تقنيات احتجاز الكربون هي تدابير تستخدم لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، غالبًا ما تم تجاهلها وطغى عليها من خلال نمو الطاقة المتجددة – والتي تعد بلا شك الاستراتيجية الأكثر أهمية للتخلص من اعتمادنا على الوقود الأحفوري، فقد أقرت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ مؤخرًا بأهمية احتجاز الكربون وإزالته كجزء أساسي من مكافحة تغير المناخ، إذن، ما هو احتجاز الكربون وتخزينه، وما هي تقنيات احتجاز الكربون الموجودة لدينا حاليًا؟
ما هو احتجاز الكربون وتخزينه؟
يشير احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) إلى عملية التقاط ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، في الغالب تحت الأرض، في حين أن معظم الناس قد يعتقدون أن احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه مفهوم جديد تمامًا منذ الظهور الأخير لمشاريع التقاط الهواء المباشر (DAC) ، فإن التقنيات التي تمتص ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء كانت موجودة منذ السبعينيات، لا يمثل التقاط الهواء المباشر سوى جزء صغير من صناعة احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون.
وفقًا لآخر تقرير للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، فإن تقنيات احتجاز الكربون ليست فقط بديلاً ، ولكنها “حتمية” لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية والحد من ظاهرة الاحتباس الحراري إلى أقل من 1.5 درجة مئوية. في حين أن التكاليف ومتطلبات الطاقة لعمليات التقاط الهواء المباشر لا تزال مرتفعة، فإن التطوير المتزامن للطرق التقليدية لـ CCS لا يزال وثيق الصلة بالموضوع.
فيما يلي ثلاث تقنيات متاحة حاليًا لاحتجاز الكربون يجب علينا توسيع نطاقها لتحقيق أهداف صافي الصفر العالمية.
1. طرق التقاط الكربون وتخزينه التقليدية
بدلاً من التقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء، تلتقطه الطرق التقليدية لاحتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون في مصادر التلوث المحددة، نظرًا لأننا نعلم أن توليد الكهرباء من المصدر النقطي هو أكبر مساهم في العالم في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، يمكن أن تكون هذه الطريقة فعالة في تحديد والتقاط الانبعاثات من محطات الوقود الأحفوري، على سبيل المثال.
فإن العيب هو أنه يكاد يكون من المستحيل التقاط الكربون من مصادر غير محددة، مثل النقل، كقطاع يمثل ربع الانبعاثات في الولايات المتحدة ، من أجل تخزينه تحت الأرض، يجب ضغط ثاني أكسيد الكربون أولاً بضغط عالٍ، وللقيام بذلك، يجب فصله عن الغازات والملوثات الأخرى، على الرغم من أنها ليست عملية صعبة بشكل خاص، إلا أنها قد تكون مكلفة، فإن هذه الطريقة أرخص مقارنة بأساليب التقاط الهواء المباشر.
يبدو أن التقاط الهواء المباشر أكثر جاذبية للحكومات نظرًا لحقيقة أن تنفيذ DAC أقل تقييدًا من الطرق التقليدية، حيث تتطلب الأخيرة بشكل كبير استقلالية وتعاون الصناعات، في الوقت نفسه، يعارض الجمهور فكرة تقديم إعانات إضافية لهؤلاء الملوثين الكبار. لكن هذا يشير إلى أن لدينا القدرة على توسيع نطاق تكنولوجيا احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه بسرعة أكبر إذا تم تقديم حوافز للصناعات لتبني هذه الأساليب التقليدية، فيما يلي بعض الطرق الحالية لفصل ثاني أكسيد الكربون النقي عن الشوائب.
2. امتصاص الكربون
الامتصاص هو طريقة ما بعد الاحتراق لالتقاط ثاني أكسيد الكربون. يتطلب توجيه غاز المداخن (غاز عادم الاحتراق الناتج في محطات توليد الطاقة) المتولد أثناء الاحتراق إلى جهاز تنقية لفصل ثاني أكسيد الكربون عن الغازات الأخرى. المواد الكيميائية الوحيدة التي تم استخدامها تجاريًا هي الأمينات ومشتقات الأمونيا.
يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الأمينات الموجودة في جهاز التنظيف لتكوين ملح كربونات قابل للذوبان، ثم يتم نقله وتسخينه في غلاية لعكس التفاعل الكيميائي، مما يؤدي إلى إذابة ملح الكربونات إلى ثاني أكسيد الكربون النقي والأمينات، سيتم ضغط ثاني أكسيد الكربون النقي ونقله إلى موقع التخزين بينما يُعاد استخدام الأمينات لامتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون في جهاز التنظيف.
بدأ أول احتجاز تجاري للكربون قائم على الأمينات في النرويج في عام 1996، ولكن لم يتم اعتماد هذه التكنولوجيا من قبل معظم محطات توليد الطاقة بسبب ارتفاع سعر تشغيلها ونقص التمويل العام.
في الآونة الأخيرة ، ثبت أن مادة أخرى قادرة على امتصاص ثاني أكسيد الكربون، تشبه العملية القائمة على الأمين: البلاستيك. أظهرت التجارب التي أجرتها جامعة رايس في هيوستن، تكساس أن التحلل الحراري للبلاستيك الذي يتم تسخينه في درجات حرارة مرتفعة ممزوجًا بعنصر كيميائي معين، أسيتات البوتاسيوم، ينتج جزيئات مسامية يمكن أن تحمل ما يصل إلى 18٪ من وزنه في ثاني أكسيد الكربون.
ومن المزايا الإضافية لهذه التقنية أنها تستطيع معالجة مشكلتين بيئيتين أكثر إلحاحًا في وقت واحد: النفايات البلاستيكية وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
تشير التقديرات إلى أن تكلفة التقاط الكربون باستخدام مزيج من البلاستيك وخلات البوتاسيوم يمكن أن تصل إلى 21 دولارًا أمريكيًا للطن من ثاني أكسيد الكربون، وهو أقل تكلفة بكثير من الامتصاص القائم على الأمين الذي يكلف 80 دولارًا إلى 160 دولارًا للطن.
