التقارير تقارير التكنو طاقة تقارير دورية تقارير منوعة تكنو طاقة رئيسية منوعات وحدة أبحاث الطاقة

كيفية الاستفادة من الكربون الملتقط.. وتقييم شامل لأفضل الاستعمالات

وحدة أبحاث الطاقة - مي مجدي

2025-02-09

0 375

تحقيق الحياد الكربوني يتطلب التقاط 16 مليون طن يوميًا من ثاني أكسيد الكربون
كمية الكربون الملتقط لا تتجاوز 230 مليون طن سنويًا
قطاع الأسمنت من أكثر الخيارات الواعدة للاستفادة من الكربون الملتقط
تحديات كبيرة لإنتاج الميثان أو البنزين من الكربون الملتقط

مع تزايد حجم الانبعاثات والضغوط لتحقيق أهداف الحياد الكربوني بحلول عام 2050، أصبح من الضروري التفكير في كيفية الاستفادة من الكربون الملتقط.

وفي هذا السياق، تتوقع وكالة الطاقة الدولية احتجاز 1.2 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون بحلول 2030، ليصل إلى 6 مليارات طن بحلول 2050.

ومع ذلك، لا تتجاوز الكمية المستغلة سنويًا 230 مليون طن، أي أقل بمقدار 200 مرة عن الانبعاثات العالمية التي تُقدَّر بنحو 50 مليار طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون سنويًا، بحسب تقرير اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة (مقرّها واشنطن).

فقد سلّط التقرير الضوء على تطبيقات تقنيات احتجاز الكربون واستعماله في الاستخلاص المعزز للنفط وصناعة الأسمدة، وإمكان الاستفادة من الكربون الملتقط في قطاعات عدّة.

بيد أن كل خيار يواجه تحديات تتفاوت من حيث الجدوى التقنية والاقتصادية، فعلى سبيل المثال، يُظهر احتجاز الكربون إمكانات كبيرة في خفض انبعاثات صناعة الأسمنت، لكن محاولات إنتاج وقود الطيران المستدام من خلال هذه التقنية باهظة التكلفة.

أفضل الخيارات لاستعمال الكربون الملتقط

أشار تقرير صادر عن المنتدى الاقتصادي العالمي إلى أن قطاع الأسمنت هو أحد الخيارات الواعدة لاستغلال الكربون الملتقط.

فعلى الرغم من أن صناعة الأسمنت تُعرَف ببصمتها الكربونية الهائلة، فإن لديها خصائص فريدة تجعلها مناسبة لتطبيق تقنيات احتجاز الكربون واستعماله.

وحاليًا، يُستهلك قرابة 11 مليون طن من الأسمنت يوميًا، وحال دمج تقنيات احتجاز الكربون يمكن التقاط ما يصل إلى 30% من الانبعاثات الكربونية الناتجة خلال إنتاجه، أي ما يعادل نحو 3.3 مليون طن يوميًا.

وأوضح التقرير أنه يمكن امتصاص ثاني أكسيد الكربون وتحويله إلى كربونات الكالسيوم، التي تدمج في الخرسانة، ما يعزز قوّتها.

علاوة على ذلك، لا تتطلب هذه العملية طاقة إضافية، ويمكن توجيه الانبعاثات الناتجة عن إنتاج الأسمنت مرة أخرى إلى العملية نفسها.

ويوضح الإنفوغرافيك التالي، من إعداد وحدة أبحاث الطاقة، تطور مشروعات احتجاز الكربون وتخزينه عالميًا في 2024:

تطور مشروعات احتجاز الكربون وتخزينه عالميًا في 2024 (إنفوغرافيك)

صناعة الإيثيلين

يبلغ الاستهلاك الحالي من الإيثيلين 0.6 مليون طن يوميًا، وحال استخلاصه عن طريق تقنيات احتجاز الكربون واستعماله، سيحتاج إلى استعمال نحو 2.6 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون يوميًا، لذا فهو بمثابة خيار وواعد لاستغلال الكربون الملتقط.

وحاليًا، يُستعمل الإيثيلين في تصنيع الأنابيب وإطارات النوافذ والتغليف ومستحضرات التنظيف والملابس، وغيرها من المنتجات.

وحقّق القطاع تقدمًا ملحوظًا عن طريق استعمال أجهزة التحليل الكهربائي التي تحول الانبعاثات الكربونية إلى إيثيلين، أو من خلال عملية نزع جزئيات الماء التي تنتج الإيثيلين من الإيثانول المشتق من الكربون الملتقط.

بالإضافة إلى ذلك، يوفر استخلاص الإيثيلين من الكربون ميزة إضافية تتمثل في تجنُّب استعمال التكسير البخاري، الذي يولّد -حاليًا- ما بين 1-2 طن من ثاني أكسيد الكربون، مقابل كل طن من الإيثيلين المُنتج.

ومع ذلك، ما تزال هذه الطرق تواجه تحديات من حيث التكلفة، ويعتمد نجاحها على قدرتها في التشغيل بكفاءة .

وقود الطيران

فيما يتعلق بوقود الطيران، يشهد وقود الطيران المستدام المشتق من الكربون الملتقط اهتمامًا متزايدًا، كونه إحدى الطرق لتوفير رحلات خالية من الوقود الأحفوري.

ويعتمد الإنتاج على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون، ومن ثم إلى الإيثانول، الذي يُحوَّل إلى وقود للطائرات.

وحاليًا، يستهلك قطاع الطيران قرابة 0.8 مليون طن من الوقود يوميًا، ولكن حال إنتاجه عن طريق الكربون الملتقط، فإن ذلك سيتطلب نحو 3.1 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون يوميًا، وفق ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

ورغم إمكانات هذه التقنية، فإن جدواها تظل متوسطة، بسبب التكلفة وارتفاع استهلاك الطاقة.

جانب من تموين طائرة بوقود الطيران المستدام الذي يستفيد من الكربون الملتقط — جانب من تموين طائرة بوقود الطيران المستدام - الصورة من إيه إس إم

تحديات تواجه الميثان والبنزين

يُعدّ الميثان أحد المصادر الرئيسة في توليد الحرارة والكهرباء، إذ يبلغ الاستهلاك اليومي قرابة 8 ملايين طن.

وحال إنتاجه من خلال الكربون الملتقط، سيتطلب قرابة 22 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون يوميًا، بحسب ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

ورغم إمكان الحصول على ميثان منخفض الكربون من خلال تفاعل ثاني أكسيد الكربون الملتقط مع الهيدروجين المستمد من الكهرباء منخفضة الانبعاثات، فإن الجدوى محدودة، من حيث استهلاك الطاقة.

وفي إطار البحث عن حلول مستدامة لقطاع النقل البري، يُطرح استعمال تقنيات احتجاز الكربون واستعماله لإنتاج البنزين، حيث يُقدَّر الاستهلاك الحالي بنحو 3 ملايين طن يوميًا.

فقد كان الهدف من إنتاج البنزين من الكربون الملتقط هو الحدّ من الانبعاثات الناتجة عن محركات الاحتراق الداخلي، لكن السيارات الكهربائية أثبتت تفوقها بفضل كفاءتها العالية التي تصل إلى 70% عند الاعتماد على الكهرباء المتجددة، مقابل 20-30% فقط في محركات الاحتراق الداخلي.

ومن هنا، أصبح من الواضح أن استعمال الطاقة في شحن السيارات الكهربائية يبدو أكثر فاعلية من إنتاج البنزين المستدام.

ومع ذلك، قد يظل للبنزين المستدام دور في المستقبل، خاصة مع تنامي دور المحركات الهجينة القابلة للشحن.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر..