تلعب الانبعاثات الصناعية دورًا رئيسيًا في زيادة محتوى الكربون في الغلاف الجوي. وقد دفعت هذه القضية العلماء إلى ابتكار طرق لإزالة تلوث الكربون من الغلاف الجوي، وذلك عن طريق احتجازه وتخزينه تحت الأرض. ومع ذلك، فإن احتجاز الكربون ليس فعالًا فحسب، بل ضار أيضًا. لذا، دعونا نستعرض قائمة بست مزايا وعيوب لاحتجاز الكربون، ونحدد كيفية إدارة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بكفاءة.
معنى إزالة ثاني أكسيد الكربون والتقاط الهواء المباشر
يشير مصطلح CRD أو إزالة ثاني أكسيد الكربون إلى الأساليب المختلفة التي تم طرحها إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجويتشمل الأساليب المختلفة احتجاز الكربون في التربة، والتقاط الكربون من الهواء مباشرةً (DAC)، وتعزيز التمعدن، وإزالة الكربون من الكتلة الحيوية، وتخزينه. كما تشمل التحريج أو إعادة التحريج، وإزالة ثاني أكسيد الكربون من المحيطات. وهي في الأساس أداة لمعالجة الانبعاثات وإزالة الكربون من القطاعات.
التكنولوجيا التي تستخدم التفاعلات الكيميائية لسحب ثاني أكسيد الكربون2 يُطلق على عملية التقاط الهواء المباشر (DAC) اسم "التقاط الهواء المباشر". يتحرك الهواء فوق المواد الكيميائية ويتفاعل معها.2 يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون، وتمر عبره مكونات الهواء الأخرى. تُستخدم المواد الماصة الصلبة والمذيبات السائلة، المكونة من مواد كيميائية شائعة، بشكل شائع لالتقاط الهواء مباشرةً. تستخدم أنظمة أخرى قيد التطوير عمليات كهروكيميائية. يُحقن ثاني أكسيد الكربون المستخرج في أعماق الأرض.
6 مزايا وعيوب لالتقاط الكربون
يمكن لعملية احتجاز الكربون استخراج ثاني أكسيد الكربون2 عند نقطة الانبعاث أو من الغلاف الجوي. يُعد احتجاز الكربون وتخزينه من أكثر الطرق فعاليةً لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون.2 طرق الاستخراج. وهي مفيدة لمختلف القطاعات، الاقتصادية والاجتماعية والبيئية.
المزايا
وفقًا لمعهد غرانثام في كلية لندن للاقتصاد، فإن تقنية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) هي التقنية الوحيدة الدقيقة لخفض انبعاثات المنشآت الصناعية. كما أن هذه العملية تتفوق على أنواع أخرى من تقنيات إزالة الكربون.
1. استخراج الملوثات
في إحدى عمليات احتجاز الكربون وتخزينه، يتم استخدام الأكسجين لاحتراق الوقود بالأكسجين ويتم الحصول على تركيز أعلى من ثاني أكسيد الكربون2 كان موجودًا في غاز العادم المتبقي. هذا يُسهّل تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع المادة الماصة أثناء العملية وانفصاله.
الجسيمات المنبعثة أثناء انبعاث الأكسجين أثناء احتراق الوقود أثناء التقاط الكربون وتخزينه، يمكن إزالته باستخدام المرسب الكهروستاتيكيتُستخدم تركيزات عالية من الأكسجين في احتراق الوقود المُزوَّد بالأكسجين. أظهرت دراسة أجراها مختبر أرجون الوطني أن استخدام الأكسجين في الاحتراق يُؤدي إلى انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد النيتروجين بنسبة 50% أثناء عملية الاحتراق. وتنخفض الانبعاثات إلى النصف مقارنةً باستخدام الهواء العادي.
2. خفض تكلفة الكربون الاجتماعي
يمكن أن تُحسّن مرافق احتجاز الكربون وتخزينه الإنتاجية الإجمالية في قطاع الزراعة. الإزالة المباشرة لثاني أكسيد الكربون2 من المصدر يقلل من الأضرار الصافية التي يواجهها المجتمع ككل.
