تحظى تكنولوجيا احتجاز أو عزل ثاني أكسيد الكربون (Carbon capture technology) باهتمام متزايد، كونها طريقة لحلّ مشكلة انبعاث الغازات التي تضر بالبيئة، وتؤدي إلى ظواهر مناخية خطيرة كالاحترار وغيرها من تقلّبات الطقس التي تجتاح العالم، لكن التكاليف الباهظة لاحتجازه وتخزينه تظل عقبة كبيرة أمام انتشاره..
بيد أن تقنية جديدة قد تسهم في حلّ هذه المشكلة الكبرى التي باتت تؤرّق العالم بأسره، بل واستثمارها، وذلك بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود.
اثنان من الابتكارات الأخيرة يعطيان الأمل في الوصول إلى هذا الهدف، وكلاهما له علاقة بما يسمى محفزات النانو. يمكن استخدام هذه المحفزات المجهرية- مواد كيميائية تسرّع التفاعل الكيميائي بين العناصر الأخرى- في الهدرجة لإنتاج غازات مفيدة.
*الهدرجة
تعني الهدرجة ببساطة، إضافة ذرات الهيدروجين إلى جزيء، وإزالة ذرّات أخرى منه. وبالنسبة لثاني أكسيد الكربون، يمكن استخدام الهدرجة في إزالة ذرّات الأكسجين واستبدالها بالهيدروجين، مما يؤدي إلى توليد الهيدروكربونات، وهو مركّب كيميائي يوجد معظمه في النفط الخام، حيث تحتوي المواد العضوية المتحللة على وفرة من الكربون والهيدروجين والتي عندما تترابط، يمكن أن تشكّل سلاسل لا حدود لها.
وعادة، تتطلب الهدرجة درجات حرارة عالية للغاية، ما يجعل العملية مكلفة جدًا. كما أنها تتطلب محفزًا، والذي يأتي عادةً على شكل بلاتين أو بلاديوم، وكلاهما معدن ثمين باهظ الثمن.
الآن، يبدو أن هناك بديلين لهذه العملية، أسهَما في بثّ الآمال مجددًّا في اللجوء إلى مثل هذه التقنية.
*محفزات جديدة
قام فريق من الباحثين من جامعة كاليفورنيا الجنوبية والمختبر الوطني للطاقة المتجددة في كولورادو، بتطوير نوع جديد من المحفزات التي يمكن أن تساعد في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود وسلائف (مركّبات كيميائية تشارك في التفاعل الكيميائي لتكوين مركّب جديد) للمنتجات الكيميائية.
قال المختبر الوطني للطاقة المتجددة، في دراسة حديثة، إن المحفّز الجديد يستخدم جسيمات النانو من كربيد الموليبدينوم، وهو مركّب يتميز بالمعادن والكربون الذي يحتوي على مجموعة واسعة من التطبيقات، من بينها تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون، والذي يُستخدَم في إنتاج المواد الكيميائية، وفي المواد الهيدروكربونية.
ومع هذا، ربما يكون الأهمّ من ذلك هو أن العملية التي ابتكرتها كل من جامعة كاليفورنيا الجنوبية والمختبر الوطني للطاقة المتجددة، تتمّ تحت درجات حرارة أقل بكثير من درجة الحرارة التي تصل إلى 1100 درجة مئوية اللازمة لتحويل كربيدات المعادن إلى محفزات.
وفي درجات حرارة منخفضة، لا تكون العملية أرخص فحسب، بل تتيح أيضًا للعلماء معالجة خصائص جسيمات النانو وتحسين العملية الحفّازة. وإذا تقدّمت التكنولوجيا بما يكفي لصنع كميات كبيرة كافية من محفزات النانو، فإنها قد توفر وسيلة أرخص لاستخدام ثاني أكسيد الكربون بدلاً من تركه في الجو.
يرى فريق آخر من الباحثين، أنه يمكن التغلب على هذه المشكلة أيضًا، باستخدام عناصر مثل الموليبدينوم والنيكل والمغنيسيوم، وجميعها أقل تكلفة من معادن المجموعة البلاتينية.
