تقنيات التقاط الكربون واحتجازه تتقدَّم

تدعم الصناعة وتحدّ من تغيُّر المناخ

عامل في شركة «شل» قرب محطة لالتقاط أكسيد الكربون وتخزينه في ولاية ألبرتا بكندا (رويترز)
عامل في شركة «شل» قرب محطة لالتقاط أكسيد الكربون وتخزينه في ولاية ألبرتا بكندا (رويترز)
TT
20

تقنيات التقاط الكربون واحتجازه تتقدَّم

عامل في شركة «شل» قرب محطة لالتقاط أكسيد الكربون وتخزينه في ولاية ألبرتا بكندا (رويترز)
عامل في شركة «شل» قرب محطة لالتقاط أكسيد الكربون وتخزينه في ولاية ألبرتا بكندا (رويترز)

تسبب الارتفاع الأخير في أسعار الغاز الطبيعي في إيقاف عجلة الإنتاج في العديد من مصانع الأسمدة حول العالم، وأعقب ذلك حدوث صدمات في صناعات أخرى. ويعتمد تصنيع سماد الأمونيا على النيتروجين والهيدروجين، حيث يأتي الأخير من تكسير الغاز الطبيعي، وهي عملية ينتج عنها ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي.
ويُعتبر ثاني أكسيد الكربون مكوناً أساسياً في صناعات مختلفة، ابتداءً بالمشروبات الغازية وانتهاءً بشكله الصلب الذي يمكن استخدامه في نقل وتخزين الأدوية الحساسة لدرجات الحرارة، بما فيها لقاح «فايزر» المستخدم في مواجهة انتشار فيروس كورونا.
وقد تسببت ندرة ثاني أكسيد الكربون في حدوث فوضى في سلاسل التوريد، حتى أن الشركات التي تشتري هذا المنتج بدأت تدفع خمسة أضعاف الثمن الذي اعتادت أن تدفعه سابقاً. وهكذا فإن الغاز، الذي يسعى العالم بأسره للحدّ من انبعاثاته، يبرهن على كونه حيوياً لاستمرار صناعات عديدة، مما يدفع كثيرين إلى التساؤل: لماذا لا يجري سحب ثاني أكسيد الكربون الفائض من الجو وتوفيره للمصانع التي هي في أمسّ الحاجة إليه؟
- احتجاز الكربون صناعياً
يأتي الكربون المستخدم في الصناعة من مصادر ثبتت جدواها منذ فترة بعيدة في سلاسل التوريد المعقدة. وتعدّ كميات هذا الغاز المتولدة عن صنع الأسمدة رخيصة نسبياً ويسهل فصلها، ولذلك ففي حال حصول خلل في إنتاج الأسمدة لن يكون هناك بديل جاهز لإنتاج الكربون. ذلك أن تراكيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هي نحو 420 جزءاً في المليون، مما يجعل فصله عن الهواء أمراً معقداً وأعلى تكلفة بكثير.
ورغم أن تقنيات التقاط ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتخزينه تتطلب عمليات صعبة ومكلفة، يرى العلماء أن الحاجة إلى تطوير هذه التقنيات وتطبيقها أمراً لا مناص منه في المستقبل القريب. وكان تقرير التقييم السادس لتغيُّر المناخ العالمي، الذي صدر مؤخراً عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغيُّر المناخ، رجّح أن يشهد كوكب الأرض تجاوز عتبة الحرارة المحددة بـ1.5 درجة مئوية زيادة عن مستويات ما قبل النهضة الصناعية في وقت ما خلال السنوات بين 2032 و2050. لذا، يلعب جمع الكربون الناجم عن عمليات حرق الوقود دوراً كبيراً في التصدي للتغيُّر المناخي، بالتوازي مع المساهمة في استقرار أسواق الطاقة، خصوصاً بعدما ثبت أنه سيكون من الصعب الاستغناء عن الوقود الأحفوري كلياً خلال فترة قريبة.
وفي حال حصول هذا «التجاوز الحراري» ستكون هناك حاجة لمجموعة من الأساليب والتقنيات لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وليس من عمليات حرق الوقود فقط، وإعادة استعماله، وتخزين ما يتبقى منه بشكل دائم. ومن الخيارات المنخفضة التقنية للتخزين زراعة المزيد من الأشجار التي تختزن الكربون أثناء نموها وزراعة المحاصيل التي تلتقط ثاني أكسيد الكربون.
