إعـــــــلان

Collapse
No announcement yet.

صناعة احتجاز الكربون من الهواء واستخدامه يمكن أن تصل الى تريليون دولار !!

Collapse
X
 
  • Filter
  • الوقت
  • Show
Clear All
new posts
  • نجمة الجدي
    مدير متابعة وتنشيط
    • 25-09-2008
    • 5278

    صناعة احتجاز الكربون من الهواء واستخدامه يمكن أن تصل الى تريليون دولار !!

    Pulling CO2 out of the air and using it could be a trillion-dollar business




    صناعة احتجاز الكربون من الهواء واستخدامه يمكن أن تصل الى تريليون دولار !!



    يقدر العلماء عمومًا أنه من أجل الحفاظ على ارتفاع متوسط ​​درجة الحرارة العالمية إلى 1.5 درجة مئوية فوق خط الأساس لما قبل الصناعة - وهو مستوى "آمن" للاحترار - يجب على البشرية تثبيت تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عند حوالي 350 جزءًا في المليون.

    هذا العام ، وصلنا إلى حوالي 410 جزء في المليون. يوجد بالفعل الكثير من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

    في هذه المرحلة ، لنضمن حقًا مناخًا آمنًا للأجيال القادمة ، ليس علينا فقط تقليل الانبعاثات ؛ علينا سحب بعض ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

    بالنظر إلى أن انبعاثات الكربون العالمية لا تزال في ارتفاع وهناك مئات الجيجا طن في الطريق من البنية التحتية الحالية للوقود الأحفوري ، فإن كل نموذج تقريبًا يستخدمه الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (IPCC) الذي يوضح لنا الوصول إلى مناخ آمن يتضمن دفن جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون ، ما يسمى ب "الانبعاثات السلبية.

    هناك العديد من أشكال الانبعاثات السلبية ، ولكن على الأرجح أن الطريقة الوحيدة لإزالة ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون ستكون بسحبها مباشرة من الهواء ودفنها تحت الأرض في طبقات المياه الجوفية المالحة ، وهي عملية تُعرف باسم احتجاز الكربون وعزله (CCS).

    باستخدام احتجاز الكربون وعزلهCCS ، يتم التعامل مع ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات يجب التخلص منه بشكل صحيح ، تمامًا كما نتعامل مع مياه الصرف الصحي والعديد من مخاطر التلوث الأخرى.

    ما هي كمية ثاني أكسيد الكربون التي يجب دفنها؟

    من الواضح أنه من المستحيل معرفة ذلك مسبقًا ؛ تختلف نماذج الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ من حيث السرعة التي تظهر بها انخفاض الانبعاثات. كلما انخفضت الانبعاثات بشكل أسرع وأسرع ، كلما قلت الحاجة إلى احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون. كلما أبطأ وسقطوا لاحقًا ، كلما كانت هناك حاجة إلى المزيد.

    تقدر ورقة بحثية نُشرت عام 2017 في Nature Climate Change إجمالي "عبء التخفيف" - وهو المبلغ الإجمالي للانبعاثات التي يجب تجنبها من الآن وحتى عام 2050 للبقاء أقل من درجتين - عند 800 جيجا طن.

    (على الرغم من أن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ تقول إن 1.5 درجة هي الهدف الآمن حقًا ، إلا أن العديد من العلماء يعتقدون أنه غير قابل للتحقيق ؛ وتظل درجتان هدفًا طموحًا للغاية.)

    وتقدر الورقة أنه حتى لو نجحت عمليات خفض الانبعاثات ، فسوف يتعين عزل ما بين 120 إلى 160 جيجا طن خلال تلك الفترة.

    طريقة أخرى لقول ذلك ، حتى مع الأخذ في الاعتبار الافتراضات المتفائلة حول إزالة الكربون ، فمن المحتمل أن ينتهي بنا الأمر إلى إصدار أكثر بكثير من ميزانية الكربون الخاصة بنا ، لذلك سنحتاج إلى دفن ما بين 100 و 200 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون للعودة إليه. وبالطبع ، سيتعين علينا دفن مئات الجيجا طن أكثر في السنوات التي تلي عام 2050.


