احتجاز الكربون وتخزينه: ضروري لتحقيق صافي الصفر أم إلهاء مكلف؟

مقدمة

بينما يتصارع العالم مع الحاجة الملحة لتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة، برز احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) كتقنية محورية في العديد من الاستراتيجيات المناخية الوطنية. المفهوم بسيط: احتجاز انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) من مصادر صناعية مثل محطات الطاقة والمصانع، وضغطه، وحقنه في باطن الأرض للتخزين الدائم. يجادل المؤيدون، بمن فيهم الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، بأن احتجاز الكربون وتخزينه لا غنى عنه لتحقيق صافي انبعاثات صفري، خاصة في القطاعات التي يصعب إزالة الكربون منها مثل إنتاج الأسمنت. ومع ذلك، فإن رد فعل عنيفًا متزايدًا من الجماعات البيئية وبعض صناع السياسات يصف احتجاز الكربون وتخزينه بأنه إلهاء خطير، مشيرين إلى التكاليف المرتفعة والصلات بالوقود الأحفوري وتاريخ من ضعف الأداء. تتعمق هذه المقالة في النقاش، وتفحص ما هو احتجاز الكربون وتخزينه، ونشره الحالي، ودوره المتوقع، والخلافات المحيطة به، مع التركيز على خطط المملكة المتحدة الطموحة.

ما هو احتجاز الكربون وتخزينه؟

يتضمن احتجاز الكربون وتخزينه عملية متعددة الخطوات لمنع ثاني أكسيد الكربون من دخول الغلاف الجوي. أولاً، يتم فصل ثاني أكسيد الكربون عن غازات العادم من مصادر نقطية كبيرة، مثل محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي أو مصانع الأسمنت أو مصانع الصلب. يتم تحقيق ذلك عادةً باستخدام مذيبات كيميائية تمتص ثاني أكسيد الكربون، على الرغم من أن طرقًا أخرى مثل فصل الأغشية أو الاحتراق بالأكسجين قيد التطوير أيضًا. ثم يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون المحتجز إلى حالة سائلة كثيفة، مما يقلل من حجمه للنقل الفعال. يتم النقل عادةً عبر خطوط الأنابيب، ولكن يمكن أيضًا استخدام الشاحنات والسفن والقطارات، خاصة للمنشآت الأصغر أو البعيدة. أخيرًا، يتم حقن ثاني أكسيد الكربون في تكوينات جيولوجية عميقة، مثل مكامن النفط والغاز المستنفدة، أو طبقات المياه الجوفية المالحة، أو طبقات الفحم غير القابلة للتعدين، حيث يتم احتجازه بواسطة صخور الغطاء ويتمعدن ببطء بمرور الوقت.

مفهوم ذو صلة، وهو احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS)، يضيف خطوة حيث يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز لإنشاء منتجات مثل الأسمدة أو الوقود أو مواد البناء. ومع ذلك، لا يؤدي الاستخدام دائمًا إلى تخفيضات دائمة في الانبعاثات، حيث قد يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون عند استخدام المنتج أو التخلص منه. لذلك، يركز احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) بشكل صارم على التخزين الدائم، وهو أمر ضروري لتحقيق فوائد مناخية طويلة الأجل.