يمكن لأشجار المنغروف الساحلية، على سبيل المثال، أن تحتجز الكربون بفعالية وديمومة أكبر بكثير مما تفعله الغابات. كما يجري احتجاز ثاني أكسيد الكربون عن طريق زراعة الطحالب التي يمكن حصادها ومعالجتها لتصنيع منتجات مفيدة، مثل الوقود الحيوي والأعلاف الغنية بالبروتين. وتعترض محدودية المكان ومصاعب التطبيق على نطاق واسع الاعتماد على النهج الطبيعي وحده لالتقاط الكربون. وقد أعلنت السعودية عن مشاريع ضخمة لزيادة مساحات المنغروف على سواحلها الواسعة وتنمية الطحالب المفيدة في البيئة البحرية، مع برامج للتعاون الإقليمي ضمن مبادرة «الشرق الأوسط الأخضر».
ومن الخيارات الأخرى استخلاص الكربون من الكتلة الحيوية، بالتخمير مثلاً، واستخدامه كمصدر للطاقة المتجددة. وكذلك استخلاص الكربون المنبعث من عادم السيارات وتخزينه على المركبة لاستخدامه لاحقاً. وكانت الشركة السعودية «أرامكو» طوّرت تقنية تسمح باحتجاز 25 في المائة من ثاني أكسيد الكربون الصادر عن عادم السيارات. ويمكن من خلال الجمع بين هذه التقنية وتقنية الاشتعال بضغط البنزين وتقنيات تحسين الكفاءة الأخرى، خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 50 في المائة.
- التقاط الكربون من المصدر
قد تكون أفضل الخيارات المتاحة حالياً «تقنية التقاط الكربون النقطي»، التي تتضمن تنقية غاز ثاني أكسيد الكربون من غازات العادم في مداخن المصانع ومحطات الطاقة، حيث ينبعث هذا الغاز بكميات أكبر وتراكيز أعلى بآلاف المرات مما هو موجود في الغلاف الجوي.
وتُعتبر «أرامكو» من بين الشركات الرائدة عالمياً في تطوير وتبني تقنيات التقاط الكربون النقطي، وهي تنفذ حالياً أحد أكبر المشاريع التجريبية على مستوى الشرق الأوسط. ويعتمد مشروع «أرامكو» التجريبي على استخلاص نحو 800 ألف طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً في معمل استخلاص سوائل الغاز الطبيعي في الحوية، التي تقع جنوب الهفوف شرقي السعودية، ثم يجري نقل الغاز في أنابيب بطول 85 كيلومتراً لحقنها في المكامن النفطية لحقل العثمانية.
وكانت الإمارات بدأت عام 2016 بتشغيل منشأة «الريادة» لالتقاط الكربون من انبعاثات مصانع شركة حديد الإمارات ثم حقنه وتخزينه في حقول النفط. ويقوم المشروع، الذي تملكه شركة بترول أبوظبي الوطنية (أدنوك) وشركة أبوظبي لطاقة المستقبل (مصدر)، على التقاط 800 ألف طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً مع خطة طموحة لزيادة الاستطاعة إلى 5 ملايين طن بحلول 2030.
وتوجد حول العالم العديد من وحدات احتجاز الكربون التي تعمل في مواقع مختارة، كتلك الموجودة في مشروع «أكورن» في أسكوتلندا، الذي يفصل ثاني أكسيد الكربون عن الغاز الطبيعي ويحقنه تحت بحر الشمال، ومشروع «سي دراكس» في بريطانيا الذي يلتقط الكربون من انبعاثات محطة لطاقة الكتلة الحيوية في شمال يوركشاير، وكذلك وحدة احتجاز الكربون في محطة توليد الطاقة التي تعمل بالفحم في مقاطعة ساسكاتشوان الكندية، ووحدة احتجاز الكربون في معمل «سينتشوري» للغاز غرب ولاية تكساس.