القيمة الدولارية للتكاليف والفوائد المقدرة للمجتمع من تغير المناخ الناجم عن ثاني أكسيد الكربون2 يُطلق على التكلفة الاجتماعية للكربون في الغلاف الجوي اسم التكلفة الاجتماعية للكربون. وعادةً ما ينتج عن انبعاثات طن متري إضافية من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مدار عام.
3. تقليل انبعاثات المصدر
وتقدر وكالة الطاقة الدولية أن التقاط الكربون وتخزينه قد يكون إزالة حوالي 20% من إجمالي ثاني أكسيد الكربون2 انبعاثات من إنتاج الطاقة والمنشآت الصناعية. تُعدّ هذه الصناعات مسؤولة عن حوالي 50% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الولايات المتحدة. وتتمتع تقنية احتجاز الكربون وتخزينه بميزة كبيرة هنا، إذ يمكنها التقاط ثاني أكسيد الكربون.2 في هذه النقطة المصادر.
4. توليد الطاقة المتجددة
يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون المخزن تحت الأرض لـ استخراج الحرارة الجوفية من نفس المواقع. بهذه الطريقة، يُمكن توليد طاقة متجددة إضافية دون جهد إضافي. دورات البخار في عملية عزل الكربون هي ثاني أكسيد الكربون.2يتم ضغطه وتحويله إلى سائل فوق حرج. بهذه الطريقة، يتم نقل المزيد من الحرارة، ويُضغط البخار بطاقة أقل. تعمل التوربينات بكفاءة أكبر بعد هذه العملية.
5. إنتاج مواد كيميائية جديدة
يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون الملتقط في تصنيع المواد الكيميائية والبلاستيكية المختلفة مثل البولي يوريثين والبوليمرات. يمكن أيضًا دمجه في الخرسانة لتعزيزها في مرحلة التصنيع، مما يزيد من متانة البنية التحتية.
6. توسيع فرص العمل
يتطلب تنفيذ عمليات احتجاز الكربون وتخزينه فنيين وعمالًا مهرة. هناك نطاق واسع لزيادة فرص العمل للفنيين والمهندسين وغيرهم من المتخصصين ذوي الصلة في هذا المجال.
علاوةً على ذلك، تناولنا في مقالنا مزايا وعيوب احتجاز الكربون عيوب هذا النظام. ألقِ نظرة أدناه.
انظر أيضا: أول حقيبة ظهر خالية من الكربون في العالم تلتقط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لزيادة قوتها
عيوب
نعم، تواجه هذه التقنية المتميزة بعض التحديات المتعلقة بتطبيقها. لكن لا يزال هناك مجال للتحسين في بعض مجالاتها.
1. ممكن تسرب
وفقًا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، فإن أي تسرب لثاني أكسيد الكربون2 من خط أنابيب بتركيز يتراوح بين 7% إلى 10% في الهواء المحيط قد يؤدي إلى التهديد المباشر للبشر. ورغم أن معدلات الحوادث أثناء النقل في مواقع احتجاز الكربون وتخزينه منخفضة نسبيا، فإن خطر التسرب المحتمل لا يزال قائما.
من الممكن أيضًا حدوث تسرب في المنشآت تحت الأرض. مع حدوث تسرب مفاجئ لثاني أكسيد الكربون،2 في حال حدوث تسرب في موقع الحقن، فقد يكون ذلك خطيرًا على البشر والحيوانات المجاورة. كما أن التسرب من آبار الحقن أو شقوق الصخور قد يُلوث التربة والمياه الجوفية في المنطقة. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان ثاني أكسيد الكربون2 إذا تسبب في أي نشاط زلزالي، فقد يؤدي ذلك إلى تعطيل المنطقة.
2. التأثير السلبي على عملية استخراج النفط
يُعدّ الاستخلاص المُحسَّن للنفط أحد الاستخدامات الحالية لثاني أكسيد الكربون المُلتقط. قد يُؤدي استخدام عملية احتجاز الكربون وتخزينه لاستخلاص النفط إلى إحباط غرضه. ثاني أكسيد الكربون المُلتقط2 تشتريها شركات النفط وتُحقن في آبار النفط المُستنزفة. بهذه الطريقة، يُمكنها الوصول إلى نفطٍ يصعب الوصول إليه. حرق هذا النفط سيؤدي إلى في نهاية المطاف إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وبهذا، يُفشل الهدف العام لاحتجاز الكربون وتخزينه.
