyskane CO2 poddawane byłoby reakcjom z H2, pozyskanym w wyniku elektrolizy jonów wodorowych (obecnych, oczywiście, w wodzie), napędzanej energią solarną. Efekt? Metanol pozyskany kosztem groźnego gazu cieplarnianego, w sposób zeroemisyjny, za pomocą OZE.
Jak podkreślają twórcy pomysłu, technologie wykorzystane w potencjalnych wyspach solarnych nie są wcale nowe. Metanol jako dodatek do paliw albo paliwo samo w sobie, od wielu lat może być tworzony w sposób syntetyczny. Panele fotowoltaiczne dostarczające czystej energii to także nic nowego. Innowacyjne jest tutaj połączenie tych dwóch rzeczy, a także dodatek kilku wyjątkowych szczegółów. wyspy solarne umiejscowione miałyby być na morzach i oceanach, a wytworzony dzięki nim metanol transportowany na ląd za pośrednictwem statków.
Dlaczego solarne wyspy metanolowe to dobry pomysł?
Takie dryfujące wyspy mają sporo zalet. Do wytwarzania metanolu na rozproszonych stacjach nie trzeba dostarczać surowców, ponieważ pozyskiwane są na miejscu. Gdyby metanol zastąpił komercyjne paliwa, emisja z transportu lądowego ograniczona byłaby w bardzo dużej mierze (chociaż produktem spalania metanolu również w niewielkim stopniu jest dwutlenek węgla). Do samego procesu elektrolizy nie jest także potrzebna energia z zewnątrz – słońca, w miejscach, gdzie potencjalnie miałyby się znaleźć wyspy, jest wystarczająco dużo.
Co na to rafy koralowe?
W związku z rozlokowaniem solarnych wysp metanowych, pojawia się jednak pierwszy problem. Pomysłodawcy zakładają bowiem ich zacumowanie szczególnie wzdłuż linii brzegowych Australii, Ameryki Południowej i południowo-wschodniej części Azji. Niestety w tych właśnie lokalizacjach występują najbardziej wartościowe, z perspektywy różnorodności biologicznej, siedliska wodne na świecie. To właśnie tam znajduje się największa ilość raf koralowych. Takie lokalizacje nie były wybrane przypadkowo, tam bowiem jest też najwięcej światła słonecznego i względnie płytkie (do 600 m), spokojne wody, których fale nie przekraczają 7 m wysokości. W związku z zapotrzebowaniem na te same zasoby, taka sztuczna, z góry przesądzona “walka o byt” może okazać się tragiczna w skutkach dla podwodnego życia, jeśli wyspy metanolowe znajdą się zbyt blisko raf i ograniczą dostęp światła.
Po lewej: potencjalne lokalizacje solarnych wysp metanolowych; po prawej: rozmieszczenie raf koralowych na świecie
Solarne wyspy metanolowe mogą okazać się jednak zbawienne dla raf koralowych, poprzez znaczne ograniczenie ilości CO2. Gaz ten pośrednio powoduje zwiększenie zakwaszenia wód, a w efekcie nawet rozpuszczanie wapiennych szkieletów koralowców [1]. Z drugiej jednak strony, pewne ilości dwutlenku węgla są rafom niezbędne. Stanowi on bowiem główne źródło pożywienia dla fitoplanktonu, którym z kolei żywi się wiele kluczowych gatunków raf i nie tylko [2].
Przedsięwzięcie na ogromną skalę
Takie zagadnienia w ogóle nie budziłyby wątpliwości, gdyby nie zakładana skala przedsięwzięcia. Pojedyncza solarna wyspa, składać by się miała z 70 paneli fotowoltaicznych i zajmowałaby ok 1 km2. Autorzy pomysłu założyli, że w celu zniwelowania emisji dwutlenku węgla ze spalania paliw kopalnych, takich wysp trzeba by zainstalować ok 3,2 miliona. To powierzchnia (nie zakładając żadnych odstępów między wyspami) równa dwóm Zatokom Meksykańskim – a wszystko to wzdłuż cennych przyrodniczo wybrzeży.
Ten z pozoru bardzo dobry pomysł, nie został przemyślany w jeszcze kilku kwestiach.
Należy brać pod uwagę najgorsze scenariusze
Według naukowców, istnieje kilka metod ekstrakcji CO2 z wody. Można ją albo podgrzać do 70 stopni Celsjusza, albo zmienić jej pH na bardziej kwasowe (na poziomie ok. 5 pH). Oba procesy odbywałyby się oczywiście wewnątrz zamkniętej, skomplikowanej machinerii. Co jednak, w przypadku nieszczelności układów lub ich awarii? Niestety zawsze istnieje ryzyko usterki, a w tym przypadku nieintencjonalnego zakwaszenia wody lub wzrostu jej temperatury. Jeśli mówimy o wyspach w ilości milionów, prawdopodobieństwo, że coś pójdzie nie tak, wzrasta.
Ogromnym ryzykiem byłoby także czasowe przetrzymywanie i transport samego metanolu, który jest substancją bardzo silnie toksyczną. Zarówno jego spożycie, jak i kontakt dermalny mogą powodować poparzenia, utratę wzroku, a nawet śmierć [4]. Tak się dzieje w przypadku ludzi, nietrudno jednak domyślić się, że kontakt z tą substancją byłby równie tragiczny w skutkach dla zwierząt morskich.
Do rozlania tej wysoce toksycznej substancji mogłoby też dojść podczas jej transportu drogą morską. Katastrofy ekologiczne spowodowane wyciekami z tankowców zdarzały się już przecież niejednokrotnie.
Rachunek potencjalnych korzyści i zagrożeń
Wydaje się, że w przypadku operowania silnie toksycznym metanolem w środowisku wodnym – i to wyjątkowo cennym – jest po prostu zbyt ryzykowne. Pomysł wydaje się być dużą szansą, ale i ogromnym wyzwaniem (co zresztą przyznają sami autorzy). Niewątpliwie jest to dobry punkt wyjścia, ale na pewno nie gotowe, dopracowane rozwiązanie problemów klimatycznych.
Źródła:
[1] Pattersona B. D., Moc F., Borgschultea A., Hillestadd M., Joose F., Kristianseng T., Sundeh S., van Bokhoveni J. A., 2019: Renewable CO2 recycling and synthetic fuel production in a marine environment. PNAS, 116, 25, 12212-12219
[2] Silverman J., Lazar B., Cao L., Caldeira K., Erez J., 2009: Coral reefs may start dissolving when atmospheric CO2 doubles. Geophysical Research Letters, 36, 1-5
[3] Napiórkowska-Krzebietke A., 2017: Phytoplankton as a basic nutritional source
in diets of fish. Journal of Elementology, 22, 3, 831-841
[4] Ashurst J.V., Nappe T. M., 2019: Methanol Toxicity. StatPearls Publishing
Jeśli podoba Ci się treść na blogu, możesz podziękować za moją pracę stawiając mi wirtualną kawę:
