احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية.. خريطة طريق التوسع والتوطين

يمثّل احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية مسارًا مهمًا نحو خفض الانبعاثات من القطاعات التي يصعب تقليل بصمتها الكربونية بالحلول التقليدية، وعلى رأسها صناعات الأسمنت والصلب والبتروكيماويات.

ووفقًا لدراسة حديثة صادرة عن مركز الملك عبدالله للدراسات والبحوث البترولية (كابسارك)، تكتسب هذه التقنية أهمية متزايدة وسط استمرار اعتماد المملكة على النفط والغاز لتلبية الطلب المحلي على الطاقة ودعم القاعدة الصناعية.

وبجانب دورها البيئي، يترتب على تطبيق تقنية احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية آثارًا اقتصادية مهمة، بما يشمل دعم سوق العمل وتحفيز الصناعات المحلية، لا سيما في إنتاج المواد والمذيبات الأساسية.

ووفقًا للدراسة التي حصلت عليها وحدة أبحاث الطاقة (مقرّها واشنطن)، تبرز السعودية بصفتها لاعبًا إقليميًا نشطًا في هذا المجال، مستفيدةً من خبرتها الطويلة في مشروعات النفط والغاز والبنية التحتية الكبرى.

ويُعدّ مشروع العثمانية للاستخلاص المعزّز للنفط باستعمال ثاني أكسيد الكربون نموذجًا تطبيقيًا بارزًا، إذ ينجح في احتجاز نحو 800 ألف طن سنويًا من الانبعاثات، يُعاد حقنها في المكامن النفطية، بما يحقق هدفين متوازيين، هما:

• دعم الإنتاج النفطي.
• ضمان التخزين الجيولوجي طويل الأجل للكربون.

وتتجه المملكة إلى توسيع نطاق احتجاز الكربون وتخزينه ليشمل سلاسل قيمة جديدة، ولا سيما في مدينة الجبيل الصناعية، عبر ربطه بمشروعات إنتاج الهيدروجين منخفض الكربون.

وهذا التوجه جزء من طموح السعودية لترسيخ موقعها لاعبًا عالميًا في سوق الهيدروجين، ولا سيما الهيدروجين الأزرق، الذي يعتمد على احتجاز الانبعاثات المصاحبة لعمليات الإنتاج.

وتستند هذه الجهود إلى قاعدة بحثية وتطويرية تقودها جهات وطنية، من بينها أرامكو السعودية ومركز الملك عبدالله للدراسات والبحوث البترولية (كابسارك)، بهدف تحسين كفاءة تقنيات الاحتجاز وخفض تكاليفها.

مستهدفات احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية

تفترض دراسة "كابسارك" نشر تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية عبر 4 قطاعات رئيسة، تشمل قطاع الكهرباء، وقطاعات صناعية كثيفة الانبعاثات مثل الصلب والبتروكيماويات والأسمنت.

ورغم تنوّع الخيارات التقنية المتاحة، مثل الامتصاص الكيميائي والفيزيائي، والامتزاز، والأغشية، والتبريد العميق، ينصبّ التركيز على تقنية الامتصاص الكيميائي بوصفها الأكثر نضجًا وانتشارًا تجاريًا.

وتشير بيانات شركة الأبحاث "بلومبرغ نيو إنرجي فايننس" إلى أن تقنيات الامتصاص السائل، المعتمدة أساسًا على الأمينات وكربونات البوتاسيوم، استحوذت على 89.7% من السعة التشغيلية العالمية لاحتجاز الكربون وتخزينه حتى نهاية 2024، مقابل 10.2% لأنظمة الأغشية، ونسبة هامشية لتقنيات الامتزاز الصلب، ما يعكس محدودية جاهزية البدائل الأخرى للتطبيق واسع النطاق.

عالميًا، تستند التوقعات إلى سيناريو وكالة الطاقة الدولية لتحقيق الحياد الكربوني بحلول 2050، مع تقدير سعة احتجاز تبلغ 1.7 مليار طن سنويًا بحلول 2030، ترتفع إلى 7.7 مليار طن في 2050.

