ناطحات السحاب في مدينة نيويورك تتحول إلى التقاط الكربون لتقليل تغير المناخ

قد لا يعمل احتجاز الكربون في جميع المباني في نيويورك ، لكن البعض يجربه

من الخارج ، يبدو المبنى السكني الشاهق في الجانب الغربي العلوي من مانهاتن إلى حد كبير مثل أي مبنى فخم آخر: البواب يحيي الزوار في بهو واسع مزين بالنسيج والرخام.

ومع ذلك ، يوجد أسفل القبو مجموعة غير عادية من المعدات التي لا يمكن لأي مبنى آخر في مدينة نيويورك – في الواقع عدد قليل في العالم – المطالبة بها. في محاولة للحد بشكل كبير من انبعاثات المبنى المكون من 30 طابقًا ، قام الملاك بتركيب متاهة من الأنابيب الملتوية والخزانات التي تجمع ثاني أكسيد الكربون من الغلايات الضخمة التي تعمل بالغاز في الطابق السفلي قبل أن يذهب إلى المدخنة ويتم إطلاقه في هواء.

الهدف هو منع هذا الغاز المسببة للاحتباس الحراري من دخول الغلاف الجوي. وهناك حاجة ماسة لتقليل الانبعاثات من ناطحات السحاب مثل هذه في مدينة عمودية. المباني هي إلى حد بعيد أكبر مصدر لانبعاثات غازات الاحتباس الحراري هنا ، ما يقرب من الثلثين ، وفقًا لإدارة المباني بالمدينة.

تنبعث مباني ولاية نيويورك أيضًا من تلوث الهواء أكثر من أي ولاية أخرى.

جوش لندن ، نائب الرئيس الأول في شركة Glenwood Management Corp. ، يحدق في ثقب منفذ غلاية تعمل بالغاز الطبيعي ، وتقع في الطابق السفلي من المبنى السكني الفاخر The Grand Tier ، والذي تستخدمه شركته لإنتاج ثاني أكسيد الكربون السائل ، الثلاثاء 18 أبريل ، 2023 ، في نيويورك. – ا ف ب

لذلك يجب على مالكي المباني إجراء تخفيضات كبيرة ابتداء من العام المقبل أو مواجهة غرامات متزايدة بموجب قانون المدينة الجديد. حوالي 50000 مبنى – أكثر من نصف المباني في المدينة ، تخضع للقانون المحلي 97. اتبعت مدن أخرى مثل بوسطن ودنفر نفس القواعد.

نتيجة لذلك ، يتدافع مديرو العقارات لتغيير طريقة عمل مبانيهم. يقوم البعض بتركيب أنظمة احتجاز الكربون ، والتي تعمل على تجريد ثاني أكسيد الكربون وتوجيهه إلى الخزانات وتجهيزه للبيع لشركات أخرى لصنع المشروبات الغازية أو الصابون أو الخرسانة.

إنهم يرون أنه وسيلة لتحقيق أهداف الانبعاثات دون الحاجة إلى نقل السكان لإجراء تجديدات واسعة النطاق. في هذه الحالة ، يُباع ثاني أكسيد الكربون لشركة مُصنِّعة للخرسانة في بروكلين ، حيث يتحول إلى معدن ومثبت بشكل دائم في الخرسانة.

قال بريان أسبارو ، كبير مسؤولي التشغيل في CarbonQuest ، التي قامت ببناء النظام: “نعتقد أن المشكلة تكمن في تقليل الانبعاثات في أسرع وقت ممكن. فالوقت ليس في صالحنا ، ويمكن تثبيت هذا النوع من الحلول بسرعة وبفعالية من حيث التكلفة وبدون انقطاع كبير “.

ومع ذلك ، يقول النقاد ، وكثير منهم يمثلون مجموعات بيئية ، إن مديري المباني يجب أن يذهبوا إلى أبعد من ذلك بكثير: إنهم يجادلون بأنه لتحقيق تخفيضات ذات مغزى في الانبعاثات ، يجب ترقية المباني بشكل كبير وتحويلها إلى الكهرباء التي تعمل بالطاقة المتجددة بدلاً من الاستمرار في حرق الوقود الأحفوري. كما أعربوا عن مخاوفهم بشأن سلامة تخزين كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون ، الخانق ، في مجتمع مكتظ بالسكان.