ورغم أن هذه الوحدات تنتج ثاني أكسيد الكربون بدرجة نقاء تبلغ 99 في المائة، فإنها لا تمثّل في الوقت الحاضر الحل الكافي لاحتياجات الصناعات القائمة على هذا الغاز، لأنها ما زالت مكلفة للغاية. لكن الأبحاث والتجارب التطبيقية مستمرة لتحسين التقنية وتخفيض التكلفة، وقد دخلت السعودية بقوة في هذا المجال، بالتعاون مع شركاء من المنطقة والعالم.
- استرجاع الكربون من الهواء
من الخيارات المكلفة الأخرى في احتجاز الكربون هي استرجاعه من الهواء، أي من الجو، وليس من المصدر كما في تقنية التقاط الكربون النقطي. ولا تزال هذه التقنية حديثة ومكلفة، حيث توجد حالياً 15 محطة تجريبية لالتقاط الكربون من الهواء مباشرة تبلغ استطاعتها ما يزيد قليلاً عن 9 آلاف طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً، وفقاً لوكالة الطاقة الدولية.
وتقوم شركة النفط الأميركية «أكسيدنتال» بتطوير أكبر منشأة لالتقاط الكربون من الهواء مباشرة بالقرب من بعض حقول النفط في تكساس، وذلك باستطاعة من المتوقع أن تصل إلى مليون طن سنوياً. أما شركة «كلايمووركس» السويسرية الناشئة، فقد بدأت في سبتمبر (أيلول) الماضي تشغيل مشروعها «أوركا»، الذي يقع بالقرب من العاصمة الآيسلندية ريكيافيك، ويعدّ أول وأكبر منشأة في العالم لالتقاط الكربون من الهواء مباشرة وتخزينه تحت الأرض على المستوى التجاري. وتصل استطاعة المشروع إلى 4 آلاف طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً. وهو يستخدم الطاقة المتجددة التي تنتج عن محطة طاقة حرارية أرضية قريبة لتشغيل المراوح والفلاتر من أجل التقاط الكربون ثم خلطه بالماء وضخّه في أعماق الأرض ليتحول ببطء إلى صخور. ويحصل المشروع على التمويل اللازم لتشغيله عبر اتفاقية شراء لإزالة الكربون لمدة 10 سنوات مع إحدى شركات التأمين السويسرية.
ولما كانت التكلفة المرتفعة هي العقبة الأساسية أمام انتشار تكنولوجيا احتجاز الكربون وتخزينه، تتزايد المطالبة بتوفير الدعم له على اعتباره أحد أساليب التصدي للتغيُّر المناخي. كما يمكن المساهمة باسترداد النفقات عن طريق تجارة الكربون وعوائد زيادة إنتاج حقول النفط التي يجري حقن الكربون في مكامنها.
على سبيل المثال، دخلت شركة «إن آر جي» الأميركية في شراكة مع «جي إكس» اليابانية لتشغيل منشأة لاحتجاز الكربون في محطة للطاقة قرب هيوستن اعتباراً من سنة 2017. وبلغت تكلفة هذه المنشأة مليار دولار، بما فيها 190 مليون دولار على شكل دعم فيدرالي. وتبلغ استطاعة منشأة احتجاز الكربون هذه 5 آلاف طن من ثاني أكسيد الكربون يومياً، يتم ضخّها على بعد 130 كيلومتراً في حقل «ويست رانش» النفطي. ويؤدي حقن الكربون إلى زيادة إنتاج النفط من 300 برميل بالوسائل التقليدية إلى نحو 5 آلاف برميل يومياً. ومن الطبيعي أن ترتبط جدوى المشروع، في غياب الدعم، بأسعار النفط.
وفيما يعترض البعض على توفير الدعم الحكومي لتقنيات احتجاز الكربون، يرى آخرون أنه أمر لا بد منه لدفع التقنيات في هذا المجال إلى مستويات متقدمة وخفض تكاليفه، كما جرى في حالة الطاقة المتجددة الناتجة عن الألواح الشمسية وتوربينات الرياح. وتترسخ القناعة اليوم أن التصدي لتغيُّر المناخ الكارثي يستلزم من الآن العمل على تطوير بنية تحتية راسخة لالتقاط الكربون واحتجازه بأفضل مردود وأقل تكلفة.


