تُعد تقنيات التقاط الكربون من أهم الأساليب المستخدمة للحد من تأثير انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على الغلاف الجوي، ومع توجه العالم نحو خلق بيئة نظيفة ومستقبل أكثر استدامة، باتت أغلب الحكومات تبحث عن طرق فعّالة للحد من الآثار الجانبية الناتجة عن مصادر الطاقة.
ومن خلال مجموعة من العوامل الرئيسية وآليات العمل المتطورة، يمكن الحفاظ على المناخ وجعله أكثر توازنًا للكائنات الحية، بما يتيح للأجيال القادمة فرصًا أفضل لتحقيق هدف خفض تكلفة التقاط الكربون إلى أقل من 200 دولار للطن بحلول عام 2050.
وفيما يلي نستعرض بشكل مفصل مفهوم تقنيات التقاط الكربون، وآليات عملها، وطرق تخزينه وإعادة استخدامه، إضافة إلى أبرز المزايا والتحديات والانتقادات، وكذلك مستقبل هذه التقنيات.
جدول المحتويات
ما هي تقنيات التقاط الكربون؟
تقنيات التقاط الكربون هي مجموعة من الأساليب التي تهدف إلى منع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO₂) من الوصول إلى الغلاف الجوي، سواء من المصانع ومحطات الطاقة أو حتى من الهواء مباشرة. وتُعد من أهم الحلول لمواجهة تغير المناخ، خاصة في القطاعات التي يصعب إزالة الانبعاثات منها مثل صناعة الأسمنت والحديد والكيماويات.
أهم تقنيات التقاط الكربون:
1. التقاط الكربون من المصادر الثابتة، تُستخدم في المصانع ومحطات الطاقة قبل خروج الانبعاثات.
2. التقاط الكربون من الهواء مباشرة.
3. التقاط الكربون باستخدام الطبيعة.
4. النقل عبر الأنابيب أو السفن والتخزين في تكوينات جيولوجية عميقة أو تثبيته معدنيًا أو استخدامه صناعيًا.
آليات العمل الأساسية لتقنيات التقاط الكربون
تعتمد هذه التقنيات على فصل ثاني أكسيد الكربون عن الغازات الأخرى عبر أحد الأساليب التالية:
- الامتصاص الكيميائي: تمرير غازات العادم عبر سائل ماص (مثل المحاليل الأمينية) لالتقاط ثاني أكسيد الكربون، ثم تسخين السائل لفصله وإعادة استخدامه مرة أخرى.
- الامتزاز: استخدام مواد صلبة ذات مسامية عالية، مثل الهياكل العضوية المعدنية، لامتصاص جزيئات ثاني أكسيد الكربون على سطحها.
- الفصل الغشائي: استخدام أغشية خاصة تفصل الغازات استنادًا إلى خصائصها الفيزيائية، حيث يُسمح لبعضها بالمرور بينما يُحتجز ثاني أكسيد الكربون.
- التقطير بالتبريد العميق: تبريد غازات العادم إلى درجات منخفضة جدًا لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى سائل يسهل فصله.
- الالتقاط المباشر من الهواء: تقنية حديثة تقوم بإزالة ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الغلاف الجوي بدلًا من التقاطه من مصدر محدد.
طرق تخزين الكربون
طرق التخزين هي الأساليب التي يُحجز بها ثاني أكسيد الكربون بعد التقاطه بهدف منعه من الوصول للغلاف الجوي لمدد طويلة قد تصل إلى آلاف السنين، وتشمل:
أولًا: التخزين الجيولوجي (الأكثر انتشارًا عالميًا)
- التخزين في المكامن الجيولوجية العميقة: عبر حقن ثاني أكسيد الكربون في طبقات صخرية مسامية مملوءة بمياه مالحة على عمق يزيد عن ٨٠٠ متر.
- حقول النفط والغاز المستنفدة: استخدام الخزانات التي حفظت الهيدروكربونات ملايين السنين، كما تُستخدم لتحسين إنتاج النفط.
- حقن ثاني أكسيد الكربون في الفحم القابل للاستخراج: يمتص الفحم CO₂ ويُطلق غاز الميثان عبر آلية الامتزاز.
ثانيًا: التخزين المعدني
تحويل CO₂ إلى صخور عبر تفاعلات طبيعية أو صناعية، سواء في الصخور البازلتية أو عبر معالجة مخلفات صناعية غنية بالكالسيوم والمغنيسيوم.
ثالثًا: التخزين في المحيطات
أصبح محدودًا بسبب المخاوف البيئية، ويعتمد على حقن ثاني أكسيد الكربون في أعماق تزيد عن ٣ كيلومترات لإذابته في المياه تحت الضغط. وهي طريقة غير مفضلة عالميًا.
رابعًا: التخزين البيولوجي
الاعتماد على الطبيعة في امتصاص الكربون عبر:
الغابات، التشجير، التربة الزراعية، الطحالب، والأنظمة البحرية.
إعادة استخدام الكربون
هي عملية تحويل ثاني أكسيد الكربون من ملوث إلى مادة خام يمكن الاستفادة منها اقتصاديًا. فبدلًا من إطلاقه في الهواء، يتم التقاطه ثم إعادة استخدامه في:
1. صناعة الوقود.
