لونج بيتش ، كاليفورنيا (AP) – فوق بارجة طولها 100 قدم مربوطة في ميناء لوس أنجلوس ، بنى المهندسون نوعًا من المختبر العائم للإجابة على سؤال بسيط: هل هناك طريقة لتنظيف مياه البحر من ثاني أكسيد الكربون ثم إعادته إلى المحيط حتى يمكنه امتصاص المزيد من غازات الدفيئة من الغلاف الجوي لإبطاء الاحتباس الحراري؟
المحيط ، الذي يُطلق عليه اسم رئتي الكوكب ، والذي تمتص نباتاته وتياراته ثاني أكسيد الكربون ، ساعد الأرض بالفعل بشكل كبير من خلال امتصاص 30 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون منذ الثورة الصناعية والتقاط 90 في المائة من الحرارة الزائدة من تلك الانبعاثات. بصفته مصرفًا عملاقًا للكربون ، فقد كان بمثابة حاجز حاسم في حماية الناس من الآثار الأسوأ للتغير المناخي المبكر.
يمكن لمياه البحر تخزين ثاني أكسيد الكربون بمقدار 150 ضعفًا لكل وحدة حجم من الهواء تقريبًا. لكن امتصاص غازات الاحتباس الحراري كان له تكلفة ، مما تسبب في زيادة حمضية المحيطات ، مما أدى إلى تدمير الشعاب المرجانية وإلحاق الضرر بالأنواع البحرية ، بما في ذلك إعاقة المحار من بناء هياكلها العظمية.
قال غوراف سانت ، مدير معهد إدارة الكربون بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، إن التكنولوجيا ، التي يطلق عليها اسم SeaChange ، التي طورتها كلية الهندسة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، تهدف إلى الاستفادة من القدرات الطبيعية للمحيطات.
ترسل العملية شحنة كهربائية عبر مياه البحر المتدفقة عبر الخزانات الموجودة على البارجة. يؤدي ذلك بعد ذلك إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحبس غازات الاحتباس الحراري في معدن صلب يحتوي على كربونات الكالسيوم – الشيء نفسه الذي يصنع منه الصدف. ثم يتم إعادة مياه البحر إلى المحيط ويمكن أن تسحب المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الهواء. تترسب كربونات الكالسيوم في قاع البحر.
الخطط جارية الآن لتوسيع نطاق الفكرة مع موقع تجريبي آخر يبدأ هذا الشهر في سنغافورة. ستساعد البيانات التي تم جمعها هناك وفي ميناء لوس أنجلوس في تصميم مصانع اختبار أكبر. من المتوقع أن يتم تشغيل هذه المرافق بحلول عام 2025 وأن تكون قادرة على إزالة آلاف الأطنان من ثاني أكسيد الكربون سنويًا. وقال سانت إنه إذا نجحوا ، فإن الخطة تقضي ببناء منشآت تجارية لإزالة ملايين الأطنان من الكربون سنويًا.
ولكن حتى إذا كان المشروع قادرًا على إزالة ملايين الأطنان ، فإن هذا لا يزال أقل بآلاف المرات مما هو مطلوب لمعالجة تغير المناخ بشكل هادف.
“أنا لا أقول أن هذا لن ينجح ، ولكن الشيء النهائي هو مقدار ثاني أكسيد الكربون الذي سينخفض في الواقع على نطاق عقود؟” قالت مارجريت لينين ، مديرة معهد سكريبس لعلوم المحيطات.
سانت لا يختلف. يقدر العلماء أن ما لا يقل عن 10 مليارات طن متري من الكربون يجب إزالتها من الهواء سنويًا بدءًا من عام 2050 ، وستحتاج الوتيرة إلى الاستمرار خلال القرن المقبل.
قال: “هذا هو المقياس الأساسي الذي يجب أن تضعه في اعتبارك”.
وأضاف أن هذا هو السبب في أن نجاح أي من التقنيات سيعتمد على “مدى سرعة بنائها”.
وفقًا لفريق UCLA ، ستكون هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 1800 منشأة على نطاق صناعي لالتقاط 10 مليارات طن من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي سنويًا ، ولكن لا يزال هناك عدد أقل يمكن أن يحدث تأثيرًا.
المشروع من بين مجموعة من الأفكار التي يستكشفها العلماء الذين يحذرون من أن خفض الانبعاثات لن يكون كافياً للحد من ارتفاع درجة الحرارة العالمية إلى 1.5 درجة مئوية (2.7 درجة فهرنهايت) وتجنب التغيرات الكارثية في النظم البيئية.
كان الكثير من الاهتمام حتى وقت قريب على المبادرات القائمة على الأرض مثل زراعة الأشجار أو بناء المصانع لالتقاط الكربون من الانبعاثات ، لكن لها قيودًا بما في ذلك التكاليف ومقدار الأرض التي ستغطيها. لذلك لجأ العلماء بشكل متزايد إلى المساعدة من المحيط ، الذي يغطي 70 في المائة من سطح الأرض.
