تكنولوجيا المناخ “احتجاز” الكربون مزدهرة ومربكة

أدى فشل البشرية في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن تسخين الكوكب – 41 مليار طن في عام 2022 – إلى دفع الخيارات التي كانت هامشية في السابق للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أو تقليله إلى مركز الصدارة في سياسة المناخ والاستثمار.

يعتبر التقاط الكربون وتخزينه (CCS) والتقاط الهواء المباشر (DAC) عمليتين صناعيتين معقدتين تعزلان ثاني أكسيد الكربون ، لكن هذه التقنيات المزدهرة حديثًا تختلف اختلافًا جوهريًا وغالبًا ما تكون مختلطة.

إليك كتاب تمهيدي حول ماهيتها وكيف تختلف.

– ما هو احتجاز الكربون؟ –

يقوم CCS بإخراج ثاني أكسيد الكربون من العادم أو غاز المداخن لمحطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري وكذلك الصناعات الثقيلة.

يبلغ العادم من محطة توليد الطاقة بالفحم حوالي 12 في المائة من ثاني أكسيد الكربون ، بينما في إنتاج الصلب والأسمنت عادة ما يكون ضعف ذلك.

على عكس CCS ، الذي يمنع بحد ذاته دخول ثاني أكسيد الكربون الإضافي إلى الغلاف الجوي ، تستخلص DAC جزيئات ثاني أكسيد الكربون الموجودة بالفعل.

بشكل حاسم ، هذا يجعل DAC تقنية “انبعاثات سلبية”.

لذلك يمكن أن يولد ائتمانات للشركات التي تسعى إلى تعويض إنتاج غازات الاحتباس الحراري – ولكن فقط إذا تم تخزين ثاني أكسيد الكربون الملتقط بشكل دائم تحت الأرض ، مثل خزانات النفط والغاز المستنفدة أو في خزانات المياه الجوفية المالحة.

يبلغ تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء المحيط 420 جزءًا فقط في المليون (حوالي 0.04 بالمائة) ، لذا فإن احتواء ثاني أكسيد الكربون باستخدام DAC يتطلب طاقة أكثر بكثير.

بمجرد عزله باستخدام إما CCS أو DAC ، يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون لصنع منتجات مثل مواد البناء أو وقود الطائرات “الأخضر” ، على الرغم من أن بعضًا من هذا ثاني أكسيد الكربون سوف يتسرب مرة أخرى في الهواء.

قال أوليفر جيدن ، الزميل البارز في المعهد الألماني لشؤون الأمن الدولي: “إذا تم استخدام ثاني أكسيد الكربون ، فلن يتم إزالته”.

– حالة اللعب –

تستخدم صناعة الوقود الأحفوري احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه منذ السبعينيات ولكن ليس لمنع تسرب ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي.

بدلاً من ذلك ، تقوم شركات النفط والغاز بحقن ثاني أكسيد الكربون في حقول النفط لاستخراج المزيد من النفط الخام بسرعة أكبر.

تاريخيًا ، ثبت أن تثبيت مرافق احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون في محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم والغاز ثم تخزين ثاني أكسيد الكربون لتقليل الانبعاثات أمر ممكن تقنيًا ولكنه غير اقتصادي.

تم إيقاف تشغيل أكبر مصنع في العالم لاحتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون ، منشأة بترا نوفا في تكساس ، بعد ثلاث سنوات من افتتاحه في عام 2017.

لكن أزمة المناخ التي تلوح في الأفق والإعانات الحكومية أعادت إحياء الاهتمام بتخزين الكربون وتخزينه لقطاع الطاقة وخارجه.

في نهاية عام 2022 ، كان هناك 35 مرفقًا تجاريًا في جميع أنحاء العالم تطبق تقنية احتجاز الكربون في الصناعة أو تحويل الوقود أو توليد الطاقة ، وعزل إجمالي 45 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون ، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA).

على النقيض من ذلك ، فإن DAC جديد جدًا.

استحوذ إجمالي 18 مصنعًا من محطات DAC على مستوى العالم على كمية من ثاني أكسيد الكربون في العام الماضي (10000 طن) فقط حيث انبعث العالم في 10 ثوانٍ.

