ما هي تقنية احتجاز الكربون وتخزينه؟

تعرف على أحد الحلول العالمية لمواجهة تغير المناخ

شبكة بيئة ابوظبي، منصة اوزون، القاهرة، بقلم، أحمد شوقي العطار 30 أبريل 2023

في الوقت الحالي، يعتمد الاقتصاد العالمي بشكل كبير على الوقود الأحفوري، والذي لم يعد من الممكن استخدامه بالوتيرة الحالية إذا أردنا تحقيق الأهداف المناخية العالمية.

تعتبر تقنية احتجاز الكربون وتخزينه، جنبًا إلى جنب مع خطط التحول إلى الطاقة النظيفة، على رأس الضروريات التي وضعها الخبراء في “روشتة” إنقاذ الأرض من الاحترار العالمي، وتحقيق الأهداف المناخية على مستوى العالم.

ما هي تقنية احتجاز الكربون وتخزينه؟
يؤدي حرق الوقود الأحفوري، مثل النفط والغاز والفحم، في محطات توليد الكهرباء إلى انبعاث ثاني أكسيد الكربون، وهي المحرك الرئيس لتغير المناخ.

تعمل عملية احتجاز الكربون على إيقاف إطلاق معظم ثاني أكسيد الكربون الناتج من الحرق، ثم إعادة استخدامه أو تخزينه تحت الأرض، ويعتبرها البعض عملية أساسية للمساعدة في معالجة الاحترار العالمي.

يُعرف مصطلح احتجاز الكربون وتخزينه أيضًا بأنه: “عملية يتم فيها فصل (التقاط) تيار نقي نسبيًا من ثاني أكسيد الكربون (CO 2) من المصادر الصناعية والمتعلقة بالطاقة، وتكييفه، وضغطه، ونقله إلى موقع تخزين لعزله من الجو بشكل طويل الأجل”.

غالبًا ما يتم استخدام مصطلح احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) بالتبادل مع مصطلح التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS).

الفرق بين الاثنين هو التعامل المحدد مع الكربون الملتقط، حيث يشير المصطلح الأول إلى الالتقاط ثم التخزين في أعماق الأرض، بينما يشير الثاني إلى التقاط الكربون واستخدامه، أي إعادة تدويره لمزيد من الاستخدام في منتجات أخرى، ومن ثم تخزينه داخلها، مثل الاستخلاص المعزز للنفط (EOR)، أو صنع وقود سائل، أو تصنيع سلع استهلاكية مفيدة، مثل البلاستيك.

نظرًا لأن كلا النهجين يلتقطان ثاني أكسيد الكربون المنبعث ويخزنانه بشكل فعال، سواء كان ذلك تحت الأرض في التكوينات الجيولوجية أو التخزين طويل الأجل في المنتجات المادية، غالبًا ما يتم التعامل مع المصطلحين بالطريقة نفسها.

ما هي مراحل عملية احتجاز الكربون وتخزينه؟
تعد زراعة الأشجار وتغيير اساليب الزراعة التي تحبس الكربون في التربة من بين الحلول الطبيعية لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بطرق بسيطة ورخيصة للحد من ثاني أكسيد الكربون.
منذ سبعينيات القرن الماضي، ظهرت طرق اصطناعية وتكنولوجية جديدة أسرع، تُعرف باسم تقنيات تخزين الكربون.

تقول سامانثا ماكولوتش، مديرة وحدة التقاط الكربون وتخزينه في وكالة الطاقة الدولية: “هناك العديد من الخيارات لهذه التقنية، والأكثر شيوعاً هو التقاط ثاني أكسيد الكربون من مصادر الطاقة الصناعية التي تعمل بالوقود الأحفوري. ثم نقله عبر خطوط أنابيب أو سفن وتخزينه”.

في العادة، تمر عملية احتجاز الكربون بثلاثة مراحل: التقاط ثاني أكسيد الكربون الناتج عن توليد الطاقة أو النشاط الصناعي، مثل صناعة الصلب أو الإسمنت؛ ثم نقله بطرق آمنة عن طريق السفن أو النقل البري أو في خطوط الأنابيب إلى مواقع التخزين، ثم تخزينه في أعماق الأرض عبر حقن ثاني أكسيد الكربون في التكوينات الصخرية العميقة تحت الأرض للتخزين الدائم.

تتضمن العملية حقن الانبعاثات في مركب امتصاص يحتوي على مذيب. وجمع ثاني أكسيد الكربون، ثم إطلاق الغازات الأخرى.

لفصل المذيب عن ثاني أكسيد الكربون، يستخدم العلماء الحرارة. ثم يعاد تدوير المذيب ويتم تخزين ثاني أكسيد الكربون النقي في عمق الأرض في كهوف صخرية.

وتضيف: “الطريقة الأخرى لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون هي إزالته من الغلاف الجوي مباشرة من الهواء”.

وتتابع: “في كلتا الحالتين، يخزن في تكوينات جيولوجية عميقة لإبعاده عن دورة الكربون التي تساهم في تسخين الكوكب”.