    لإعطاء إحساس بالحجم ، هذا يعني أنه بحلول عام 2030 ، تحتاج البشرية إلى ضغط ونقل ودفن كمية من ثاني أكسيد الكربون ، من حيث الحجم ، أي ضعف إلى أربعة أضعاف كمية السوائل التي تتعامل معها صناعة النفط والغاز العالمية اليوم. لبناء صناعة بهذا الحجم ، بحلول ذلك التاريخ ، نحتاج أن نبدأ اليوم ، بأبحاث ونشر على نطاق واسع. يجب خفض سعر التقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء بسرعة.

    لكن هناك مشكلة: دفن ثاني أكسيد الكربون ليس له فوائد اقتصادية قصيرة المدى.

    في ظل عدم وجود سعر صارم إلى حد ما على الكربون ، والذي يهدف إلى إعطاء قيمة لمزاياها طويلة الأجل ، فإن احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه لا يفشل.

    لا يوجد حافز للشركات للقيام بذلك ، وبالتالي لا يوجد حافز للتحسن في التقاط الكربون.

    سيكون الحل السهل لهذه المعضلة هو وضع سعر عالمي للكربون ، ولكن لا يبدو أن هذا يحدث. إذن كيف ، في ظل عدم وجود سعر للكربون ، يمكن أن تستمر صناعة احتجاز الكربون؟

    إليك فكرة واحدة: لفترة من الوقت على الأقل ، بدلاً من دفن الكربون ، يمكن للشركات التي تمسكه بيعه.


    يمكن أن يوفر استخدام ثاني أكسيد الكربون دفعة لالتقاط الكربون

    ثاني أكسيد الكربون سلعة لها بعض القيمة.

    يتم استخدامه ، سواء بشكل مباشر أو كمادة وسيطة ، من قبل مجموعة من الصناعات وكان منذ أكثر من قرن.

    معظم ثاني أكسيد الكربون الذي تستخدمه الصناعات اليوم هو منتج ثانوي لعمليات الوقود الأحفوري ، غالبًا من الغاز الطبيعي أو المصانع التي تعمل بوقود الفحم التي تصنع الأمونيا ؛ أي أنه يأتي من تحت سطح الأرض. تمامًا مثل حرق الوقود الأحفوري ، فإنه ينقل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي إلى الغلاف الجوي.

    ولكن إذا أصبح ثاني أكسيد الكربون المسحب من الهواء أكثر وفرة وأرخص ثمناً ، فقد يبدأ في منافسة ثاني أكسيد الكربون الأرضي.

    من الناحية النظرية ، فإن أي صناعة تستخدم الكربون من تحت الأرض - للوقود والمشروبات ، مباشرة في العمليات الصناعية ، كمادة أولية لإنتاج منتجات أخرى ، أو أي شيء آخر - يمكن أن تتحول إلى ثاني أكسيد الكربون الذي يتم التقاطه من الهواء.

    يُعرف استخدام ثاني أكسيد الكربون من الهواء للمنتجات والخدمات باسم احتجاز الكربون واستخدامه (CCU).

    حسب بعض التقديرات ، يُحتمل أن يكون السوق بقيمة 1 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2030. ويمكن أن يكون له فائدتان رئيسيتان.

    أولاً ، يمكن أن تقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، جزئيًا عن طريق عزل بعض الكربون بشكل دائم في المنتجات المعمرة وجزئيًا عن طريق استبدال العمليات كثيفة الكربون ، وبالتالي تجنب الانبعاثات التي كانت ستحدث لولا ذلك.

    لكي نكون واضحين ، لن تقلل وحدة احتجاز الكربون واستخدامهCCU ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون لتجنب الحاجة إلى احتجاز الكربون وتخزينه (أي دفن الكربون). ولا حتى قريبة.

    إن كمية ثاني أكسيد الكربون التي تنبعث منها البشرية تقزم ببساطة حمولة المنتجات القائمة على الكربون التي تستهلكها.


    لكن يمكن أن تكون احتجاز الكربون واستخدامهCCU أداة مفيدة في حزام أداة إزالة الكربون.

