في سعيهم لإيجاد حلول لحماية كوكبنا من تغير المناخ، لجأ العلماء إلى عزل الكربون. لكن النظم البيئية للغابات ليست بهذه البساطة، فلا يمكننا تطبيق عزل الكربون بمجرد زراعة المزيد من الأشجار. الأمر يتطلب أكثر من ذلك. في هذه المدونة، وبينما نستكشف هذه الممارسة، سنتعرف أيضًا على فوائد عزل الكربون وأنواعه وطرقه.
فوائد عزل الكربون
هذه العملية كلها تتعلق بـ تخزين ثاني أكسيد الكربون (CO2) الملتقط من المصانع أو يُؤخذ مباشرةً من الهواء. ثم يُنقل ثاني أكسيد الكربون المُلتقط بأمان ويُخزَّن تحت الأرض بشكل دائم.
يكتسب تخزين ثاني أكسيد الكربون أهميةً بالغة لأن الانبعاثات المرتبطة به تُسخّن مناخ الأرض. ويحدث هذا بطرق لم نشهدها منذ ملايين السنين، كالعواصف والفيضانات وحرائق الغابات، بل ويضرّ بالحياة البحرية بجعل المحيطات أكثر حمضية.
والآن حان الوقت لاستكشاف فوائد عملية عزل الكربون.
1. الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري
هل تعلم: أن النظام البيئي يمتص بشكل طبيعي حوالي 55% من الكربون المنبعث و45% منه يبقى في الغلاف الجوي.
يساعد عزل الكربون على الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري من خلال تخزين ثاني أكسيد الكربون الملتقط من الغلاف الجوي.
2. حماية الغابات ونمو الأشجار
تعمل الغابات كمصرف للكربون، حيث تمتص ما يقرب من 7.6 مليار طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. كما تُحتجز ما يقرب من 2% من انبعاثات الكربون، مما يُسهم في التخفيف من آثار تغير المناخ. يخزن الكربون الزائد من الهواء لتقليل الضغط على الحيوانات ومساعدتها على النمو بشكل طبيعي.
3. التخفيف من حموضة المحيطات
تمتص الطبقة العليا من المحيطات حوالي 30% من الكربون المنبعث. وهذا يزيد من حموضة المياه، ولكن بفضل مزايا عزل الكربون، لن تمتص المحيطات الكربون الزائد. منع الارتفاعات غير الضرورية في مستويات الحموضة لديهم ولن يؤثر سلبًا على الحياة البحرية.
4. تقليل انبعاثات الكربون
مع التقدم التكنولوجي، يتم تخزين كميات أكبر من ثاني أكسيد الكربون، مما يُسهم في تقليل انبعاثات الكربون المتزايدة باستمرار في الغلاف الجوي.
5. حماية الموارد ومنع التصحر
يرتبط الضرر الذي يلحق بالعديد من الموارد الأخرى بالضرر الذي يلحق بالغابات والنظم البيئية. ويُقلل عزل الكربون من كمية ثاني أكسيد الكربون التي تمتصها هذه المناطق، مما يُسهم في حماية الموارد.
علاوة على ذلك، تلعب دورا رئيسيا في منع التصحر، وهو تحول الغابات والأراضي العشبية إلى صحاري بسبب موت المزارع والنباتات.
اقرأ أيضا: عزل الكربون مقابل التقاط الكربون: ما الفرق؟
أنواع عزل الكربون
لا يبحث الباحثون عن أساليب جديدة لعزل الكربون فحسب، بل يبحثون أيضًا عن سبل لاكتشاف طرق لإعادة استخدام الكربون في تصنيع مواد مختلفة. فيما يلي الأنواع الرئيسية لثاني أكسيد الكربون:2 عزله.
1. بيولوجي - أنه يتم ذلك من خلال عملية التمثيل الضوئي لتخزين ثاني أكسيد الكربون بشكل طبيعي في النباتات والأشجار والتربة والمحيطات. يُخزَّن في جذور النباتات والأشجار وأوراقها.
تمتص المحيطات حاليًا ربع عشرة غيغاطن من ثاني أكسيد الكربون الصناعي سنويًا. ومع ذلك، فهذه العملية ليست دائمة، إذ تتغير باختلاف درجات الحرارة، وخاصةً في المناطق القطبية.