“احتجاز الكربون لا يقلل في الواقع من الانبعاثات ؛ قال أنتوني روجرز رايت ، مدير العدالة البيئية في New York Lawyers for the Public Interest ، “إنها تسعى إلى وضعها في مكان آخر”. “ما زالت الانبعاثات موجودة. ويجب أن نكون واضحين أن الطريقة الوحيدة لتقليل الانبعاثات … هي التوقف عن الانبعاث “.

لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت تقنية احتجاز الكربون ستعترف بها مدينة نيويورك على أنها خفض مؤهل للانبعاثات ؛ المدينة لم تقرر بعد. يحاول Asparro وآخرون إقناع مسؤولي المدينة بقبوله.

القبض على الجرم

في الطابق السفلي من المبنى السكني في أبر ويست سايد ، تتدحرج غلايتان ضخمتان بقوة 500 حصان ، مما يؤدي إلى حرق الغاز الطبيعي وإطلاق ثاني أكسيد الكربون. قال Asparro إن الغلايات ، التي من المتوقع أن تستمر لمدة 10 أو 20 عامًا أخرى ، تنتج ما يقرب من نصف انبعاثات المبنى.

النصف الآخر من الانبعاثات التي يعتبر المبنى مسؤولاً عنها ، من وجهة نظر المدينة ، هي تلك المتولدة في محطات الطاقة حيث يحصل المبنى على الكهرباء. قال Asparro إن نظام احتجاز الكربون يحصر حوالي 60٪ من انبعاثات الغلايات. كل ما قيل في ذلك الوقت ، بما في ذلك الكهرباء لتشغيل النظام ، إنه يقلل من انبعاثات المبنى بنسبة 23 ٪ تقريبًا.

قال Asparro: “يتم تركيب غلايات كهذه في كل مكان ، في المدارس والمستشفيات حول العالم”. “إنه تحد كبير حقًا تواجهه المباني من أجل تقليل الانبعاثات.”

يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى من المدخنة إلى غرفة حيث تم إعادة تخصيص عدد قليل من أماكن وقوف السيارات لإيواء نظام احتجاز الكربون. تتدفق الغازات فوق مادة خاصة تفصل ثاني أكسيد الكربون. ثم يتم ضغطها وتبريدها إلى -10 درجة فهرنهايت تحت الصفر (ناقص 23 درجة مئوية) ، وتحويلها إلى سائل يتم تخزينه بعد ذلك في الخزانات. تستهلك هذه العملية الطاقة ، ويؤدي التقاط ثاني أكسيد الكربون إلى زيادة استخدام الكهرباء في المبنى ، ولكن بشكل عام لا يزال النظام يقلل من انبعاثات المبنى.

تؤدي المزيد من الأنابيب إلى حنفيات خارج المبنى ، حيث تسحب الشاحنة مرة أو مرتين في الأسبوع لتحميل ثاني أكسيد الكربون المسال. تنقلها الشاحنة عبر شوارع المدينة وعبر جسر إلى بروكلين ، حيث تباع لشركة تصنيع الخرسانة.

كانت تقنية احتجاز الكربون موجودة على نطاق صناعي لعقود من الزمن ، وتستخدمها شركات النفط والغاز وبعض المصانع لالتقاط ثاني أكسيد الكربون الذي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المناخ وبيعه أو استخدامه لاستخراج المزيد من النفط من باطن الأرض.

ولكن الآن يحاول عدد قليل من شركات التكنولوجيا الخضراء وأصحاب المباني لأول مرة نشر هذه التكنولوجيا على نطاق أصغر بكثير في المباني السكنية. يتطلب قانون مدينة نيويورك المباني التي تزيد مساحتها عن 25000 قدم مربع لتقليل الانبعاثات. في مينيسوتا ، قام فندق Radisson Blu Mall of America ، وهو فندق ، بتركيب نظام يلتقط ثاني أكسيد الكربون الذي يستخدم في النهاية في صناعة الصابون.

يحصل مالكو المباني الذين يمكنهم تحمل تكلفة معدات احتجاز الكربون على بعض الإعفاءات الضريبية الفيدرالية لتثبيت الأنظمة. هناك حوافز أخرى متاحة للمساعدة في تحديث المباني ، وفقًا لبرنامج NYC Accelerator ، وهو برنامج يساعد أصحاب المنازل ومديري العقارات على إيجاد طرق لتقليل الانبعاثات.