    كما ذكرت إحدى الأوراق البحثية الحديثة ، "كل ذرة من الكربون يمكننا إعادة تدويرها هي ذرة من الكربون الأحفوري المتروكة في باطن الأرض للأجيال القادمة والتي لن تصل إلى الغلاف الجوي اليوم."

    وفقًا لأحد التقديرات المتفائلة ، يمكن لوحدة احتجاز الكربون واستخدامهCCU أن تخفض ما يصل إلى 10٪ من إجمالي الانبعاثات العالمية بحلول عام 2030.


    ثانيًا ، يمكن أن يوفر الطلب على ثاني أكسيد الكربون المدفوع بواسطة CCU جذبًا مبكرًا للسوق ، مما يساعد على زيادة تقنية احتجاز الكربون وخفض تكاليفها ، بحيث تكون جاهزة عندما يتجه صانعو السياسات أخيرًا لدعم CCS بشكل جدي.

    يمكن أن يكون بمثابة "على منحدر" إلى احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه.



    دليل للعالم المعقد والمربك لاستخدام الكربون

    هذه منطقة ساخنة وسريعة التطور في عالم المناخ والطاقة.
    هناك كل أنواع الأبحاث الجارية في الاستخدامات الجديدة لثاني أكسيد الكربون ، وجميع أنواع المشاريع التجريبية قيد التنفيذ ، وظهرت جميع أنواع الشركات الناشئة ، وجميع أنواع المعلومات المربكة والضجيج المنتشر. لذلك دعونا نرى ما إذا كان يمكننا حلها.

    وإليك كيف ستنتهي هذه السلسلة من المشاركات. في هذا المنشور ، سنلقي نظرة سريعة على المصدرين الرئيسيين لالتقاط الكربون الصناعي والطرق الأساسية التي تستخدم بها الصناعة حاليًا ثاني أكسيد الكربون ، فقط للتوجيه.

    في المنشور الثاني ، سنناقش الموضوع المثير للاستخلاص المعزز للنفط (EOR) ، والذي يعد إلى حد بعيد أكبر استخدام صناعي حالي لثاني أكسيد الكربون.

    في المنشور الثالث ، سنلقي نظرة فاحصة على الأسواق الأعلى من غير الاستخلاص المعزز للنفط لثاني أكسيد الكربون ، مثل مواد البناء والوقود ، وإجمالي إمكاناتها ، من الناحيتين الاقتصادية والكربون.

    وفي المنشور الأخير ، سوف نفكر في الطريق إلى الأمام لوحدة CCU ، وأنواع السياسات الداعمة التي تتطلبها ، والتراجع ، الطريقة الصحيحة لرؤيتها في السياق العام لمكافحة المناخ.

    سيكون الأمر ممتع! لن ترى ثاني أكسيد الكربون أبدًا بنفس الطريقة مرة أخرى.



    أنواع مختلفة من احتجاز الكربون

    أولاً ، دعنا نوضح ما أعنيه عندما أتحدث عن دعم صناعة احتجاز الكربون الصناعي.

    تمتص مجموعة متنوعة من العمليات "الطبيعية" الكربون وتحبسه على اليابسة (الغابات والتربة) وعلى السواحل (الأراضي الرطبة وأشجار المانغروف) وفي المحيط. يمكن تعزيز قدرة امتصاص الكربون لهذه العمليات من خلال الإدارة البشرية الذكية - على سبيل المثال ، برنامج LandCarbon التابع للخدمة الجيولوجية الأمريكية - ويمكن أن تلعب دورًا كبيرًا في مكافحة المناخ.

    لكن في هذه المنشورات ، سنناقش بدلاً من ذلك التقاط الكربون الصناعي ، الآلات المصممة لامتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء عبر التفاعلات الكيميائية. لن ندخل في العديد من الكيميائيات والتقنيات المتضمنة (هناك العديد منها ومعقدة) ، لكن الأمر يستحق أن نضع في الاعتبار فارقًا واحدًا.

    يمكن سحب ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن - تيارات النفايات الناتجة عن توليد الطاقة أو العمليات الصناعية الأخرى - أو يمكن سحبه من الهواء المحيط من خلال عملية تعرف باسم التقاط الهواء المباشر (DAC). لكل منها مزاياه وعيوبه.