مقالات ذات صلة

المانجروف والسواحل السعودية... جهود متواصلة لزراعة 100 مليون شجرة

يوميات الشرق تستهدف السعودية زراعة أكثر من 100 مليون شجرة مانجروف (واس)

المانجروف والسواحل السعودية... جهود متواصلة لزراعة 100 مليون شجرة

برزت عدة حملات لزراعة أكثر من 10 آلاف شتلة على سواحل 5 مناطق في السعودية، تزامناً مع اليوم العالمي للأراضي الرطبة، بمشاركة لافتة من قبل المتطوعين.

غازي الحارثي (الرياض)
يوميات الشرق اهتمام كبير بالنمر العربي للحفاظ عليه من الانقراض (الشرق الأوسط)

فعاليات ومبادرات سعودية احتفاءً باليوم العالمي لـ«النمر العربي»

احتفت الهيئة الملكية لمحافظة العُلا باليوم العالمي للنمر العربي، الذي يوافق 10 فبراير من كل عام، إذ نظمت العديد من الفعاليات والمبادرات المجتمعية.

«الشرق الأوسط» (العلا)
يوميات الشرق أحد الثعابين التي نقلتها شركة «نقل الزواحف» في سيدني من منزل (صفحة الشركة عبر فيسبوك)

رجل يعثر على 102 ثعبان أسود سام في حديقة منزله بسيدني

قال رجل من مدينة سيدني الأسترالية إنه كان «مندهشاً تماماً» عندما أمسك صائدو الثعابين بأكثر من 102 ثعبان سام من فناء منزله الخلفي.

«الشرق الأوسط» (سيدني)
علوم تسهم المواقع المحددة في تسريع تحول السعودية نحو استخدام مصادر الطاقة المتجددة (واس)

10 مواقع لتخزين الطاقة الشمسية والرياح في البحر الأحمر

توصّلت دراسة بحثية جديدة أجرتها جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية «كاوست» لأفضل 10 مواقع مقترحة لتخزين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في البحر الأحمر.

«الشرق الأوسط» (جدة)
بيئة باحثو كاوست يفكّون شيفرة الطبيعة لكشف سر قدرة الشعاب المرجانية على الصمود (الشرق الأوسط)

باحثو «كاوست» يكشفون سر قدرة الشعاب المرجانية على الصمود

كشفت دراسة أجراها باحثون بجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية أن بقاء الشعاب المرجانية على قيد الحياة في مواجهة ارتفاع درجات الحرارة يعتمد على الكائنات الحية.

«الشرق الأوسط» (الرياض)

تحذيرات من دخول العالم «عصراً مناخياً جديداً» من الاحترار

رجل يشرب المياه تحت درجات الحرارة المرتفعة في البرازيل (أ.ف.ب)
رجل يشرب المياه تحت درجات الحرارة المرتفعة في البرازيل (أ.ف.ب)
TT
20

تحذيرات من دخول العالم «عصراً مناخياً جديداً» من الاحترار

رجل يشرب المياه تحت درجات الحرارة المرتفعة في البرازيل (أ.ف.ب)
رجل يشرب المياه تحت درجات الحرارة المرتفعة في البرازيل (أ.ف.ب)

في عام 2024، شهد العالم احتراراً تخطّى 1.5 درجة مئوية، وقد أكدت دراستان، نُشرتا الاثنين، أن تجاوز هذه العتبة التي حددها «اتفاق باريس للمناخ» وارد على المدى البعيد؛ لأنّ درجات الحرارة الأخيرة تأتي في إطار اتجاه طويل الأمد، وفقاً لـ«وكالة الصحافة الفرنسية».

ويشير باحثون، في مقالات نُشرت بصورة متزامنة بمجلة «نيتشر كلايمت تشينج»، إلى أننا ربما دخلنا فترة ستمتد لعقود تتجاوز فيها معدلات الاحترار عتبة 1.5 درجة مئوية مقارنة مع مستويات ما قبل الثورة الصناعية.

وكان 2024 أول عام في التقويم العالمي يتجاوز هذا المستوى من الاحترار؛ إذ بلغ متوسط ارتفاع درجات الحرارة على سطح الكوكب 1.55 درجة مئوية، مقارنة بمعدلات المدة ما بين 1850 و1900، وفق تحليل أجرته «المنظمة العالمية للأرصاد الجوية»، استناداً إلى 6 قواعد بيانات دولية رئيسية.

وقبل ذلك، رُصدت بالفعل سلسلة من 12 شهراً متتالية تخطى فيها معدل الاحترار هذه العتبة في يونيو (حزيران) 2024 بواسطة مرصد «كوبرنيكوس» الأوروبي.

وقالت الأمينة العامة لـ«المنظمة العالمية للأرصاد الجوية»، سيليست ساولو: «عام واحد تخطى خلاله الاحترار عتبة 1.5 درجة مئوية لا يعني أننا فشلنا في تحقيق الأهداف المناخية طويلة الأمد لـ(اتفاقية باريس)، التي تمتد على عقود من الزمن»، مرددةً رسالة التحذير المعتادة من وكالات المناخ الرئيسية.