من بين الأفكار التي يدرسها الباحثون هي تخصيب سطح المحيط لإحداث تكاثر العوالق النباتية الصغيرة الممتصة للكربون. وهناك نوع آخر من شأنه أن يرش الشواطئ بالمعادن التي يمكن أن تنجرف ببطء مع المد والجزر أو تترسب على قيعان السواحل لزيادة قلوية مياه البحر حتى تتمكن من سحب المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.
لم يتم اختبار أي من المشاريع على نطاق عالمي ، وهناك قلق بشأن العبث بالمحيطات.
قال أليك وانج ، الكيميائي البحري للكربون في معهد وودز هول لعلوم المحيطات ، إنه مع ازدهار عدد مشاريع أبحاث إزالة ثاني أكسيد الكربون القائمة على المحيطات ، من المحتمل ألا يكون هناك حل واحد.
قال “أعتقد أننا بحاجة إلى جميع الأساليب ، على الأقل إلى حد ما ، حتى نتمكن حقًا من الوصول إلى الهدف ، وهو إزالة كمية هائلة من الكربون”.
قام باحثون من كلية UCLA Samueli للهندسة ببناء النظام التجريبي في غضون عامين. الشيء الوحيد الذي يميز العملية هو أنها تنتج الهيدروجين. لإزالة طن متري من ثاني أكسيد الكربون ، يحتاج حوالي 220 طنًا متريًا من الماء للتدفق عبر النظام. وقال سانت إن ذلك ينتج 35 كيلوجرامًا من الهيدروجين.
أسس سانت شركة Equatic الناشئة في لوس أنجلوس لتوسيع نطاق المشروع. وقال إنه سيحقق إيرادات من بيع الهيدروجين ، بالإضافة إلى أرصدة الكربون التي يمكن للشركات ، مثل تلك العاملة في صناعة الطيران ، أن تدعي موازنة تلوثها. الهدف هو إزالة الكربون بتكلفة أقل بكثير من 100 دولار للطن المتري. سيتم إنتاج الهيدروجين بأقل من دولار واحد لكل كيلوغرام ، وهو ما سيكون أقل بكثير من التكلفة الحالية للهيدروجين المنتج بطريقة نظيفة.
تلقى المشروع عشرات الملايين من الدولارات من المؤيدين بما في ذلك مبادرة تشان زوكربيرج ووزارة الطاقة الأمريكية.
قرأ أندريس كلارينس ، أستاذ الهندسة في جامعة فيرجينيا الذي يبحث في إزالة ثاني أكسيد الكربون ، ورقة سانت حول المشروع ، والتي لم تتم مراجعتها بعد من قبل الأقران. قال إنها ميزة إضافية أن العملية تنتج الهيدروجين ، لكنه قلق من أن الأمر سيتطلب الكثير من الطاقة لإحداث فرق.
كما يسأل: “ماذا يعني ذلك للأشخاص الذين يستخدمون المياه بالفعل للصيد ولأشكال أخرى من الإنتاج؟ ماذا يعني ذلك بالنسبة لتلك النظم البيئية؟ “
قال سانت إن نظام الترشيح يمنع الحياة البحرية من أن تمتص بمياه البحر. ووصف الطاقة المطلوبة بأنها “الحد الأدنى”. يستخدم النظام حوالي 2 ميغاواط ساعة من الطاقة لكل طن من ثاني أكسيد الكربون الذي تمت إزالته ، لكن منتجه المشترك ، الهيدروجين ، ينتج ميغاواط ساعة واحدة من الطاقة. وقال سانت إن الهيدروجين يمكن استخدامه للمساعدة في تشغيل الأنظمة أو بيعه لاستخدامه كوقود صديق للبيئة للصناعات.
قال سانت: “يعتمد هذا النهج على فكرة أنك تريد تقليل تراكمات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي”.
يقول العلماء إنه مع أي من هذه الجهود ، يجب موازنة المخاطر بعناية لضمان أن تكون الجهود المبذولة للحد من تغير المناخ فعالة حقًا ولا تسبب ضررًا أكبر للكوكب في هذه العملية.
قال كلارينس من جامعة فيرجينيا إن البحر قد يكون المكان الذي يمكن العثور فيه على مثل هذه الحلول.
قال “المحيط هو نوع مهم من الأماكن غير المستغلة ولهذا السبب أشعر بالفضول لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تشغيل هذا”.
___
تتلقى التغطية المناخية والبيئية لوكالة أسوشيتد برس الدعم من عدة مؤسسات خاصة. تعرف على المزيد حول مبادرة المناخ الخاصة بـ AP هنا. AP هي المسؤولة وحدها عن جميع المحتويات.