    الميزة العظيمة للاستخلاص من غازات المداخن هي أن ثاني أكسيد الكربون يتركز ، تقريبًا جزيء واحد من كل 10 ، بينما في الهواء المحيط ، يكون جزيء واحد من كل 2500.

    نظرًا لأن قوانين الكيمياء هي ما هي عليه ، فدائمًا ما يتطلب الأمر طاقة أقل لاستخراج مادة من مصدر مركّز بالفعل. على أساس أسعار السلع الخام ، من المرجح أن يكون ثاني أكسيد الكربون الناتج عن غازات المداخن أرخص دائمًا من ثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه DAC.

    لكن DAC لها مزايا خاصة بها. أولاً ، إنه محايد جغرافياً. لا داعي لربطها بأي شيء أو بناؤها في أي مكان معين. يتركز ثاني أكسيد الكربون بشكل متساوٍ في الهواء في كل مكان في العالم ، لذلك يمكن بناء DAC في أي مكان في العالم ، حيثما تكون هناك حاجة إلى CO2 ، مما يلغي تكاليف النقل. إنه أصغر حجمًا وأكثر نمطية وأكثر قدرة على التكيف.

    ثانيًا ، على عكس أي شكل آخر من أشكال احتجاز الكربون ، الأرضي أو الصناعي ، فإن المحتوى الرقمي الديناميكي مقيد فقط بالتكاليف. يمكن أن يصل إلى أي حجم ، اعتمادًا فقط على رغبتنا في إنفاق الأموال عليه. لهذا السبب يعتقد الكثير في هذا المجال أن DAC هي أكثر تقنيات الانبعاثات السلبية الواعدة على المدى الطويل.

    (ملاحظة: هناك شركات مثل Global Thermostat بتقنيات تدعي أنها تستطيع التقاط الكربون من أي من المصدرين).

    كما سنرى ، قد تكون الخيارات المختلفة لـ احتجاز الكربون واستخدامهCCU أكثر ملاءمة لأحد أشكال الالتقاط أو الآخر.



    استخدام ثاني أكسيد الكربون وإمكانياته

    مع كل هذه الخلفية ، دعنا نلقي نظرة على طرق استخدام ثاني أكسيد الكربون حاليًا.

    في ما يلي رسم بياني من الجمعية الملكية بالمملكة المتحدة يوضح الخيارات الأساسية:

    بدءًا من الأسفل: يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون مباشرةً ، في البيوت الزجاجية ، أو لكربونات المشروبات ، أو لتحسين استخلاص الزيت (أكبر استخدام حالي) ، أو يمكن تحويله ، عبر مجموعة متنوعة من العمليات الكيميائية ، إلى مواد أو مواد أولية. واحدة من التحويلات الكيميائية ذات الإمكانات الأكبر ، في الأعلى ، هي دمج ثاني أكسيد الكربون مع الهيدروجين لإنتاج وقود هيدروكربوني اصطناعي.

    هذا الرسم البياني من مبادرة ثاني أكسيد الكربون العالمية بجامعة ميتشيغان يصبح أكثر دقة حول المنتجات الناتجة:



    بعض هذه العمليات والمنتجات هي في تطوير السوق أكثر من غيرها ؛ بعضها لديه إمكانات أكبر لتخفيف الكربون من البعض الآخر ؛ لدى بعضها إمكانات سوقية إجمالية أكبر من غيرها. (سنلقي نظرة على كل ذلك عن كثب في المنشور الثالث.)

    هناك تمييز واحد يجب أخذه في الاعتبار في الوقت الحالي يتعلق بطول المدة التي يستغرقها كل خيار من هذه الخيارات في عزل ثاني أكسيد الكربون.

    بالنسبة لمعظمهم ، إنه وقت قصير نسبيًا. على سبيل المثال ، إذا تم استخدام ثاني أكسيد الكربون الذي تم التقاطه في صناعة الوقود الاصطناعي ، يتم حرق الوقود ، وعند هذه النقطة يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي. إنها إعادة تدوير الكربون (أو إعادة تدويره) ، وليس عزل الكربون.

    يمكن إجراء الاستخلاص المعزز للنفط بالتنسيق مع عزل الكربون الجيولوجي الدائم ، ولكنه نادرًا ما يحدث اليوم. (سنلقي نظرة على ذلك عن كثب في المنشور الثاني.)