«إنذار مبكر»

وتهدف «اتفاقية باريس» التاريخية، التي جرى التوصل إليها في عام 2015، إلى إبقاء معدلات ارتفاع درجة حرارة الأرض عند مستوى أقل بكثير من درجتين مئويتين، مع مواصلة الجهود لحصر الاحترار عند درجة مئوية واحدة ونصف درجة مقارنة بمعدلات ما قبل الثورة الصناعية.

لكن درجات الحرارة هذه تشير إلى متوسط مناخي (يقاس عادة على مدى 20 عاماً)، مما يتيح التخفيف من حدة التباين في درجات الحرارة من عام إلى آخر. ووفق هذا التعريف، فإن الاحترار الحالي يبلغ نحو 1.3 درجة مئوية.

وفي الدراستين، يتساءل الباحثون مع ذلك عما إذا كان تجاوُز عتبة 1.5 درجة مئوية في عام واحد يمثل «إنذاراً مبكراً» يشير إلى أن الحد طويل الأجل يجري تجاوزه بالفعل.

وقد درس فريق، يتخذ مقراً في ألمانيا والنمسا، هذه المسألة عبر الجمع بين البيانات الرصدية والنمذجة.

ولاحظ العلماء أنه منذ بدء الاحترار المناخي وبمجرد أن تتجاوز سنةٌ ما عتبات معينة من ارتفاع درجات الحرارة المتوسطة، فإن الوضع يظل عند هذا المستوى لعقدين.

ويشير هذا النموذج، إذا ما جرى استقراؤه على عتبة 1.5 درجة مئوية، إلى أن مدة العشرين عاماً فوق هذه الدرجة من الحرارة «بدأت بالفعل، وأن التأثيرات المتوقعة عند 1.5 درجة مئوية من الاحترار ستبدأ في الظهور»، وفق الباحثين، وذلك «ما لم تنفَّذ تخفيضات طموحة للانبعاثات».

العلماء يؤكدون على أهمية احتواء ظاهرة الاحترار قدر الإمكان إذ إن كل جزء إضافي من الدرجة يجلب مزيداً من المخاطر (أ.ف.ب)
العلماء يؤكدون على أهمية احتواء ظاهرة الاحترار قدر الإمكان إذ إن كل جزء إضافي من الدرجة يجلب مزيداً من المخاطر (أ.ف.ب)

«عصر جديد»

ولكن يتعين التحلي بالحذر، فالعالم لا يزال في بداية هذه المدة؛ وربما يتعين علينا الانتظار حتى منتصفها، أي بعد نحو 10 سنوات، لكي نثبت أن متوسط ارتفاع درجة الحرارة تجاوز 1.5 درجة مئوية على مدى عقدين.

ويتوافق هذا التقدير مع تقديرات علماء الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، وهم خبراء مكلفون من الأمم المتحدة، ويتوقعون أن هناك احتمالاً بنحو 50 في المائة لرؤية ارتفاع درجة حرارة المناخ بمقدار 1.5 درجة مئوية في المعدل للمدة من 2030 إلى 2035.

وتستخدم الدراسة الثانية، التي نُشرت نتائجها الاثنين، منهجية مختلفة قليلاً وفترات مرجعية مختلفة، لكنها توصلت إلى نتيجة مماثلة.

وقال أليكس كانون، من وزارة البيئة وتغير المناخ الكندية: «إذا استمرت التباينات عند مستوى 1.5 درجة مئوية لأكثر من 18 شهراً متتالية، فمن شبه المؤكد أن تُتجاوز عتبة (اتفاق باريس)»، حتى في حال تسجيل سيناريو وسيط لانبعاثات الغازات المسببة للاحترار (ما يسميه خبراء الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ «سيناريو SSP 2-4.5»).

ويؤكد العلماء على أهمية احتواء ظاهرة الاحترار قدر الإمكان؛ إذ إن كل جزء إضافي من الدرجة يجلب مزيداً من المخاطر، مثل موجات الحر أو القضاء على الحياة البحرية.

وبالتالي، فإن احتواء الاحترار العالمي عند 1.5 درجة مئوية، بدلاً من درجتين مئويتين، من شأنه أن يحدّ بشكل كبير من عواقبه الأكبر كارثية، وفق «اللجنة الدولية للتغيرات المناخية».

وقال ويليام ريبل، الأستاذ في جامعة أوريغون وهو غير مشارك في الدراستين: «إذا لم تُتخذ إجراءات عاجلة، فلن يتذكر الناس عام 2024 بصفته حالة شاذة؛ بل بصفته بداية عصر مناخي جديد يتميز بالمخاطر المتصاعدة».