نظرة عامة
بسبب احتراق الوقود الأحفوري والأنشطة البشرية الأخرى التي تزيد من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، يشهد العالم الآن كارثة مناخية غير مسبوقة. ومن أكثر الطرق الواعدة لخفض هذه الانبعاثات الغازية وتقليل عواقب تغير المناخ استخدام تكنولوجيا احتجاز الكربون والاستفادة منه.
إن استخراج ثاني أكسيد الكربون من المصادر الصناعية، مثل مصانع الصلب ومحطات الطاقة وغيرها من المرافق الصناعية، يُعرف باسم التقاط الكربون والاستفادة منه. ويُستخدم ثاني أكسيد الكربون المحبوس في عمليات مختلفة، بدءًا من تصنيع الوقود أو المواد الكيميائية إلى تحسين عملية استخراج النفط. وقد شهدت السنوات الأخيرة زيادة كبيرة في الاهتمام بهذه التكنولوجيا بسبب قدرتها على خفض الانبعاثات مع الاستفادة اقتصاديًا من الصناعة. ستناقش هذه المقالة إمكانات التقاط الكربون والاستفادة منه وتوضح كيف يمكن استخدامه في مجالات مختلفة. وسننظر أيضًا في مزاياه في النمو الاقتصادي والحفاظ على البيئة.
المرحلة الأولى في الحصول على CCU هي جمع ثاني أكسيد الكربون من المصادر الصناعية، مثل المصانع ومحطات الطاقة وما إلى ذلك. اعتمادًا على الوقود الذي تستخدمه الشركة أو المنشأة، يمكن القيام بذلك باستخدام العديد من التقنيات، مثل الالتقاط قبل الاحتراق أو بعد الاحتراق. في حين تستخدم عمليات الالتقاط بعد الاحتراق تقنيات الامتصاص الكيميائي لإزالة ثاني أكسيد الكربون من غازات العادم بعد الاحتراق، فإن عمليات الالتقاط قبل الاحتراق تشمل فصل ثاني أكسيد الكربون قبل حرق الوقود. بعد التقاطه، يتم إرسال ثاني أكسيد الكربون إلى منشأة تخزين أو استخدام حيث يمكن استخدامه لأشياء مختلفة.
إن تعزيز استخراج النفط هو أحد الاستخدامات الأكثر شيوعًا لتقنية التقاط ثاني أكسيد الكربون (EOR). وهذا يستلزم ضخ ثاني أكسيد الكربون في آبار النفط لرفع ضغطها وتسهيل استخراج النفط. وقد أدت هذه التقنية إلى تقليل الانبعاثات بشكل كبير مع زيادة إنتاج النفط بأكثر من 10٪. ويمكن استخدام تقنية التقاط ثاني أكسيد الكربون في العمليات الكيميائية التي تستخدم الحرارة والضغط لتحويل ثاني أكسيد الكربون المجمع إلى منتجات قابلة للاستخدام، مثل إنتاج مركبات مثل الميثانول واليوريا وكربونات ثنائي الميثيل (DMC). كما تم توسيع الاستخدامات المحتملة لتقنية التقاط ثاني أكسيد الكربون من خلال تطوير تقنيات مثل التقاط الهواء المباشر، مما مكنها من إزالة ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع من الهواء المحيط بدلاً من المصادر الصناعية مثل محطات الطاقة.
ومع ذلك، فإن تطبيق تقنية CCU يساعد بشكل عام في الحد من الانبعاثات مع توفير فائدة اقتصادية للصناعات من خلال منحها مصدر دخل جديد من بيع أرصدة الكربون أو استخدام المواد الكيميائية/الوقود المنتجة حديثًا بأسعار تنافسية مقارنة بتلك الموجودة في السوق. إن مزايا تطبيق هذه التكنولوجيا عديدة ومتنوعة اعتمادًا على كيفية تطبيقها عبر القطاعات المختلفة. وقد تعمل تقنية CCU على تقليل تغير المناخ من خلال خفض انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري وتحسين جودة الهواء من خلال تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في البيئة.
يمكن لمجموعة من المواقف، بما في ذلك تصميم المنتج، واختيارات الشراء، والإدارة التشغيلية، الاستفادة من تطبيق LCCA.
تتمتع تقنية التقاط الكربون واحتجازه بقدر كبير من الإمكانات لتعزيز الاقتصاد وخفض التلوث بشكل كبير. وتُستخدم هذه التقنية في العديد من الصناعات، بما في ذلك صناعة النفط، والتصنيع الكيميائي، واحتجاز الهواء، ولكن المزيد من الدراسات لابد أن تكشف عن إمكاناتها الكاملة وتضمن تنفيذ تطبيقاتها بطريقة آمنة وطويلة الأمد. ويتعين على الحكومات أيضاً سن اللوائح التي تشجع الشركات على استخدام هذه التقنية حتى تتمكن من المساهمة بشكل فعال في المعركة ضد تغير المناخ.
تكنولوجيات الالتقاط والاستخدام
تُعرف تقنيات التقاط واستخدام ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغلاف الجوي بتقنيات التقاط الكربون والاستفادة منه (CCU). ويتم تطوير هذه التقنيات لتوفير مصدر بديل للطاقة مع الحد من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي.
احتجاز الكربون وتخزينه تعد تقنية CCU من أكثر التقنيات التي تتمتع بإمكانات عالية في مجال تخزين ثاني أكسيد الكربون. حيث يتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وضغطه ثم ضخه تحت الأرض كجزء من عملية CCS. وقد أثبتت هذه التقنية قدرتها على خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية بنسبة تصل إلى 2%.
الطاقة إلى الغاز تكنولوجيا وحدة التحكم المركزية هناك طريقة أخرى (P2G). قد تنتج هذه التقنية غاز الهيدروجين (H2) من الماء. ثم يضاف ثاني أكسيد الكربون إلى غاز الهيدروجين لإنشاء وقود صناعي، مثل الميثانول أو الميثان. قد يؤدي استخدام هذه التقنية إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية بنسبة تصل إلى 2%.
بالإضافة إلى هذه الأساليب، هناك أساليب أخرى تم تطويرها مؤخرًا مثل ثاني أكسيد الكربون. الاختزال الكهروكيميائي والتقاط الهواء المباشر (DAC)في حين أن الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون يشمل تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى كربونات صلبة يمكن استخدامها لاحقًا كمواد بناء أو تخزين الطاقة، فإن DAC يمتص ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الغلاف الجوي.
إن تقنيات CCU هي وسيلة ممكنة لتقليل عواقب تغير المناخ من خلال خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. وقد توفر هذه الابتكارات مصدرًا بديلًا للطاقة مع خفض الانبعاثات بنسبة تصل إلى 2%. وقد تلعب هذه التقنيات دورًا مهمًا في الجهود العالمية للتخفيف من تغير المناخ مع استمرار تطورها.
