التقاط الكربون وتخزينه (CCS) هو طريقة حاسمة ل التخفيف من ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق الحد من انبعاثات الكربون. تتضمن هذه العملية ثلاث خطوات: التقاط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من توليد الطاقة أو العمليات الصناعية مثل تصنيع الصلب والأسمنت، ونقل ثاني أكسيد الكربون الملتقط، وتخزينه بشكل آمن تحت الأرض.
كيف تعمل تقنية CCS؟
تتضمن عملية CCS ثلاث خطوات رئيسية:
- احتجاز ثاني أكسيد الكربون: يتم عزل ثاني أكسيد الكربون (CO2) عن الغازات الأخرى الناتجة عن العمليات الصناعية، مثل تلك الموجودة في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم أو الغاز الطبيعي أو مصانع الصلب أو مصانع الأسمنت.
- النقل: يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون الملتقط ونقله عبر خطوط الأنابيب أو النقل البري أو السفن إلى موقع تخزين مخصص.
- التخزين: وبعد ذلك، يتم حقن ثاني أكسيد الكربون في أعماق الأرض في التكوينات الصخرية لتخزينه بشكل آمن على المدى الطويل.
انظر أيضا: ما هو عزل الكربون؟
كيف تساهم تقنية احتجاز الكربون وتخزينه في مكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي؟
لتحقيق هدف اتفاق باريس المتمثل في الحد من ارتفاع درجة الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت)، IPCC ويؤكد على الحاجة إلى تكثيف جهود خفض الانبعاثات ليس فقط ولكن أيضًا اعتماد تقنيات لاستخراج الكربون من الغلاف الجوي. تعد تقنية احتجاز الكربون وتخزينه من بين هذه التقنيات ويمكن أن تلعب دورًا مهمًا في معالجة الاحترار العالمي.
أين يتم تخزين انبعاثات الكربون في تقنية احتجاز الكربون وتخزينه؟
يمكن تخزين انبعاثات الكربون في مواقع مختلفة، مع المواقع الشائعة هي طبقات المياه الجوفية المالحة أو خزانات النفط والغاز المستنفدة، والتي تقع عادة على عمق 0.62 ميل (1 كم) أو أكثر تحت الأرض.
على سبيل المثال، في المملكة المتحدة المقترحة مشروع هامبر الخالي من الكربونسيتم تخزين انبعاثات الكربون في طبقة المياه المالحة المعروفة باسم Endurance، والتي تقع في جنوب بحر الشمال، على بعد حوالي ميل واحد (1 كم) تحت قاع البحر، مما يوفر سعة تخزين كبيرة.
وعلى نحو مماثل، تستضيف الولايات المتحدة العديد من مواقع تخزين الكربون واسعة النطاق مثل مشروع السترونيل في ألاباماحيث يتم حقن الكربون في خزان ملحي على عمق حوالي 1.8 ميل (2.9 كم).
كيف يعمل احتجاز الكربون؟
إنها العملية التي تمنع انبعاثات الكربون من دخول الغلاف الجوي إما عن طريق إعادة استخدامها أو تخزينها تحت الأرض في أماكن مثل خزانات النفط والغاز المعطلة أو المناجم أو الصخور النفاذة مثل طبقات المياه الجوفية المالحة.
تستخدم هذه العملية أساليب متنوعة لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بما في ذلك النظم البيئية الطبيعية التي تُحوّل الكربون الجوي إلى كتلة حيوية، لا سيما من خلال زراعة الأشجار. كما تشمل:
1. التقاط ما بعد الاحتراق: يركز هذا المشروع على انبعاثات غازات المداخن من مداخن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم أو الغاز الطبيعي، بالإضافة إلى المواقع الصناعية التي تُنتج مواد مثل الخرسانة والصلب. ويشمل جمع الانبعاثات من مصادر متنوعة، بما في ذلك مصانع الإيثانول في الغرب الأوسط. تقنيات ما بعد الاحتراق استخدام المواد الكيميائية مثل الأمينات لاستعادة ثاني أكسيد الكربون من غازات الاحتراق بكفاءة. ترتبط الأمينات بثاني أكسيد الكربون عند درجات حرارة منخفضة، وتُطلقه عند تسخينه، مُنتجةً ثاني أكسيد الكربون النقي عمليًا.
2. التقاط الهواء المباشر: غالبًا ما يتم تصورها على أنها فلتر هواء ضخملا شك أنها مكلفة وتستهلك طاقة كبيرة نظرًا لقدرتها على امتصاص كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون. وعلى الرغم من تلقيها تمويلًا لمواقع الاختبار من خلال قانون الاستثمار في البنية التحتية والوظائفهناك قيود سائدة تتعلق بالتكلفة واستخدام الطاقة. يُثبت احتجاز الكربون كفاءته القصوى عند استهدافه من مصادر ذات تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون، مثل انبعاثات إنتاج الإيثانول أو تصنيع الأسمنت.
3. النقل والتخزين: بمجرد التقاطه، يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون المعزول إلى حالة سائلة للنقل عبر خطوط الأنابيب إلى مواقع الاستخدام أو التخزين. تسعى مشاريع خطوط الأنابيب إلى نقل ثاني أكسيد الكربون من مصانع الإيثانول في الغرب الأوسط إلى داكوتا الشمالية وإلينوي. ومع ذلك، لا تزال المخاوف بشأن سلامة خطوط الأنابيب وإدارتها قائمة.
4. الاستخدام والحجز: لثاني أكسيد الكربون تطبيقات تجارية مثل إضافة الكربون إلى المشروبات وتحسين استخلاص النفط الخام عن طريق حقنه في آبار النفط القديمةومع ذلك، يشكك دعاة حماية البيئة في التقنيات التي تستخدم الكربون المحاصر لاستخراج المزيد من الوقود الأحفوري، وهو ما قد يؤدي إلى زيادة انبعاثات الكربون.
وبدلا من ذلك، يمكن أن يكون ثاني أكسيد الكربون مخزنة تحت الأرض لمنع انبعاثه في الغلاف الجوي. يتضمن ذلك حقن ثاني أكسيد الكربون في أعماق الأرض في تكوينات صخرية مناسبة، مما يضمن تخزينه طويل الأمد باستخدام تكوينات مسامية ونفاذة كالحجر الرملي أو الحجر الجيري، مع طبقة من الصخور الكثيفة فوقه لمنع تسرب ثاني أكسيد الكربون إلى السطح.
أيضا، تحقق من مزايا وعيوب احتجاز الكربون
كيف يختلف التقاط الكربون وتخزينه (CCS) عن التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS)؟
بالإضافة إلى احتجاز الكربون وتخزينه، يوجد مفهوم مرتبط يُعرف باسم CCUS، وهو اختصار لـ "احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه". وعلى عكس CCS، لا يركز CCUS على تخزين الكربون فحسب، بل أيضًا يستكشف إمكانية إعادة استخدام الكربون الملتقط في التطبيقات الصناعيةمثل إنتاج البلاستيك، أو الخرسانة، أو الوقود الحيوي.