لتقليل استخدام الطاقة ، يحتوي المبنى السكني أيضًا على محركات ومراوح ومضخات محوسبة وإضاءة LED وتخزين البطارية ، كما قال جوش لندن ، نائب الرئيس الأول في شركة Glenwood Management Corp. ، التي تدير المبنى. تخطط الشركة لتثبيت أنظمة احتجاز الكربون في خمسة مبان أخرى هذا العام.

ويقدر Asparro أنه بدون اتخاذ إجراءات ، قد تواجه المباني الشاهقة المماثلة غرامات تقارب مليون دولار سنويًا اعتبارًا من عام 2030.

ما يقرب من 70 ٪ من المباني الكبيرة في مدينة نيويورك بها غلايات بخارية تعمل بالغاز الطبيعي أو النفط ، وفقًا لـ NYC Accelerator. قال Luke Surowiec ، مدير إزالة الكربون في المباني في ICF ، وهي شركة استشارية تدير NYC Accelerator ، إن العديد منها لديها أنظمة تدفئة عمرها أكثر من نصف قرن ، وغالبًا ما لا تتم صيانتها.

قال سورويك: “مبانينا قديمة جدًا وغير فعالة ، وهذا هو الواقع”. “هناك الكثير من الفرص التي لم تتحقق بعد.”

التعدين في الخرسانة

في بروكلين ، تهتز الأرضية وتهتز بينما تتمازج الآلات الصفراء في شركة Glenwood Mason Supply Company Inc. ، وهي شركة لتصنيع الخرسانة لا علاقة لها بشركة Glenwood Management Corp. Grey ، وهي تندفع أسفل خط ناقل تحت ضجيج من التروس المعدنية والمحركات. بطريقة ما ، تحركت الطيور وتطير بين أكوام الكتل الشاهقة.

في هذا الضجيج ، تنقل شاحنة ثاني أكسيد الكربون المسال الذي تم جمعه في مبنى سكني في مانهاتن. ثم ، باستخدام المعدات التي توفرها شركة تسمى CarbonCure ، يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون السائل وتحويله إلى مادة صلبة.

عندما تتحرك المكونات الخرسانية في هيكل يشبه فرن البيتزا ، يتدفق ثاني أكسيد الكربون ، الذي أصبح الآن ثلجًا جافًا بشكل أساسي ، مثل الضباب. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع أيونات الكالسيوم في الأسمنت ، أحد مكونات الخرسانة. هذا يشكل كربونات الكالسيوم ، والتي تصبح جزءا لا يتجزأ من الخرسانة.

قالت كلير نيلسون ، عالمة الكيمياء الجيولوجية المتخصصة في التقاط الكربون في مدرسة كولومبيا للمناخ ، إنه بمجرد أن يصبح ثاني أكسيد الكربون في تلك الحالة المعدنية ، فإنه آمن ولن يتم إطلاقه ما لم يتم تسخينه إلى حوالي 900 درجة مئوية (1652 درجة فهرنهايت).

قال نيلسون: “لذا ما لم ينفجر بركان فوق المبنى الخرساني الخاص بك ، فسيظل هذا الكربون موجودًا إلى الأبد”.

أحد المكونات الرئيسية للخرسانة هو الأسمنت ، الذي يساهم بحوالي 7 ٪ من جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في جميع أنحاء العالم ، وفقًا لدراسة أجرتها وكالة التقييم البيئي الهولندية PBL.

يمكن أن تؤدي إضافة ثاني أكسيد الكربون المعدني إلى الخرسانة إلى تقليل انبعاثات الكربون ، ولكن ليس كثيرًا. قال روبرت نيفن ، الرئيس التنفيذي لشركة CarbonCure ، التي تعمل مع 700 منتج للخرسانة في 30 دولة ، في المتوسط ​​، يقلل منتجو الخرسانة الذين يستخدمون تقنية CarbonCure من انبعاثات الكربون بنسبة تتراوح من 5٪ إلى 6٪ فقط.

قالت كوني سينكوتا ، مالكة Glenwood Mason ، إن شركتها تتخذ إجراءات أخرى أيضًا ، على سبيل المثال لتقليل كمية الأسمنت في مزيجها الخرساني ، عن طريق إضافة زجاج ما بعد الصناعة الذي كان سيذهب إلى مكبات النفايات.