3. سبب تجاوز التكلفة
يؤدي تطبيق تقنية احتجاز الكربون وتخزينه في محطات توليد الكهرباء والصناعات إلى زيادة التكلفة الإجمالية للمنتج النهائي. ذكرت جامعة يوتا في تقريرها البحثي، حوالي زيادة في تكاليف الكهرباء بنسبة تتراوح بين 50% إلى 80% لدفع تكاليف تنفيذ هذه التكنولوجيا.
لا تُطبّق غالبية المناطق أدوات تنظيمية لتشجيع أو تحفيز اعتماد تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه. وهذا هو السبب الرئيسي وراء هذه الزيادة الكبيرة في أسعار المعدات والبنية التحتية والخدمات اللوجستية والمواد اللازمة لهذه التقنيات.
4. تكوين الغاز الاصطناعي
من أهم عيوب إزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء باستخدام تقنيات التقاط الهواء المباشر. كما أنه في تقنية التقاط الكربون قبل الاحتراق، يُعالَج الوقود، ويُنتَج خليط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين. يُعرف هذا الخليط باسم غاز تخليقي الذي يتفاعل مع الماء لتكوين الهيدروجين الذي يحتوي مرة أخرى على تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون2بشكل عام، هذه العملية تجعل عملية الالتقاط أكثر تعقيدًا وتستغرق وقتًا طويلاً.
5. P العامة السلبيةالانتصاب
بغض النظر عن مزايا وعيوب نظام احتجاز الكربون وتخزينه، فإنه يصعب تطبيقه على نطاق واسع دون دعم الجمهور. تُشكل مرافق احتجاز الكربون وتخزينه تهديدات ومخاطر معينة على حياة وصحة الإنسان والحيوان، ولذلك، لا تحظى بشعبية كبيرة بين عامة الناس. وفي دراسة أُجريت في جامعة سانت بطرسبرغ للتعدين في روسيا، أشار العلماء إلى أن الوعي العام باحتجاز الكربون وتخزينه منخفض في معظم أنحاء العالم.
ومع ذلك، فإنّ ردود فعل الأشخاص الواعين بتقنيات احتجاز الكربون وتخزينه إيجابية أو محايدة تجاهها، إلا أنهم متشككون بشأن موقع تخزين الكربون.
6. عدم اليقين بشأن التخزين
تقدر وكالة حماية البيئة (EPA) أن جميع البلدان لا تستطيع تنفيذ احتجاز الكربون وتخزينه بشكل صحيح لأنها لا تملك ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون2 سعة التخزين. وفقًا لباحثين في جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا، من الصعب حساب السعات الدقيقة لمواقع التخزين المختلفة. وهذا يشير إلى أن كمية ثاني أكسيد الكربون الملتقطة والمخزنة2 تختلف من بلد إلى آخر.
يُقدّر علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أن الولايات المتحدة ستمتلك سعة تخزين كافية خلال المئة عام القادمة. ولكن بعد هذا الإطار الزمني، يبقى الوضع غير مؤكد.
اقرأ أيضا: كم عدد وحدات الكربون لكل فدان من الأشجار؟
6 طرق لإزالة تلوث الكربون من الغلاف الجوي
بالإضافة إلى التقاط الكربون وتخزينه من خلال التقاط الهواء المباشر، هناك طرق أخرى لإزالة ثاني أكسيد الكربون2بعد التعرف على مزايا وعيوب احتجاز الكربون، ألقي نظرة على طرق إزالة تلوث الكربون من الغلاف الجوي.
1. الممارسات الزراعية
تُزرع محاصيل التغطية من خلال ممارسات زراعية متجددة. يشمل ذلك تقليل الحرث وزيادة استخدام الفحم الحيوي، مما يُسهم في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.2 عملية الاختزال. وهو نوع من الفحم يُنتَج من المواد النباتية.