2. الجيولوجية - إنه ينطوي على حقن ثاني أكسيد الكربون في التكوينات الصخرية المسامية تحت الأرض. تُفضّل صناعات الصلب والمعادن هذه الطريقة، لكنها لا تزال في مراحلها الأولى، وتواجه العديد من القيود. نعم، لا تزال هناك شكوك حول جدواها على المدى الطويل.
3. التكنولوجية - هذه الطريقة يحول الكربون إلى منتجات مفيدة أخرى مثل الميثان يُستخدم كوقود لتوليد الكهرباء أو تشغيل المركبات. كما يُحوَّل إلى الجرافين، الذي يُعَدُّ مؤخرًا بديلًا أفضل لليثيوم.
لا تزال طرق أخرى، مثل التقاط الهواء المباشر، في مراحلها الأولى من التطوير. وبالتالي، لا تزال غير مجدية اقتصاديًا للاستخدام على نطاق واسع. ومع ذلك، يمكنك الاطلاع على الشركات التي تقدم تقنيات لإزالة ثاني أكسيد الكربون.
4. الصناعية – أما بالنسبة لهذا النوع من العزل، فهو يتعلق باستخدام الوقود الأكسجيني، أو طرق ما بعد الاحتراق، أو ما قبل الاحتراق لاستخراج الكربون من محطات الطاقة.
- الاحتراق المسبق يحبس الكربون قبل احتراق الوقود. ويفعل ذلك بتحويل الفحم إلى غاز مُركّب، ثم فصل الهيدروجين عن أول أكسيد الكربون.
- آخر الاحتراق يزيل الكربون من غازات العادم.
- وأخيرا، لتخزين الانبعاثات، احتراق الأكسجين والوقود يحرق الوقود مع الأكسجين.
ما هو عزل الكربون في الزراعة والأشجار؟
يمكن للحقول الزراعية تخزين الكربون عن طريق احتجاز الغازات المسببة للاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون. يحدث هذا بشكل رئيسي في التربة. عندما تنمو المحاصيل، تقوم بعملية التمثيل الضوئي، حيث تمتص ثاني أكسيد الكربون خلال هذه العملية ثم تطلق الأكسجين. بفضل الحرث أو الزراعة، يمكن إطلاق الكربون المُخزّن في الهواء. إذا تجنب المزارعون الحرث، يمكنهم الاحتفاظ بالكربون في التربة والمساهمة في مكافحة تغير المناخ.
خلال عملية التمثيل الضوئي، يحدث احتجاز الكربون في الأشجار عندما تمتصه من الغلاف الجوي، ثم تخزنه ككتلة حيوية.
انظر أيضا: باحثون صينيون يكشفون عن مخزون عالمي ضخم من الكربون في التربة
طرق عزل الكربون
تُركز هذه الطرق على طرق مُختلفة لالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. وتتراوح هذه الطرق بين تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد مفيدة وتحسين العمليات الطبيعية مثل العناية بالتربة والغابات. دعونا نُناقش هذه الطرق بالتفصيل أدناه:
| الأسلوب | الوصف |
| كيماويات CO2 | تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول أو يوريا أو بوليمرات باستخدام المحفزات |
| وقود ثاني أكسيد الكربون | إنتاج الوقود مثل الميثانول والوقود الصناعي عن طريق الجمع بين ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين |
| الطحالب الدقيقة | معالجة الطحالب الدقيقة عالية الكفاءة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود ومواد كيميائية |
| مواد البناء الخرسانية | استخدام ثاني أكسيد الكربون في معالجة إنتاج الأسمنت أو المواد الخام، واستبدال الأسمنت التقليدي |
| استخلاص النفط المعزز بثاني أكسيد الكربون (EOR) | حقن ثاني أكسيد الكربون في آبار النفط لتعزيز إنتاج النفط |
| الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه (BECCS) | دمج نمو الأشجار والطاقة الحيوية واحتجاز ثاني أكسيد الكربون للاستفادة منه |
| تحسين التجوية | تسريع تكوين الكربونات عن طريق نشر الصخور المسحوقة مثل البازلت على الأرض |
| الغابات | استخدام الأخشاب من الغابات الجديدة والموجودة لتخزين ثاني أكسيد الكربون في المباني |
| عزل كربون التربة | تقنيات إدارة الأراضي التي تعزز المحاصيل الزراعية وتخزن ثاني أكسيد الكربون في التربة |
| الفحم النباتي | تطبيق الكتلة الحيوية المُحللة حرارياً على التربة للاستفادة من ثاني أكسيد الكربون |
1. المواد الكيميائية لثاني أكسيد الكربون – يُحوَّل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات مثل الميثانول واليوريا والبوليمرات باستخدام محفزات. ومن المتوقع أن يتراوح استهلاكه السنوي من ثاني أكسيد الكربون بين 2 و0.3 جيجا طن بحلول عام 0.6، وتتراوح تكلفته بين 2 و2050 دولار أمريكي للطن الواحد.