كم تبلغ قدرة احتجاز الكربون وتخزينه التي تم بناؤها حتى الآن؟

على الرغم من عقود من البحث والتطوير، لا يزال النشر العالمي لاحتجاز الكربون وتخزينه متواضعًا. اعتبارًا من البيانات الحديثة، تبلغ القدرة الإجمالية المركبة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون حوالي 40 مليون طن سنويًا (MtCO2/yr)، وهو جزء صغير من مليارات الأطنان من الانبعاثات العالمية السنوية. توجد معظم المشاريع الحالية في الولايات المتحدة وكندا والنرويج، وغالبًا ما ترتبط بالاستخلاص المعزز للنفط (EOR)، حيث يتم حقن ثاني أكسيد الكربون في حقول النفط المتراجعة لاستخراج نفط خام إضافي، وهي ممارسة أثارت مخاوف بين دعاة حماية البيئة. وقد لاحظت وكالة الطاقة الدولية (IEA) مرارًا أن نشر احتجاز الكربون وتخزينه متخلف كثيرًا عن الوتيرة اللازمة لتحقيق الأهداف المناخية، حيث تواجه العديد من المشاريع تأخيرات وتجاوزات في التكاليف وتحديات تقنية. على سبيل المثال، مشروع جورجون في أستراليا، أحد أكبر مرافق احتجاز الكربون وتخزينه في العالم، كافح لتحقيق أهداف الحقن، وتم إلغاء أو تقليص العديد من المشاريع البارزة، بما في ذلك المحاولات السابقة للمملكة المتحدة لاحتجاز الكربون وتخزينه على نطاق تجاري.

ما الدور المتوقع لاحتجاز الكربون وتخزينه في تحقيق صافي الصفر؟

في النماذج المناخية والاستراتيجيات الوطنية، غالبًا ما يُسند إلى احتجاز الكربون وتخزينه دور حاسم، خاصة للقطاعات التي يصعب القضاء على انبعاثاتها من خلال الكهربة أو الكفاءة وحدها. يسلط التقرير الخاص للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ حول الاحتباس الحراري بمقدار 1.5 درجة مئوية الضوء على احتجاز الكربون وتخزينه باعتباره ضروريًا للحد من الاحتباس الحراري إلى 1.5 درجة مئوية، حيث تتطلب معظم السيناريوهات احتجاز وتخزين مئات الجيجاطن من ثاني أكسيد الكربون على مدار القرن. تُرى التقنية على أنها حيوية لإزالة الكربون من الصناعات الثقيلة مثل الأسمنت والصلب والمواد الكيميائية، حيث تكون الانبعاثات متأصلة في الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج احتجاز الكربون وتخزينه مع الطاقة الحيوية (BECCS) لتحقيق انبعاثات سلبية، وإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. في قطاع الطاقة، يمكن لمحطات الغاز المجهزة باحتجاز الكربون وتخزينه توفير دعم مرن لمصادر الطاقة المتجددة المتقطعة مع تقليل الانبعاثات. وقد توقعت لجنة تغير المناخ في المملكة المتحدة (CCC) أن احتجاز الكربون وتخزينه سيحتاج إلى احتجاز حوالي 50 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بحلول عام 2035، وأكثر من 100 مليون طن بحلول عام 2050، لتحقيق هدف صافي الصفر الملزم قانونًا في البلاد. وهذا يتطلب توسيعًا هائلاً من القدرة الحالية القريبة من الصفر.

لماذا يعتبر احتجاز الكربون وتخزينه مثيرًا للجدل؟

على الرغم من ضرورته المتصورة، يواجه احتجاز الكربون وتخزينه معارضة كبيرة. يجادل النقاد بأن التقنية غير مثبتة على النطاق المطلوب، مع تاريخ من الإخفاق في الوفاء بالوعود. ويشيرون إلى التكاليف المرتفعة للاحتجاز، والتي يمكن أن تضيف 50-100٪ إلى تكلفة الكهرباء من محطة غاز، والمسؤولية طويلة الأجل لثاني أكسيد الكربون المخزن، والتي يجب مراقبتها لقرون لمنع التسرب. علاوة على ذلك، غالبًا ما يرتبط احتجاز الكربون وتخزينه بصناعة الوقود الأحفوري، حيث يمكن استخدامه لإطالة عمر عمليات النفط والغاز، إما من خلال الاستخلاص المعزز للنفط أو عن طريق تخفيف الانبعاثات من الاستخراج المستمر. وقد وصفت جماعات بيئية مثل جرينبيس وأصدقاء الأرض احتجاز الكربون وتخزينه بأنه 'حل زائف' يصرف الانتباه عن الحاجة الملحة للتخلص التدريجي من الوقود الأحفوري والاستثمار في الطاقة المتجددة وكفاءة الطاقة. كما يسلطون الضوء على خطر 'الخطر الأخلاقي'، حيث يقلل الوعد باحتجاز الكربون وتخزينه من الحافز للصناعات على الابتكار وتقليل الانبعاثات من المصدر. وقد عزز إلغاء العديد من المشاريع الرئيسية، بما في ذلك مسابقة المملكة المتحدة السابقة لاحتجاز الكربون وتخزينه، الشكوك حول جدوى التقنية.