2. الكتلة الحيوية
يحتوي جميع المحتوى العضوي على نسبة عالية من الكربون. لكن إزالة الكربون عبر الكتلة الحيوية تشير إلى الطرق التي تُحوّل بها هذه المادة إلى حلول تخزين كربون طويلة الأمد. تتضمن هذه الطريقة: الدفن، الزيت الحيوي، أو الفحم الحيوي. هذا هو المعروف باسم الطاقة الحيوية مع التقاط الكربون وتخزينه (BECCS). في هذه الطريقة، تُزرع محاصيل الطاقة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون.2ويتم حرق هذه النباتات لتوليد الكهرباء. ثاني أكسيد الكربون الملتقط2 مدفونة بشكل دائم تحت الأرض.
3. إدارة الغابات
يشمل ذلك التشجير وإعادة التشجير، إلى جانب تحسين إدارة الغابات، مثل الحصاد المؤجل. تُعدّ الأشجار الطريقة الطبيعية الأمثل والأكثر فعالية للحد من CO2 التلوث من الهواء. بخلاف زراعة الأشجارمن الضروري الحفاظ على الغابات القائمة. ويمكن تحقيق ذلك بتكلفة ٢٠ دولارًا فقط لكل طن من ثاني أكسيد الكربون.2 إزالة.
بعد اضطرابات مثل حرائق الغابات، ينبغي تطبيق تقنيات لإعادة تأهيل الغابات بسرعة. يمكن اعتماد نظام المراعي الحراجية الذي يُدمج الأشجار في أنظمة الزراعة الحيوانية. كما يمكن اعتماد الزراعة الحراجية للأراضي الزراعية، ونظام زراعة المحاصيل الصفية، وإعادة تشجير المناطق الحضرية، وعمليات مماثلة.
4. التمعدن
تعتمد هذه الطريقة على المركبات التي تتفاعل بشكل طبيعي مع ثاني أكسيد الكربون2 وتحويله إلى حالة صلبة. تتم عملية التمعدن فوق الأرض أو تحتها من خلال عمليات تجوية مُعززة. وكلاهما شكلان من أشكال إزالة الكربون هندسيًا.
5. إزالة الكربون المحيطي والكربون الأزرق الساحلي
تتمتع النباتات والرواسب القريبة من الأراضي المستنقعية حول البحر بإمكانية عالية لتخزين الكربون. وتُؤخذ مناطق مثل أشجار المانغروف، وأحواض الأعشاب البحرية، ومناطق المد والجزر في الاعتبار هنا. وتحتوي هذه الأراضي الرطبة على أعلى مخزون كربوني لكل وحدة مساحة من النظام البيئي. إلا أن الإفراط في استغلال هذه المناطق قد يحولها إلى مصادر للانبعاثات بدلاً من تخزينها.
6. أهمية التربة في عملية إزالة الكربون
توجد أيضًا طرق مرتبطة مباشرةً بالتربة لإزالة الكربون من الغلاف الجوي. وتشمل هذه الطرق الرعي والزراعة التجديدية، وتحسين التربة. تؤدي التقنيات التجديدية إلى تحسين المحاصيل، مما يقلل انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي ويساهم في عزل ثاني أكسيد الكربون السائد.2.
انظر أيضا: مايكروسوفت تستعد لالتقاط وتخزين انبعاثات الكربون تحت الأرض
8 طرق لتنظيم إدارة ثاني أكسيد الكربون
لقد ساهم ثاني أكسيد الكربون بشكل فعال في ظاهرة الاحتباس الحراري والتغيرات المناخية السريعة. إزالة ثاني أكسيد الكربون2 يُعدّ انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي التحدي الأكبر حاليًا. ولكن بدون التدابير والخطوات اللازمة التي يتخذها الجيل الحالي، سيكون الوضع أكثر خطورة على الأجيال القادمة. بعد استعراض مزايا وعيوب احتجاز الكربون وتخزينه، لنلقِ نظرة الآن على الطرق الممكنة لتنظيم إدارة ثاني أكسيد الكربون.
1. عملية إنتاج إزالة الكربون
المصانع والصناعات هي المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكربون2 المُصدرين. إنهم بحاجة إلى تجنب ثاني أكسيد الكربون وتقليله2 الحد من الانبعاثات قدر الإمكان أثناء عمليات الإنتاج. ينبغي أن تتجنب العمليات التقنية استخدام الوقود الأحفوري. ويمكنها بدلاً من ذلك استخدام بدائل صديقة للبيئة أو أنواع وقود بديلة مثل الهيدروجين أو الطاقة الخضراء.