تستخدم هذه التكنولوجيا بشكل أساسي في الصناعات حيث يمكن إعادة استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز، على سبيل المثال لإخراج النفط والغاز من الاحتياطيات الجوفية.

تشمل مواقع التخزين المحتملة لانبعاثات الكربون طبقات المياه الجوفية المالحة أو خزانات النفط والغاز المستنفدة، والتي تحتاج عادةً إلى عمق 0.62 ميل (1 كيلومتر) أو أكثر تحت الأرض.

كمثال على ذلك، لدى المملكة المتحدة أحد أشهر مواقع التخزين التابع لمشروع Zero Carbon Humber، وهو موجود في طبقة المياه الجوفية المالحة المسماة “Endurance”، والتي تقع في جنوب بحر الشمال، على بعد حوالي 90 كيلومترًا من الشاطئ.

يبلغ عمق موقع الخزان، حوالي ميل واحد (1.6 كم) تحت قاع البحر، ولديه القدرة على تخزين كميات كبيرة جدا من ثاني أكسيد الكربون.

وبالمثل، يوجد في الولايات المتحدة العديد من مواقع الكربون على نطاق واسع مثل مشروع Citronelle Project في ألاباما. يبلغ عمق موقع حقن الخزان الملحي حوالي 1.8 ميل (2.9 كيلومتر).

تعمل تقنية احتجاز الكربون وتخزينه منذ عام 1972 في الولايات المتحدة، حيث قامت العديد من مصانع الغاز الطبيعي في تكساس بالتقاط وتخزين أكثر من 200 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض.

وفقًا لتقرير معهد CCS العالمي لعام 2022، كان هناك 194 مرفقًا واسع النطاق لاحتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون على مستوى العالم في نهاية عام 2022، مقارنة بـ 51 في عام 2019.

في عام 2022 أضيف 61 مرفقَا جديدًا، 30 منها قيد التشغيل، و11 قيد الإنشاء والباقي في مراحل مختلفة من التطوير.

ومن إجمالي عدد المشاريع، يوجد 94 في الأمريكيتين (80 في الولايات المتحدة)، و73 في أوروبا (27 في المملكة المتحدة)، و21 في آسيا والمحيط الهادئ و6 في الشرق الأوسط.

نمت قدرة احتجاز ثاني أكسيد الكربون في جميع مرافق احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون قيد التطوير إلى 244 مليون طن سنويًا في عام 2022، وهي زيادة مذهلة بلغت 44٪ على مدار العام.

ووفقًا للمعهد العالمي CCS، فإن التقنية مجربة، وتعمل بأمان لأكثر من 45 عامًا”.

ومعارضون
يرى العلماء أنه إلى أن نحصل على مصادر الطاقة المتجددة على نطاق واسع، تظل تقنية احتجاز الكربون وتخزينه عنصراً مهماً للانتقال إلى عالم خالٍ من الوقود الأحفوري. لقد

دعموا حجتهم بالإشارة إلى تقرير للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ الذي صدر في إبريل 2022.

أبرزت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) في تقريرها أنه إذا أردنا تحقيق طموحات اتفاقية باريس والحد من الزيادات المستقبلية في درجات الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت)، فيجب علينا القيام بأكثر من مجرد زيادة الجهود لتقليل الانبعاثات، حيث نحتاج أيضًا إلى نشر تقنيات لإزالة الكربون من الغلاف الجوي.

تعد تقنية احتجاز الكربون وتخزينه إحدى هذه التقنيات المعترف بها، ويمكنها بالتالي أن تلعب دورًا مهمًا في معالجة ظاهرة الاحتباس الحراري.

لكن هناك من يعارض ذلك، ويرى أن احتجاز الكربون وتخزينه عملية مكلفة للغاية وأنه من الأفضل إنفاق الأموال على مصادر الطاقة المتجددة وتخزين الطاقة (مثل البطاريات).

كما يشير المعارضون إلى أن العديد من مشاريع احتجاز الكربون وتخزينه قد فشلت في تحقيق خفض الانبعاثات الموعودة.

بالإضافة إلى ذلك، يجادل المعارضون بأن احتجاز الكربون وتخزينه ليس سوى تبرير لاستخدام الوقود الأحفوري غير المحدود المتخفي في صورة تخفيضات هامشية للانبعاثات.

في عام 2021 أجرت منظمة المناخ الدولية Global Witness بحثاً لتقييم ما إذا كانت التكنولوجيا قادرة على المساعدة في تحقيق هدف منع ارتفاع حرارة الأرض بمقدار 1.5 درجة مئوية.

كان استنتاجهم أنه “لا يمكن الاعتماد عليها لتحقيق تخفيضات الانبعاثات العالمية في الموعد المحدد ، ولكنها تستخدم أيضاً لاستخراج المزيد من النفط” كما يقول دومينيك إيغلتون، أحد كبار الناشطين في غلوبال ويتنس.