التقاط الكربون: ما هو وكيف يحارب تغير المناخ؟ الجزء الأول

Image Credit: Dmitry Kovalchuk/Shutterstock.com

تعتبر تقنيات التقاط الكربون أحد أهم التقنيات التي لابد أن تشارك في محاربة المناخ ولذلك كثيراً مانسمع عنها ولكن هناك العديد من المفاهيم المتعلقة بها ك طرق التقاط الكربون وسائل نقل الكربون  طرق تخزين الكربون إيجابيات وسلبيات التقاط الكربون وتخزينه و أمثلة على ذلك.  ولهذا سنتناول هذا الموضوع في جزئين من المقالات كي تتمكن من فهم ذلك

ما هو التقاط الكربون وتخزينه؟

التقاط الكربون وتخزينه هو عملية التقاط غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) مباشرة من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم أو العمليات الصناعية. هدفها الأساسي هو منع ثاني أكسيد الكربون من دخول الغلاف الجوي للأرض وزيادة تفاقم آثار الغازات التي تسبب الاحتباس الحراري. يتم نقل ثاني أكسيد الكربون الذي يتم التقاطه وتخزينه في تكوينات جيولوجية تحت الأرض.

هناك ثلاثة أنواع من التقاط ثاني أكسيد الكربون وتخزينه: الالتقاط قبل الاحتراق، والتقاط ما بعد الاحتراق، والالتقاط اثناء الاحتراق، والالتقاط من الهواء المباشر. تستخدم كل عملية نهجًا مختلفًا لتقليل كمية ثاني أكسيد الكربون التي تأتي من حرق الوقود الأحفوري.

غاز ثاني أكسيد الكربون

ثاني أكسيد الكربون هو غاز عديم اللون والرائحة في ظل الظروف الجوية العادية. يتم إنتاجه عن طريق تنفس الحيوانات والفطريات والكائنات الحية الدقيقة، ويستخدمه معظم الكائنات الحية في التمثيل الضوئي لإنتاج الأكسجين. يتم إنتاجه أيضًا عن طريق احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي.

ثاني أكسيد الكربون هو أكثر غازات الاحتباس الحراري وفرة في الغلاف الجوي للأرض بعد بخار الماء. تساعد قدرته على حبس الحرارة على تنظيم درجات الحرارة وجعل الكوكب صالحًا للسكن. ومع ذلك، فإن الأنشطة البشرية مثل حرق الوقود الأحفوري قد أطلقت الكثير من غازات الاحتباس الحراري. المستويات الزائدة من ثاني أكسيد الكربون هي المحرك الرئيسي للاحتباس الحراري.

تقدر وكالة الطاقة الدولية، التي تجمع بيانات الطاقة من جميع أنحاء العالم، أن قدرة احتجاز غاز ثاني أكسيد الكربون تقدر بـ 130 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا إذا تم المضي قدمًا في خطط تكنولوجيا احتجاز الكربون وتخزينه. اعتبارًا من عام 2021، هناك أكثر من 30 مرفقًا جديدًا لاحتجاز وتخزين الكربون في الولايات المتحدة وأوروبا وأستراليا والصين وكوريا والشرق الأوسط ونيوزيلندا.

الأساليب المتبعة لالتقاط الكربون وتخزينه

تختلف الأساليب المتبعة لالتقاط الكربون بناءً على توقيت وآلية التقاط غاز ثاني أكسيد الكربون. وهي تشمل طرقًا مثل الالتقاط قبل الاحتراق ، والتقاط ما بعد الاحتراق ، والالتقاط اثناء الاحتراق، والالتقاط من الهواء. يقدم كل نهج ، سواء كان يتضمن التقاط ثاني أكسيد الكربون قبل أو بعد حرق الوقود الأحفوري ، أو استخراجه مباشرة من الغلاف الجوي ، مزايا فريدة وتحديات محتملة. تشكل هذه المسارات جزءًا لا يتجزأ من المبادرات العالمية للتخفيف من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

1. التقاط الكربون قبل الاحتراق:

في هذه العملية ، يتم استخلاص الكربون من الوقود قبل حرقه. يتم تحويل الوقود إلى خليط من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون ، ثم يتم فصل الكربون. هذه الطريقة فعالة ولكنها تتطلب نوعًا معينًا من محطات الطاقة تسمى محطة دورة التغويز المتكاملة .(IGCC) يمكن بعد ذلك نقل ثاني أكسيد الكربون الذي تم التقاطه وتخزينه أو استخدامه لأغراض أخرى.

2. التقاط الكربون بعد الاحتراق:

هذا هو أكثر أنواع التقاط الكربون شيوعًا. في هذه العملية ، يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون بعد حرق الوقود وتحويله إلى غازات مداخن. يتم تمرير هذه الغازات من خلال مذيب يمتص ثاني أكسيد الكربون. بمجرد امتصاص ثاني أكسيد الكربون ، يمكن تسخين المذيب لإطلاق ثاني أكسيد الكربون في صورة نقية جاهزة للتخزين أو الاستخدام. هذه الطريقة متعددة الاستخدامات ويمكن تعديلها لتلائم محطات الطاقة الحالية.

3. التقاط الكربون اثناء الاحتراق:

في هذه العملية ، يتم حرق الوقود في أكسجين نقي بدلاً من الهواء ، مما ينتج عنه غاز مداخن يتكون في الغالب من ثاني أكسيد الكربون والماء. يمكن تكثيف المياه وفصلها بسهولة ، مما يترك ثاني أكسيد الكربون النقي تقريبًا لالتقاطه. هذه الطريقة فعالة ولكنها تتطلب تعديلات لمحطة الطاقة لحرق الوقود في الأكسجين النقي.

4. التقاط الكربون من الهواء المباشر :

تتضمن هذه الطريقة التقاط ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء ، بغض النظر عن مصدر الانبعاث. يتم استخدام آلات خاصة بها مواد كيميائية ترتبط بثاني أكسيد الكربون لاستخراجها من الغلاف الجوي. هذه الطريقة واعدة ولكنها مكلفة حاليًا وتستهلك الكثير من الطاقة.

كل من هذه الأساليب لها مزاياها وتحدياتها من حيث التكلفة ، واستخدام الطاقة ، والجدوى الاقتصادية ، وقابلية التوسع. يعتمد اختيار الطريقة على عدة عوامل ، بما في ذلك مصدر الانبعاثات والموارد المتاحة للالتقاط والتخزين.

تابعونا في الجزء الثاني لنتعرف على وسائل نقل الكربون  طرق تخزين الكربون إيجابيات وسلبيات التقاط الكربون وتخزينه و أمثلة على ذلك.