علاوةً على ذلك، ثمة حاجةٌ إلى عمليات إنتاج جديدة لا تستخدم ثاني أكسيد الكربون، خاصةً في بعض العمليات الصناعية، مثل عمليات إنتاج الألومنيوم التي لا يمكن أن تعمل بدون الكربون.
2. توفير الطاقة والكهرباء
الحفاظ على درجة الحرارة المناسبة لمكيف الهواء الخاص بك سخان من المهم الحفاظ على درجة حرارة الغرفة عند ٢٥ درجة مئوية (٧٨ درجة فهرنهايت) صيفًا و١٩ درجة مئوية (٦٧ درجة فهرنهايت) شتاءً. سيوفر هذا الطاقة ويساهم في خفض فواتير الكهرباء بشكل كبير.
من المهم إطفاء الأنوار والمراوح، ولكن فصل الأجهزة عن الكهرباء لا يقل أهمية. فالأجهزة المتصلة بالكهرباء تستهلك الطاقة حتى عند عدم استخدامها.
3. تجنب البلاستيك
الاستخدام الأكثر شيوعًا للبلاستيك في حياتك لا يشمل أكياس التسوق، بل زجاجات المياه. بدلًا من ذلك، يُنصح باستخدام زجاجات قابلة لإعادة الاستخدام أو حرارية تدوم لفترة أطول وفي جميع درجات الحرارة. صحيح أن زجاجات المياه البلاستيكية جزء أساسي من حياة الجميع، ولكن حان الوقت لتبني التغيير.
4. تقليل مدافن النفايات
لا ترمِ الأغراض غير القابلة للاستخدام مرة واحدة في مكبات النفايات. بِعْ أو تبرّع بالأغراض التي لم تعد مفيدة لك (إن كانت صالحة للاستخدام). أما الأشياء التي لا يمكن إعادة استخدامها، فيمكنك دائمًا إعادة تدويرها واستخدامها.
5. توفير الوقود
الالتزام بقواعد المرور والقيادة بالسرعة المحددة يوفر الوقود ويقلل الانبعاثات. استخدم دواسة الوقود برفق، ثم اركن سيارتك، وامشِ للحصول على طلبك بدلاً من الانتظار في خدمة السيارات والمحرك يعمل.
للمسافات الأطول، استخدم المواصلات العامة، أو سيارات الأجرة المشتركة، أو ما شابهها مرة واحدة أسبوعيًا على الأقل. بهذه الطريقة، لن تُضيف المزيد من انبعاثات الكربون إلى الغلاف الجوي.
6. صيانة الإطارات
حافظ على إطارات سيارتك منفوخة جيدًا، وافحصها بانتظام. فالإطارات المنفوخة تزيد الضغط والجهد أثناء القيادة، مما يؤدي بدوره إلى هدر الوقود وزيادة انبعاثات سيارتك.
7. يفضل غسله بالماء البارد
نعم، استخدم دورات الماء البارد لغسل ملابسك وغسلها بكامل حمولتها. هذا يُقلل من استهلاك المياه والطاقة، كما يوفر الوقت والمال.
8. تنظيم المشي
استخدام الدراجات أو السيارات لمسافات قصيرة يزيد من التلوث ويهدر وقتك عند الازدحام المروري. لذلك، ننصحك بالانتظام في المشي لمسافات قصيرة، فهو مفيد للصحة بشكل أكبر.
إن مزايا وعيوب التقاط الكربون وتخزينه تعطي رؤية واضحة لكيفية تأثير ثاني أكسيد الكربون2 يجب التحكم بالانبعاثات. كما يُظهر لنا كيف تتأثر النتيجة النهائية وما يكتنفها من عدم اليقين لأسبابٍ مثل عدم اليقين بشأن سعة التخزين ومواقعه. على الرغم من فائدة النظام، إلا أنه بدون معلومات وتدابير مناسبة، يُشكك الناس فيه. شارك هذه المعلومة وانشر الوعي حول التقاط الكربون وتخزينه.
أوصى: ما هو برنامج استرداد تكاليف سخان الماء بالطاقة الشمسية في أستراليا؟
