إن احتجاز ثاني أكسيد الكربون من الهواء أو الصناعات وإعادة تدويره يمكن أن يبدو وكأنه حل مناخي مربح للجانبين. يبقى غاز الدفيئة خارج الغلاف الجوي حيث يمكنه تدفئة الكوكب، ويتجنب استخدام المزيد من الوقود الأحفوري.
ولكن ليس كل مشاريع احتجاز الكربون تقدم نفس الفوائد الاقتصادية والبيئية. في الواقع، قد يؤدي بعضها إلى تفاقم تغير المناخ.
أنا أقود مبادرة ثاني أكسيد الكربون العالمية في جامعة ميشيغان، حيث أدرس أنا وزملائي كيفية استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز بطرق تساعد في حماية المناخ. للمساعدة في معرفة المشاريع التي ستؤتي ثمارها وتسهيل هذه الاختيارات، قمنا بتحديد إيجابيات وسلبيات مصادر الكربون واستخداماته الأكثر شيوعًا.
استبدال الوقود الأحفوري بالكربون المحتجز
يلعب الكربون دورًا حاسمًا في أجزاء كثيرة من حياتنا. وتعتمد عليها مواد مثل الأسمدة ووقود الطائرات والمنسوجات والمنظفات وغيرها الكثير. لكن سنوات من البحث والتغيرات المناخية التي يشهدها العالم بالفعل أوضحت بشكل لا لبس فيه أن البشرية بحاجة إلى إنهاء استخدام الوقود الأحفوري بشكل عاجل وإزالة ثاني أكسيد الكربون الزائد من الغلاف الجوي والمحيطات الناتج عن استخدامه.
ويمكن استبدال بعض المواد الكربونية ببدائل خالية من الكربون، مثل استخدام الطاقة المتجددة لإنتاج الكهرباء. ومع ذلك، بالنسبة للاستخدامات الأخرى، مثل وقود الطائرات أو المواد البلاستيكية، سيكون من الصعب استبدال الكربون. ولهذه الغاية، يجري تطوير تقنيات لالتقاط الكربون وإعادة تدويره.
يُطلق على احتجاز ثاني أكسيد الكربون الزائد – من المحيطات أو الغلاف الجوي أو الصناعة – واستخدامه لأغراض جديدة اسم احتجاز الكربون واستخدامه وعزله، أو CCUS. من بين جميع الخيارات للتعامل مع ثاني أكسيد الكربون المحتجز، نفضل أنا وزملائي استخدامه لصنع المنتجات، ولكن دعونا نفحصها جميعًا.
CCUS أفضل وأسوأ الحالات
في كل طريقة، يحدد الجمع بين مصدر ثاني أكسيد الكربون واستخدامه النهائي أو التخلص منه عواقبه البيئية والاقتصادية.
في أفضل الحالات، ستترك العملية كمية أقل من ثاني أكسيد الكربون في البيئة مقارنة بالماضي. ومن الأمثلة القوية على ذلك استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز لإنتاج مواد البناء، مثل الخرسانة. فهو يعزل الكربون المحتجز ويخلق منتجًا له قيمة اقتصادية.
بعض الطرق محايدة للكربون، مما يعني أنها لا تضيف ثاني أكسيد الكربون الجديد إلى البيئة. على سبيل المثال، عند استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز من الهواء أو المحيطات وتحويله إلى وقود أو طعام، يعود الكربون إلى الغلاف الجوي، ولكن استخدام الكربون المحتجز يتجنب الحاجة إلى كربون جديد من الوقود الأحفوري.
ومع ذلك، فإن التركيبات الأخرى ضارة لأنها تزيد من كمية ثاني أكسيد الكربون الزائدة في البيئة. وتعد إحدى طرق التخزين الأكثر شيوعًا تحت الأرض – الاستخلاص المعزز للنفط – مثالًا واضحًا على ذلك.
إيجابيات وسلبيات تخزين الكربون تحت الأرض
تعمل المشاريع منذ سنوات على احتجاز فائض ثاني أكسيد الكربون وتخزينه تحت الأرض في هياكل طبيعية من الصخور المسامية، مثل الخزانات المالحة العميقة أو آبار البازلت أو النفط أو الغاز المستنفدة. وهذا ما يسمى احتجاز الكربون وعزله (CCS). إذا تم القيام بذلك بشكل صحيح، يمكن للتخزين الجيولوجي أن يزيل بشكل دائم كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.
عندما يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء أو الماء أو الكتلة الحيوية، فإن ذلك يخلق عملية سلبية للكربون – حيث يوجد كمية أقل من الكربون في الهواء بعد ذلك. ومع ذلك، إذا كان ثاني أكسيد الكربون يأتي بدلاً من ذلك من انبعاثات الوقود الأحفوري الجديدة، مثل محطات الطاقة التي تعمل بالفحم أو الغاز، فإن حياد الكربون غير ممكن. لا توجد تكنولوجيا لالتقاط الكربون تعمل بكفاءة بنسبة 100%، وسوف يتسرب دائمًا بعض ثاني أكسيد الكربون إلى الهواء.