– زيادة –

يجب توسيع نطاق كل من احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ولجنة المساعدة الإنمائية بشكل كبير إذا كان لهما أن يلعبان دورًا مهمًا في إزالة الكربون من الاقتصاد العالمي.

وللحفاظ على هدف صافي الصفر في منتصف القرن ، سيتعين على احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون تحويل 1.3 مليار طن سنويًا من الطاقة والصناعة – 30 مرة أكثر من العام الماضي – بحلول عام 2030 ، وفقًا لوكالة الطاقة الدولية.

يجب على DAC إزالة 60 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا بحلول ذلك التاريخ ، أي عدة آلاف من المرات أكثر من اليوم.

لكن الصناعة الناشئة تزدهر بجهات فاعلة جديدة ، ومن المقرر أن يبدأ المصنع الأول الذي تبلغ طاقته مليون طن سنويًا في الولايات المتحدة العام المقبل ، وسيتبعه آخرون.

وقال البروفيسور في جامعة ويسكونسن ماديسون غريغوري نيميت لوكالة فرانس برس “إنه تحد كبير لكنه ليس غير مسبوق” مستشهدا بتقنيات أخرى ، بما في ذلك الألواح الشمسية ، التي توسعت بشكل كبير في غضون عقود.

يمكن أن يستغرق إعداد موقع لتخزين ثاني أكسيد الكربون ما يصل إلى 10 سنوات ، لذلك يمكن أن يصبح التخزين عقبة خطيرة لتطوير كل من CCS و DAC.

– التكلفة لكل طن –

يتكلف احتجاز الكربون 15 دولارًا إلى 20 دولارًا للطن للعمليات الصناعية ذات تيارات عالية التركيز من ثاني أكسيد الكربون ، و 40 دولارًا إلى 120 دولارًا للطن لتدفقات الغاز المخففة ، مثل توليد الطاقة.

DAC – لا تزال في مهدها – لها تكاليف أعلى بكثير ، تتراوح اليوم من 600 دولار إلى 1000 دولار لكل طن من ثاني أكسيد الكربون يتم التقاطه.

ومن المتوقع أن تنخفض هذه التكاليف بشكل حاد إلى 100 – 300 دولار للطن بحلول عام 2050 ، وفقًا لتقرير حالة إزالة ثاني أكسيد الكربون الافتتاحي ، الذي نُشر في وقت سابق من هذا العام.

– اتبع المال –

نظرًا لأن البلدان والشركات تشعر بالضيق من الجداول الزمنية لإزالة الكربون والالتزامات الصافية الصفرية ، فإن المزيد من الأموال – العامة والخاصة – تتدفق نحو كل من CCS و DAC.

في الولايات المتحدة ، يخصص قانون خفض التضخم (IRA) مليارات الدولارات في صورة ائتمانات ضريبية لـ CCS.

يوفر قانون الاستثمار في البنية التحتية والوظائف السابق حوالي 12 مليار دولار على مدى خمس سنوات.

تمد ميزانية كندا لعام 2022 أيضًا الائتمان الضريبي للاستثمار الذي يخفض تكلفة مشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه إلى النصف.

كما تستثمر كوريا الجنوبية والصين بكثافة في هذا القطاع ، حيث افتتحت الصين مصنعًا سعة 500 ألف طن الشهر الماضي في مقاطعة جيانغسو.

في أوروبا ، يأتي الدعم على المستوى الوطني وموجه نحو الصناعة والتخزين ، وخاصة في بحر الشمال.

بالنسبة إلى DAC ، دفعت مجموعة من الشركات – Alphabet و Shopify و Meta و Stripe و Microsoft و H&M Group – في صندوق مع وعد بشراء ما لا يقل عن مليار دولار من “إزالة الكربون بشكل دائم” بين عامي 2022 و 200.

في الشهر الماضي ، أبرمت شركة JP Morgan صفقة لإزالة الكربون بقيمة 20 مليون دولار لمدة تسع سنوات مع شركة Climeworks الرائدة في DAC ، ومقرها سويسرا.