2. وقود ثاني أكسيد الكربون عند دمجه مع الهيدروجين، يُنتج وقودًا مثل الوقود الاصطناعي والميثانول، وهو مفيد في قطاع النقل. تبلغ تكلفة طنه حوالي 670 دولارًا.
3. الطحالب الدقيقة من المتوقع أنه بحلول عام ٢٠٥٠، ستُحوّل الطحالب الدقيقة عالية الكفاءة ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية ووقود. وسيستهلك هذا ما بين ٠.٢ و٠.٩ جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا للإنتاج. وتُقدّر تكلفتها بين ٢٣٠ و٩٢٠ دولارًا أمريكيًا للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون.
4. مواد البناء الخرسانية يمكننا تخزين ثاني أكسيد الكربون واستبداله بالإسمنت التقليدي. يُمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون في معالجة الإسمنت أو في إنتاج الركام. في عام ٢٠٥٠، من المُحتمل أن يتراوح استهلاكه بين ٠٫١ و١٫٤ جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون. قد تتراوح تكلفة طن ثاني أكسيد الكربون بين ٣٠ و٧٠ دولارًا أمريكيًا.
5. استخلاص النفط المعزز بثاني أكسيد الكربون (EOR) - بحقن ثاني أكسيد الكربون في آبار النفط، يُعزز إنتاج النفط. بحلول عام ٢٠٥٠، من المحتمل أن نتمكن من استخدام ما بين ٠٫١ و١٫٨ جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. وستتراوح تكلفة ذلك بين ٦٠ و٤٠ دولارًا أمريكيًا للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون.
6. الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه (BECCS) بحلول عام ٢٠٥٠، يمكننا استخدام ما بين ٠.٥ و٥ جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا من خلال الجمع بين زراعة الأشجار والطاقة الحيوية واحتجاز ثاني أكسيد الكربون. وتتراوح تكلفة ذلك بين ٦٠ و١٦٠ دولارًا أمريكيًا للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون.
7. التجوية المحسنة - بنشر الصخور المسحوقة كالبازلت على الأرض، سيتسارع تكوين الكربونات الناتج عن ثاني أكسيد الكربون. سيؤدي ذلك إلى تحسين الغلة الزراعية. مع ذلك، لا تتوفر تقديرات لتأثيره بحلول عام ٢٠٥٠.
8. الغابات – بحلول عام ٢٠٥٠، ستتمكن أخشاب الغابات الجديدة والموجودة من تخزين ما يصل إلى ١.٥ جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون في المباني. وستتراوح تكلفة ذلك بين ٤٠ و١٠ دولارات للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون.
9. احتجاز الكربون في التربة - من المتوقع أن تُحسّن تقنيات إدارة الأراضي الغلة الزراعية بحلول عام ٢٠٥٠، وأن تُخزّن ما بين ٠.٩ و١.٩ جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. وتتراوح تكلفتها بين ٢٠ و٩٠ دولارًا أمريكيًا للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون.
10. الفحم الحيوي – من المتوقع أن تستخدم الكتلة الحيوية المحللة حرارياً والمطبقة على التربة ما بين 0.2 إلى 1 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً بحلول عام 2. وسيكلف ذلك حوالي 2050 دولاراً أمريكياً للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون.
إشارة الصليب: عزل الكربون للتخفيف من آثار تغير المناخ
لماذا يعد عزل الكربون مهمًا؟
ترتبط أهمية عزل الكربون بقدرته على مكافحة تغير المناخ. ويتم ذلك من خلال: خفض مستوى ثاني أكسيد الكربون في الهواءبالإضافة إلى ذلك، يُقدّم فوائد مثل تنقية الهواء والماء والحد من الفيضانات. بل ويُحافظ على صحة النظم البيئية، وخاصة الغابات. لمعرفة المزيد عن هذه القضايا العالمية، تابعوا قراءة منشورات مدونتنا.
يجب أن يقرأ: أهم 7 أسباب تجعل احتجاز الكربون وتخزينه فكرة سيئة