يقول كايفر تي يافوز، قائد فريق البحث في الدراسة الثانية، بالمعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا: "لقد شرعنا في تطوير محفّز فعال يمكنه تحويل كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة والميثان دون أي فشل".
ما فعله علماء المعهد الكوري هو استخدام مزيج من جسيمات النانو في النيكل موليبدينوم وأكسيد المغنيسيوم البلوري. قاموا بتسخين جسيمات النانو لتتفاعل داخل أكسيد المغنيسيوم، وتخلق المحفز،" وهذا يعني أن المحفز القائم على النيكل لن يؤدي إلى تراكم الكربون، ولن ترتبط جزيئات السطح ببعضها ".
يبدو أن كلتا التقنيتين تبشّران بطرق واعدة للاستفادة من ثاني أكسيد الكربون، وإعادة تدويره بشكل أساسي، ولكن السؤال الذي يطرح نفسه: من أين سيأتي ثاني أكسيد الكربون؟.
وبالرغم من أن احتجاز الكربون باهظ الثمن، فإن هذا الوضع قد يكون على وشك التغيير، على الأقل، في الولايات المتحدة.
*حوافز ضريبية
في وقت سابق من هذا الأسبوع، أصدرت مصلحة الضرائب الأميركية قواعد جديدة لشركات الطاقة العاملة في مجال احتجاز الكربون، تشرح كيف يمكنها المطالبة بحوافز أو إعفاءات ضريبية أكبر لمشاريع احتجاز الكربون الخاصة بها.
في هذا السياق، ذكرت صحيفة هيوستن كرونيكل الأميركية، أن الكونغرس أقرّ قانونًا يضاعف الحوافز الضريبية التي يمكن لشركات الطاقة أن تطالب بها في مشاريعها الخاصة باحتجاز الكربون.
وقال رئيس تحالف احتجاز الكربون، براد كرابتري "ما زلنا نراجع التفاصيل بشكل فاعل في هذا الوقت، ومع ذلك، نحن سعداء للغاية لأن مصلحة الضرائب أخذت في الاعتبار التوصيات الرئيسة للتحالف الكربون". وأردف قائلًا، "ومع ذلك، فقد استغرق هذا العمل وقتًا طويلاً للغاية، وأخّر استثمارات تقدّر قيمتها بمئات الملايين، إن لم يكن مليارات الدولارات".
ومن هنا يمكن أن تتحقق هذه الاستثمارات بشكل فاعل، وقد أصبح هناك وضوح بشأن الإعفاءات والحوافز الضريبية، وقد تنطلق استثمارات احتجاز الكربون إلى آفاق أوسع.
ومنذ سنوات، قدّمت الحكومات في مختلف أنحاء العالم مجموعة متنوعة من أشكال الدعم التمويلي للمشاريع التجريبية لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، بما في ذلك الإعفاءات الضريبية، والمخصصات، والمنح. يرتبط التمويل بالرغبة في التعجيل بأنشطة الابتكار المتعلقة باحتجاز الكربون وتخزينه، كونها تكنولوجيا منخفضة الكربون والحاجة إلى أنشطة التحفيز الاقتصادي. واعتبارًا من عام 2011، وُفِّر ما يقارب 23.5 مليار دولار أميركي لدعم هذه المشاريع واسعة النطاق في جميع أنحاء العالم.
ويمكن أن تمثّل تقنيات المحفزات -كتلك التي طورها الباحثون الأميركيون والكوريون- مساعدة كبيرة في جعل احتجاز الكربون وإعادة استخدامه نهجًا أو ممارسة قياسية في المستقبل.
*جهاز امتصاص
وفيما يتعلق بتحديات احتجاز الكربون، حلّ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا هذه المشكلة، فقد أصدر العام الماضي ورقة بحثية مفصّلة عن جهاز يمكنه امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الهواء، وتخزينه وإطلاقه عند الحاجة لإعادة استخدامه في المواد الكيميائية الأخرى.
وقد يكون لوقود ثاني أكسيد الكربون مستقبل واعد الفترة المقبلة، بعد توفير المواد الخام، وتقنية احتجاز الكربون، والمحفزات، والتشريعات التي تجعل التطبيق أقل تكلفة.
