„Koja je razlika između kemije i kemijske tehnologije?“, sjećam se pitanja s nekog znanstvenog skupa. Dok se još nisam ni snašao, evo ti odgovora: „Kemičar piše kemijsku reakciju A + B → C, a tehnolog A + B → C + $“. Te sam se predavačeve dosjetke sjetio kada me je urednik ove rubrike zamolio da napišem članak o novom tehnološkom postupku kojim se  dobiva ugljikov dioksid iz zraka za manje od sto dolara po toni. Tako se ne samo uklanja glavni krivac za globalno zatopljenje, nego se dobiva i vrijedna industrijska sirovina. Jer CO₂ ne služi samo za proizvodnju soda-vode i pravljenje gemišta; njegovim spajanjem s vodikom dobiva se metan, a od metana se mogu dobivati drugi ugljikovodici koji mogu poslužiti kao gorivo, ali i za proizvodnju umjetnih polimera.

 Kada sam dakle pogledao shemu tehnološkog postupka što je objavljen u znanstvenom časopisu Joule uz članak „A process for capturing CO₂ from the atmosphere“ (Postupak za vezivanje CO₂ iz atmosfere) nisam se mogao načuditi: „Zar samo to?“ Da, „samo to“  jer je riječ o kemiji koja se uči u osnovnoj školi, a za koju su znali i alkemičari kada su od potaše (alcalia fixa) dobivali alkaliju (alcalia) ulijevajući gašeno vapno (calx extincta) u lukšiju. Da skratimo: zrak prolazi kroz otopinu kalijeva hidroksida (kalijevu lužinu) pri čemu se lužina pretvara u kalijev karbonat (potašu). Reakcijom dobivenoga kalijeva karbonata s kalcijevim hidroksidom (gašenim vapnom) taloži se kalcijev karbonat (vapnenac) a regenerira kalijev hidroksid. Kalcijev karbonat se zatim žari da bi se dobio kalcijev oksid (živo vapno) koje se potom „gasi“ vodom kako bi nastalo gašeno vapno (kalcijev hidroksid). Sve bi to već osnovac trebao znati.  

No to je kemija, a ne kemijska tehnologija. Da bi se taj slijed četiri jednostavne kemijske reakcije pretvorio u tehnološki, industrijski postupak trebalo je uložiti mnogo rada i mnogo novca. (Znak dolara očito treba pisati i na lijevoj strani jednadžbe, no na kraju se sve krati pa „$“ ostaje  samo na njezinoj desnoj strani. Jao ako se ne pokrati!)

Dobar, dobro razrađen kemijsko-tehnološki postupak mora biti zatvoren. To znači da se svi međuprodukti regeneriraju: iz sirovine se dobiva proizvod, samo proizvod bez otpada. Tako je i s opisanim  postupkom. Iako nastaje pet  međuprodukata, u postupak ulazi samo zrak (kao sirovina), a izlazi ugljikov dioksid (kao konačni proizvod). Što se onda troši? Troši se energija, a energija je skupa.

 Odakle energija? Izvedene su dvije inačice postupka. U prvoj inačici sva energija dolazi od prirodnog plina, a u drugom iz plina i elektrane. Bilanca? U prvom slučaju troši se 8,81 GJ po toni vezanog CO₂, a u drugoj 5,25 GJ iz prirodnog plina i još  1,32 GJ  (366 kWh) iz izvora električne energije. Sve u svemu, iz tone CO₂ izdvojenog iz zraka dobiva se 1,3 do 1,5 tone čistog ugljikova dioksida. Razlika očito potječe iz onog ugljikovog dioksida što se oslobodio izgaranjem prirodnog plina (metana), jer se i taj CO₂ veže kalijevom lužinom.

Najvažniji i tehnološki najzahtjevniji dio postrojenja je kontaktni uređaj (air contactor). U njemu dolazi do kontakta CO₂ (zraka) s kalijevom lužinom. Kako u zraku ima malo ugljikova dioksida (samo 0,04 %) jasno je da kroz contactor moraju prolaziti goleme količine zraka (u kubičnom metru zraka ima samo 0,8 grama CO₂). Uređaj se, ukratko, sastoji od sedam metara dugačkih cijevi kroz koje ventilatori propuhuju zrak brzinom od 1,4 m/s.

Drugi dijelovi postrojenja manje su kritični jer su uglavnom preuzeti, uz prerade i dorade, iz drugih tehnoloških postupaka, primjerice iz proizvodnje papira. Kada se izjednače sve jednadžbe dolazi se do cijene od  94 do 232 dolara po toni proizvedenog ugljikova dioksida.

Nije sve naravno ostalo na papiru. Pokusni pogon, što ga je izgradila tvrtka Carbon Engineering (CE) u kanadskom gradu Squamishu (British Columbia) već izdvaja 0,6 tona ugljikova dioksida dnevno, no optimalna proizvodnja bila bi pet tisuća puta veća, naime milijun tona godišnje.

Milijun tona  ugljikova dioksida izdvojenog iz zraka čini se mnogo, no samo dok to ne usporedimo s njegovom emisijom. Svaki stanovnik Sjedinjenih Država proizvodi godišnje 18 tona CO₂, što znači da bi ovakva tvornica „čistila zrak“ za 50 tisuća Amerikanaca, dakle svih stanovnika omanjega grada. Prema drugom proračunu, kada  bi se svi viškovi ugljikova dioksida uklanjali opisanom tehnologijom, za to bi trebalo izdvajati 3-5 % bruto nacionalnog dohotka. Malo? Mnogo? Ipak mnogo, jer kako reče voditelj projekta Ken Caldeira, „ima mnogo načina da se smanji emisija (CO₂) za manje od 100 dolara po toni“. Stoga navedeni postupak treba gledati prije svega kao novu metodu za proizvodnju ugljikova dioksida, jeftinije nego dosad (maloprodajna cijena tone CO₂ iznosi 9.000 kn, dakle oko 1.500 dolara).

Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951. godine, je kemičar, umirovljeni znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti: napisao je na stotine znanstveno-popularnih članaka, sedam je godina bio glavni urednik Prirode, a sada je urednik rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji. Autor je sedam izložbi u Tehničkom muzeju Nikola Tesla u Zagrebu te 13 znanstveno-popularnih knjiga. Posljednja knjiga, s temom postanka života na Zemlji napisana je na engleskom jeziku (The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life).