يعد التقاط ثاني أكسيد الكربون أمرًا مكلفًا أيضًا. إذا لم يكن هناك منتج للبيع، يمكن أن يصبح التخزين تحت الأرض خدمة مكلفة تغطيها في النهاية الضرائب أو الرسوم، على غرار الدفع مقابل التخلص من القمامة.
تتمثل إحدى طرق خفض التكلفة في بيع ثاني أكسيد الكربون المحتجز من أجل الاستخلاص المعزز للنفط – وهي ممارسة شائعة تقوم على ضخ ثاني أكسيد الكربون المحتجز إلى حقول النفط لإخراج المزيد من النفط من الأرض. في حين أنه من المتوقع أن يبقى معظم ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض، فإن النتيجة هي المزيد من الوقود الأحفوري الذي سيرسل في النهاية المزيد من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى القضاء على الفوائد البيئية.
استخدام الكربون المحتجز في الغذاء والوقود
تشمل المواد قصيرة العمر المصنوعة من ثاني أكسيد الكربون وقود الطائرات والأغذية والأدوية وسوائل العمل المستخدمة في تصنيع المعادن. هذه العناصر ليست متينة بشكل خاص وسوف تتحلل قريبًا، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى. لكن بيع المنتجات يحقق قيمة اقتصادية، مما يساعد في دفع تكاليف هذه العملية.
يمكن التقاط ثاني أكسيد الكربون هذا من الهواء مرة أخرى واستخدامه في صنع جيل مستقبلي من المنتجات، الأمر الذي من شأنه أن يخلق اقتصادًا كربونيًا مستدامًا ودوريًا بشكل أساسي. ومع ذلك، لا ينجح هذا إلا إذا تم التقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء أو المحيطات. إذا كان ثاني أكسيد الكربون يأتي من مصادر الوقود الأحفوري بدلاً من ذلك، فهذا هو ثاني أكسيد الكربون الجديد الذي سيتم إضافته إلى البيئة عندما تتحلل المنتجات. لذا، حتى لو تم الاستيلاء عليها مرة أخرى، فإنها ستؤدي إلى تفاقم تغير المناخ.
تخزين الكربون في المواد، مثل الخرسانة
يمكن لبعض المعادن ومواد النفايات تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى حجر جيري أو مواد صخرية أخرى. يمكن أن تكون المواد طويلة العمر التي تم إنشاؤها بهذه الطريقة متينة للغاية، مع عمر أطول من 100 عام
والمثال الجيد هو ملموسة. يمكن أن يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع جزيئات الخرسانة، مما يؤدي إلى تمعدنها إلى شكل صلب. والنتيجة هي منتج مفيد يمكن بيعه بدلاً من تخزينه تحت الأرض. وتشمل المنتجات المعمرة الأخرى الركام المستخدم في بناء الطرق، وألياف الكربون المستخدمة في تطبيقات السيارات والفضاء والدفاع وبعض البوليمرات.
توفر هذه المواد أفضل مزيج من التأثير البيئي والمنفعة الاقتصادية عندما يتم تصنيعها باستخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز من الغلاف الجوي بدلاً من انبعاثات الوقود الأحفوري الجديدة.
اختر مشاريع الكربون الخاصة بك بحكمة
ومن الممكن أن تكون عملية احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه حلاً مفيداً، وقد بدأت الحكومات في ضخ مليارات الدولارات لتطويره. ولابد من مراقبته عن كثب لضمان أن تكنولوجيات احتجاز الكربون لن تؤخر التخلص التدريجي من الوقود الأحفوري. إنه جهد شامل للحصول على أفضل مجموعات مصادر ثاني أكسيد الكربون والتخلص منها لتحقيق التوسع السريع بتكلفة معقولة للمجتمع.
ولأن تغير المناخ مشكلة معقدة تلحق الضرر بالناس في جميع أنحاء العالم، فضلا عن الأجيال المقبلة، أعتقد أنه من الضروري ألا تكون الإجراءات سريعة فحسب، بل أيضا مدروسة جيدا ومبنية على الأدلة.
ساهم في كتابة هذا المقال فريد ماسون وجيري ستوكس وسوزان فانسي وستيفن ماكورد من مبادرة ثاني أكسيد الكربون العالمية.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.
كتب بواسطة: فولكر سيك، جامعة ميشيغان.
اقرأ أكثر:
يتلقى فولكر سيك تمويلًا من مؤسسة جرانثام للحفاظ على البيئة.