ما هي خطط المملكة المتحدة لتوسيع نطاق احتجاز الكربون وتخزينه؟

جعلت الحكومة البريطانية احتجاز الكربون وتخزينه حجر الزاوية في استراتيجيتها لصافي الصفر، حيث خصصت ما يصل إلى 21.7 مليار جنيه إسترليني على مدى السنوات الخمس والعشرين القادمة لتطوير الصناعة. يهدف هذا التمويل إلى دعم نشر احتجاز الكربون وتخزينه في التجمعات الصناعية، مثل تلك الموجودة في هامبرسايد وتيسايد وميرسيسايد، حيث يمكن للعديد من مصادر الانبعاثات مشاركة البنية التحتية المشتركة للنقل والتخزين. تشمل المرحلة الأولى، المعروفة باسم المسار الأول، مجموعتين: هاي نت في الشمال الغربي ومجموعة الساحل الشرقي في الشمال الشرقي، والتي تهدف إلى احتجاز وتخزين حوالي 10 ملايين طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بحلول منتصف العقد الحالي. كما أعلنت الحكومة عن خطط لنموذج أعمال لاحتجاز الكربون وتخزينه من شأنه أن يوفر اليقين في الإيرادات للمشغلين من خلال عقود الفروقات، على غرار تلك المستخدمة في طاقة الرياح البحرية. ومع ذلك، فإن تاريخ المملكة المتحدة مع احتجاز الكربون وتخزينه يتسم بالنكسات، بما في ذلك إلغاء مسابقة بقيمة مليار جنيه إسترليني في عام 2015، ويخشى النقاد من أن الخطط الحالية قد تواجه تأخيرات مماثلة. وقد شكك مكتب التدقيق الوطني في القيمة مقابل المال للاستثمار، ويرى بعض المحللين أنه يمكن إنفاق الأموال بشكل أفضل على تقنيات مثبتة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. على الرغم من هذه المخاوف، تؤكد الحكومة أن احتجاز الكربون وتخزينه ضروري لتحقيق الأهداف المناخية وخلق فرص اقتصادية جديدة في قطاع منخفض الكربون.

الخلاصة

يعكس الجدل حول احتجاز الكربون وتخزينه توترًا أوسع بين إلحاح العمل المناخي والتطبيقات العملية لإزالة الكربون من الأنظمة الصناعية المعقدة. في حين يقدم احتجاز الكربون وتخزينه مسارًا محتملاً لتقليل الانبعاثات من القطاعات التي يصعب تنظيفها بطريقة أخرى، فإن تكاليفه المرتفعة وشكوكه التقنية وارتباطاته بالوقود الأحفوري تجعله خيارًا مثيرًا للجدل. استثمار المملكة المتحدة الكبير في احتجاز الكربون وتخزينه هو رهان جريء على أنه يمكن توسيع نطاق التقنية بسرعة وبتكلفة فعالة، لكن التاريخ يشير إلى أن مثل هذه الرهانات محفوفة بالمخاطر. بينما يسعى العالم لتحقيق صافي الصفر، يبقى السؤال: هل يمكن لاحتجاز الكربون وتخزينه أن يفي بوعده، أم سيبقى إلهاءً مكلفًا؟ ستشكل الإجابة مستقبل سياسة المناخ وتحول الطاقة.

تستند هذه المقالة إلى تقارير من CleanTechnica. اقرأ المقال الأصلي.