    من بين الفئات الأخرى المختلفة لوحدة التحكم المركزية ، يمكن فقط لمواد البناء (وربما المواد الجديدة مثل ألياف الكربون) أن تدعي عزل ثاني أكسيد الكربون بشكل شبه دائم. عندما تقوم بحقن ثاني أكسيد الكربون في الخرسانة ، يتم استخدام الخرسانة بعد ذلك في مبنى قد يستمر لمدة تصل إلى قرن من الزمان ؛ ثم ، إذا هدم المبنى ، يمكن تكسير الخرسانة وإعادة استخدامها. يبقى ثاني أكسيد الكربون مرتبطًا كيميائيًا.

    هذا التمييز مهم في التفكير في إمكانات التخفيف الإجمالية لوحدة CCU. فقط شريحة صغيرة منه يمكن أن تدعي أنها سالبة للكربون. إمكانية عزله محدودة. بالنسبة للجزء الأكبر ، ستأتي فائدته من استبدال العمليات كثيفة الكربون بعمليات خالية من الكربون ، وتجنب انبعاثات الكربون. (وحتى هذه الإمكانات قد تكون محدودة ؛ المزيد عن ذلك في المنشور الرابع).

    كل هذا يعني ، مرة أخرى ، أن احتجاز الكربون واستخدامهCCU لن تحل محل CCS.

    في أحسن الأحوال سوف يساعد في وضع الأساس لـ CCS.



    في خارطة الطريق المميزة لعام 2016 الخاصة بصناعات احتجاز الكربون واستخدامه CCU ، كانت المبادرة العالمية لثاني أكسيد الكربون متفائلة للغاية بشأن إمكانات التخفيف الخاصة بوحدةاحتجاز الكربون واستخدامه CCU ، معتبرة أنها يمكن أن تساعد بشكل كبير في تحقيق أهداف المناخ في باريس.

    وتجدر الإشارة إلى أن هذه التوقعات المتفائلة ليست مشتركة عالميًا ؛ تقدير خارطة الطريق لإمكانية التخفيف هو في نهاية الدراسات الحديثة. خلص تقييم أجرته الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ لعام 2005 بشكل قاتم إلى أن "حجم استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز في العمليات الصناعية صغير جدًا ، وأوقات التخزين قصيرة جدًا ، وتوازن الطاقة غير ملائم للاستخدامات الصناعية لثاني أكسيد الكربون ليصبح مهمًا كوسيلة للتخفيف من تغير المناخ. . "

    ومع ذلك ، فقد تغير الكثير منذ عام 2005. أصبحت الطاقة المتجددة أرخص وتحسن تحويل ثاني أكسيد الكربون. على أقل تقدير ، تعد احتجاز الكربون واستخدامه CCU واحدة من العديد من تقنيات الحد من انبعاثات الكربون المحتملة التي تستحق اهتمامًا ودعمًا أكثر بكثير مما تحصل عليه حاليًا من صانعي السياسات.

    لا تشجع السياسة تمامًا التفكير طويل المدى ، لكن عام 2050 ليس بعيدًا جدًا ، وعام 2030 أقرب. إن الحفاظ على درجة الحرارة "أقل بكثير" من درجتين ، وهو هدف الأمم المتحدة ، لا يعني فقط الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 ، كما يؤيده الآن معظم المرشحين الديمقراطيين لمنصب الرئيس. كما يعني بناء القدرة على دفن مئات الجيغاتون من الكربون. بقدر ما يمكن أن تساعد CCU في المضي قدمًا - سؤال مفتوح ، في الوقت الحالي - فإنه يستحق المتابعة.
    قال يماني ال محمد الامام احمد الحسن (ع) ليرى أحدكم الله في كل شيء ، ومع كل شيء ، وبعد كل شيء ، وقبل كل شيء . حتى يعرف الله ، وينكشف عنه الغطاء ، فيرى الأشياء كلها بالله ، فلا تعد عندكم الآثار هي الدالة على المؤثر سبحانه ، بل هو الدال على الآثار
Working...
X
😀
🥰
🤢
😎
😡
👍
👎