2. المواد البنائية.
3. الصناعات الكيميائية.
4. تحسين استخراج النفط.
5. الأغذية والمشروبات.
6. إنتاج البروتين والكيماويات الحيوية.
مزايا تقنيات التقاط الكربون
- خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بشكل مباشر.
- إمكانية تطبيقها على البنية التحتية الحالية.
- الحفاظ على الصناعات الأساسية دون تعطيل الإنتاج.
- إنتاج الهيدروجين منخفض الكربون.
- خلق فرص اقتصادية جديدة.
- تحسين استخلاص النفط.
- دعم الاقتصاد الدائري للكربون.
- مرونة في خيارات التخزين والاستخدام.
- دعم تحقيق أهداف المناخ وصافي صفر انبعاثات.
التحديات والانتقادات التي تواجه تقنيات التقاط الكربون
أولًا: التحديات التقنية والهندسية
1. استهلاك الطاقة المرتفع.
2. محدودية كفاءة التقاط ثاني أكسيد الكربون.
3. التعقيد الكبير لأنظمة التخزين تحت الأرض.
ثانيًا: التحديات المالية والاقتصادية
1. التكلفة الباهظة.
2. ضعف العائد الاستثماري.
3. غياب سوق واضح للكربون المُلتقط.
ثالثًا: التحديات البيئية
1. مخاوف التسرب.
2. زيادة استهلاك المياه.
رابعًا: الانتقادات الفكرية والسياسية
1. اعتبارها حلًا تجميليًا يؤجل الانتقال للطاقة النظيفة.
2. عدم جاهزيتها للتطبيق على نطاق عالمي.
3. الاعتماد الكبير على دعم الحكومات.
خامسًا: التحديات الاجتماعية
1. عدم قبول المجتمعات لمواقع التخزين.
2. نقص الوعي العام.
المحاور الرئيسية لمستقبل تقنيات التقاط الكربون
1. احتجاز الكربون وتخزينه
- التوسع الصناعي: مشاريع ضخمة مثل مركز الجبيل لاستخلاص وتخزين CO₂.
- النقل: تكييف التقنيات للسفن الكبيرة لمواجهة تحديات النقل البحري.
- الابتكار: تطوير تقنيات احتراق الأكسجين الحلقي لرفع الكفاءة وخفض التكلفة.
2. التقاط الكربون من الهواء مباشرة
- نمو متوقع: توسع كبير في المحطات عالميًا.
- خفض التكاليف: تحقيق هدف أقل من ٢٠٠ دولار للطن بحلول ٢٠٥٠ عبر الابتكار والحوافز.
3. استخدام ثاني أكسيد الكربون
- تحويله إلى موارد: اختزاله كهروكيميائيًا لإنتاج مواد مثل حمض الفورميك والوقود والمواد البتروكيماوية.
- تطبيقات واسعة: في السيارات، محطات الوقود، والصناعات المختلفة.
4. السوق والسياسات الداعمة
- نمو السوق: توقع وصول سوق ائتمان الكربون إلى تريليونات الدولارات.
- الحوافز: مثل قانون خفض التضخم الأمريكي الذي يعزز الاستثمار ويوسع نطاق المستفيدين.
5. دور التقنيات في أهداف المناخ
- ضرورة حتمية: إزالة مليارات الأطنان من الغلاف الجوي للحفاظ على هدف ١.٥ درجة مئوية.
- تحول من عبء إلى مورد: عبر دمج التقنيات مع الأنظمة الزراعية.
تُعد تقنيات التقاط الكربون أحد أهم الأدوات في مكافحة تغير المناخ، إذ تسهم بشكل فعّال في خفض انبعاثات الاحتباس الحراري وتحقيق صافي صفر انبعاثات عالميًا، ورغم التحديات الكبيرة، فإن التطور التقني والدعم السياسي والاقتصادي يجعل مستقبل هذه التقنيات واعدًا، ويؤهلها للعب دور محوري في حماية المناخ وضمان استدامة الموارد للأجيال القادمة.
فيديو .. تقنيات التقاط الكربون
مراجع:
- تقنيات التقاط الكربون – الموقع الإلكتروني لشركة شل
- استخلاص الكربون ونقله وتخزينه – الموقع الإلكتروني لشركة أرامكو
اقرأ أيضاً:
- أنواع الطاقة النظيفة .. 6 مصادر رئيسية تدعم مستقبل العالم
- مشروعات الطاقة النظيفة .. التحول نحو تطوير 6 مصادر
- أهمية الطاقة النظيفة .. 3 محاور أساسية لمستقبل مستدام
- دور الطاقة النظيفة في خفض الانبعاثات الكربونية .. 10 أسباب لإنقاذ كوكب الأرض
- دور الطاقة النظيفة في تقليل البصمة الكربونية للبترول .. 4 خطوات لحساب البصمة الكربونية
- كيف يسهم الوقود البديل في خطة مصر لإعادة تدوير 60% من المخلفات بحلول 2026؟
- كل ما تريد معرفته عن التحول الطاقوي العالمي… وموقع مصر في تقرير 2025
- بدائل حرق الغاز المصاحب – حرق 151 مليار متر مكعب من الغاز عالميًا في عام 2024