قالت: “إذا كان هناك أي طريقة تمكننا من إخراج الأسمنت من المزيج ، فهذا مفيد”.

تم استخدام الكتل الخرسانية الخاصة بالشركة مع ثاني أكسيد الكربون الممعدن في المباني التي تملكها أمازون ومدرسة مانهاتن المستقلة ، من بين آخرين.

الأسئلة المتبقية

لا تزال العديد من المجموعات البيئية متشككة في التقاط الكربون وتفضل بدلاً من ذلك الاستثمار في الانتقال إلى الطاقة المتجددة. كما يخشون من أن تخزين ثاني أكسيد الكربون قد يكون غير آمن ، والذي قد يؤدي بتركيزات عالية إلى الاختناق في مسكن سكني.

بعد تمزق خط أنابيب ثاني أكسيد الكربون في ساتارتيا ، ميسيسيبي ، في عام 2020 ، سعى 45 شخصًا للحصول على رعاية طبية في المستشفيات المحلية ، بما في ذلك الأشخاص الذين علقوا في سحابة بخار أثناء القيادة ، وفقًا لتقرير صادر عن إدارة سلامة خطوط الأنابيب والمواد الخطرة. وقال التقرير إن الأشخاص المعرضين لتركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون قد يعانون من سرعة التنفس والارتباك وارتفاع ضغط الدم واضطراب نظم القلب. يمكن أن تؤدي التركيزات الشديدة لثاني أكسيد الكربون إلى الموت بالاختناق.

قالت روجرز رايت إن تخزين ثاني أكسيد الكربون المركز تحت مبنى سكني أمر مثير للقلق ، لأنه “في حالة ولاية ميسيسيبي ، لم يكن الناس يعيشون فوقها مباشرة”. “نحن نتحدث عن المباني الكبيرة هنا في مدينة نيويورك. لذا فإن المخاطر غير معروفة ، لكنها واضحة بالتأكيد “.

وقال إن هناك أيضًا خطر حدوث تسرب ، إذا تعرضت شاحنة تنقل ثاني أكسيد الكربون لحادث.

يستجيب أنصار تقنية احتجاز الكربون بأن هناك ضمانات لمنع مثل هذه السيناريوهات. قال Asparro إن تقنية احتجاز الكربون المثبتة في شقة مانهاتن سمحت بها وكالات المدينة المتعددة.

وأضاف “لدينا ثاني أكسيد الكربون في كل مكان في المدن. المستشفيات والمطاعم ومصانع الجعة – وكلها تستخدم ثاني أكسيد الكربون. ويتم ذلك بطريقة آمنة إلى حد ما ويمكن التحكم فيها “.

نيلسون ، عالم الكيمياء الجيولوجية بجامعة كولومبيا ، والذي بدأ أيضًا شركة لاحتجاز الكربون ، يؤكد أن تخزين الغاز الطبيعي في الأقبية يعد أكثر خطورة من تخزين ثاني أكسيد الكربون ، ويتقبل الكثير من الناس تلك المخاطر التي يشكلها الغاز الطبيعي.

يقول المؤيدون إن التحدي الأكبر هو توسيع نطاق هذا وغيره من الحلول بالسرعة الكافية لإحداث فرق في تغير المناخ.

لهذا السبب يقول المؤيدون أنه يجب نشر العديد من الحلول في وقت واحد.

بالعودة إلى مانهاتن ، فإن تزويد المبنى السكني بالكامل بالكهرباء المتجددة ليس ممكنًا بعد لأن المرافق المحلية لا تملك طاقة متجددة كافية لبيعها لجميع عملاء نيويورك ، كما قالت لندن.

وأضاف: “مع الطاقة الشمسية ، أنت بحاجة إلى بصمة أكبر مما لدينا في مبنى كهذا”.

قال لندن إنه يريد شراء الطاقة من مزارع الرياح بمجرد توفرها على نطاق واسع.

لكنه قال: “سيستغرق ذلك وقتًا طويلاً ، لذلك لا أعتقد أننا نتمتع برفاهية الجلوس”. “يمكننا تقليل انبعاثاتنا بينما ننتظر ذلك.”