احتجاز الكربون يتجه إلى حلول عالية الحرارة لمواجهة انبعاثات الصناعات الثقيلة
وحدة أبحاث الطاقة – مي مجدي
تمثل تقنية احتجاز الكربون أحد الحلول الرئيسة المطروحة لخفض انبعاثات الصناعات الثقيلة، التي تشمل الصلب والأسمنت والكيماويات وتوليد الكهرباء.
وتُعد هذه الصناعات من أكبر مصادر الانبعاثات عالميًا، إذ تشكل قرابة 70% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناجمة عن الأنشطة الصناعية.
وعلى الرغم من تنامي الحاجة إلى تقنيات خفض الانبعاثات، فإن انتشار حلول احتجاز الكربون ما يزال أقل بكثير من المستويات المطلوبة لتحقيق أهداف المناخ العالمية.
وسلط تقرير حديث، اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة، الضوء على ضرورة تحديث أنظمة الاحتجاز التقليدية لتناسب ظروف تشغيل الصناعات الثقيلة.
وفي هذا السياق، يبرز توجه جديد في صناعة احتجاز الكربون يعتمد على تطوير تقنيات تعمل عند درجات حرارة مرتفعة بالاعتماد على مواد غير عضوية، بدلًا من الاعتماد على المذيبات العضوية التقليدية.
ويقوم هذا النهج على فكرة مختلفة تتمثل في تصميم التقنيات وفق ظروف تشغيل الصناعات الثقيلة، بدلًا من إجبار المنشآت على تعديل عملياتها لتناسب القيود التي تفرضها أنظمة الاحتجاز الحالية.
تقنيات احتجاز الكربون الحالية
تعتمد غالبية أنظمة احتجاز الكربون المنتشرة تجاريًا حاليًا على مذيبات قائمة على الأمينات، وهي تقنيات أدت دورًا مهمًا في تطوير الصناعة، لكنها تعمل بكفاءة أكبر في ظروف منخفضة الحرارة نسبيًا وبيئات تشغيلية خاضعة لظروف محددة.
وتستهلك هذه الأنظمة كميات كبيرة من الطاقة، ما يعني أن زيادة الاستهلاك قد تؤدي إلى زيادة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، في مفارقة قد تزيد من حدة المشكلة التي صُممت التقنية لمعالجتها.
لذلك، يمثل تحسين كفاءة الطاقة خطوة أساسية لتغيير اقتصادات نشر احتجاز الكربون على نطاق أوسع، بحسب ما جاء في التقرير الصادر عن المنتدى الاقتصادي العالمي.
كما تنطوي كيمياء هذه الأنظمة على تحديات، فالمذيبات العضوية -مثل المذيبات الأمينية- تتحلل بمرور الوقت عند تعرضها للحرارة والأكسجين والملوثات التي تحملها العوادم الصناعية، ومنها مركبات الكبريت وأكاسيد النيتروجين والجسيمات.
وقد تتطاير جزيئاتها إلى البيئة المحيطة، ما يزيد تكاليف الاستبدال والمخاطر التشغيلية وحالات التوقف غير المخطط لها، لتصبح الحلول الحالية رغم جهود تطويرها غير ملائمة لظروف تشغيل المنشآت الصناعية.
في الوقت نفسه، تعتمد بيئة الصناعات الثقيلة على مداخن صناعية ضخمة شديدة الحرارة تنبعث منها عوادم محملة بالملوثات.
ويفرض تركيب أنظمة احتجاز الكربون التقليدية على المنشآت القائمة عمليات إضافية للتبريد والتنقية والتهيئة، ما يزيد تعقيد التشغيل ويهدر جزءًا من الطاقة بدلًا من استغلالها.
وفي قطاعات تضع الكفاءة وهوامش الربح واستمرارية التشغيل في صدارة الأولويات، قد تتحول هذه المتطلبات إلى عامل حاسم يحدد ما إذا كان مشروع الاحتجاز مجديًا اقتصاديًا أم يبقى عند نقطة البداية.
تقنيات احتجاز الكربون عالية الحرارة
في مواجهة هذه القيود، تتجه شركات ومؤسسات بحثية إلى تطوير جيل جديد من تقنيات احتجاز الكربون عالية الحرارة، يعتمد على مواد غير عضوية يمكنها تحمل الظروف القاسية التي تعمل فيها الصناعات الثقيلة دون أن تتحلل.
وتشمل المواد التي تحظى بالاهتمام الأملاح المنصهرة، وأكاسيد الفلزات القلوية الترابية، مثل أكسيد الكالسيوم وأكسيد المغنيسيوم، إلى جانب أنظمة أكاسيد الفلزات المختلطة.
وتبرز دورة الكالسيوم (Calcium Looping) وتقنية البورات المنصهرة ضمن هذا الاتجاه الأوسع.
وأوضح التقرير أن تحسين كفاءة الطاقة يحقق وفورات في التكاليف، وفي القطاعات التي تشكل فيها الطاقة عنصرًا أساسيًا في الاقتصاد، يمكن لهذا التحول أن يغير جدوى تطبيق تقنيات احتجاز الكربون.
وتبدو هذه التقنيات مناسبة للقطاعات التي تمثل الحرارة جزءًا أساسيًا من عملياتها، بما في ذلك محطات توليد الكهرباء، ومصانع الكيماويات، والغلايات الصناعية، ومصانع الصلب والأسمنت.
وتبرز الرمال النفطية بمثابة تطبيق محتمل، نظرًا إلى اعتماد عمليات استخراج النفط على كميات كبيرة من البخار.
وينطبق الأمر كذلك على مصانع اللب والورق، التي تعتمد على الغلايات لإنتاج البخار اللازم في تسخين رقائق الخشب وتجفيف المنتجات.
كما يمثل قطاع توليد الكهرباء سوقًا واعدة، خاصة مع الارتفاع السريع في الطلب على الكهرباء المرتبط بمراكز البيانات والذكاء الاصطناعي.
ويشير الاتجاه نحو اتفاقيات شراء الكهرباء من محطات الغاز الطبيعي المزودة بتقنيات احتجاز الكربون وتخزينه إلى إمكان توسع هذا النموذج، مع سعي الشركات إلى تأمين إمدادات كهرباء مستقرة مع الحد من الانبعاثات.
موضوعات متعلقة..
- قدرة احتجاز الكربون وتخزينه ترتفع 25%.. و3 دول عربية ضمن الـ10 الكبار
- احتجاز الكربون وتخزينه وإنتاج الهيدروجين.. تقنيات تعزز خفض الانبعاثات (تقرير)
اقرأ أيضًا..
- واردات الدول العربية من الغاز المسال ترتفع 45%.. ومصر تتصدر المشهد
- قائمة أكبر مصدري الغاز المسال إلى الاتحاد الأوروبي تشهد تغيرات بسبب قطر
- أكبر 10 دول مستوردة للغاز المسال في النصف الأول من 2026
المصدر..