ويوضح الرسم البياني التالي -الذي أعدّته وحدة أبحاث الطاقة- قدرة احتجاز الكربون واستعماله وتخزينه عالميًا حتى 2024:

أمّا أهداف احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية، فيعتمد السيناريو الأساس على التزامات الإسهامات المحددة وطنيًا ورؤية 2030، مع خطط لرفع سعة الاحتجاز من 800 ألف طن سنويًا حاليًا إلى 9 ملايين طن بين 2027 و2030، ثم 44 مليونًا بحلول 2035، وصولًا إلى قرابة 145 مليون طن سنويًا بحلول 2060.

وتعكس هذه الأرقام حجم التحدي البنيوي والمادي المرتبط بتوسيع تطبيق تقنيات احتجاز الكربون، وتبرز في الوقت ذاته أهمية التخطيط المبكر لسلاسل الإمداد والمواد الأساسية.

البنية التحتية الخاصة باحتجاز الكربون وتخزينه

إلى جانب تقنيات الاحتجاز، تبرز متطلبات النقل والتخزين -ولا سيما خطوط أنابيب ثاني أكسيد الكربون- عنصرًا حاسمًا في نجاح المنظومة.

وتعتمد احتياجات المواد، مثل الصلب والخرسانة، على طول الأنابيب وقطرها وسمكها، المرتبط بكميات الكربون المنقولة، واعتمدت الدراسة حالة مرجعية لنقل مليون طن سنويًا لمسافة 100 كيلومتر لتقدير هذه الاحتياجات.

وتؤكد النتائج أن نجاح توسيع احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية لا يرتبط بالتقنية فحسب، بل يتطلب تنسيقًا مبكرًا لسلاسل الإمداد، واستثمارًا طويل الأجل في المواد والبنية التحتية، بما يجعل هذه التقنيات ركيزة مكملة، لا بديلًا، لمسار التحول الطاقي في المملكة.

ورغم ذلك، يفرض التوسع السريع في هذه التقنية تحديات تتجاوز الجوانب التقنية، لتطال متطلبات المواد، والعمر التشغيلي للبنية التحتية، وقدرة سلاسل الإمداد العالمية والمحلية على الاستجابة للطلب المتزايد خلال العقود المقبلة.

ويستند تقييم هذه المتطلبات إلى مجموعة من الافتراضات الفنية، في مقدّمتها العمر التشغيلي لمكونات البنية التحتية الخاصة باحتجاز الكربون وتخزينه، ولا سيما خطوط الأنابيب، التي يُقدَّر عمرها بنحو 25 عامًا، إضافةً إلى افتراضات تتعلق بمعدلات إعادة تدوير المواد.

متطلبات التوسع في تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه

تشير التقديرات إلى أن المواد الكيميائية المستهلكة تستحوذ على النصيب الأكبر من متطلبات التوسع العالمي في تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه حتى منتصف القرن، إذ تتصدر الأمينات قائمة هذه المواد بحصّة تقارب 64% من إجمالي الطلب، تليها كربونات البوتاسيوم بنسبة 24%، ثم الصلب بنحو 9%.

ويُقدَّر الطلب التراكمي العالمي على الأمينات بأكثر من 990 مليون طن حتى عام 2050، مقابل نحو 375 مليون طن من كربونات البوتاسيوم، ونحو 150 مليون طن من الصلب.

وتعكس هذه الأرقام فجوة كبيرة عند مقارنتها بمستويات الإنتاج الحالية، ولا سيما في المواد المستهلكة، التي تُستعمل وتُستبدل دوريًا ضمن منظومات الاحتجاز.

وعلى أساس المتوسط السنوي، يبلغ الطلب على كربونات البوتاسيوم ما يعادل 7.5 أضعاف الإنتاج العالمي الحالي، في حين تصل متطلبات الأمينات إلى نحو 4 أضعاف مستويات الإنتاج الراهنة.

وفي سيناريو يعتمد بدرجة أكبر على كربونات البوتاسيوم بدلًا من الأمينات، ينخفض الضغط نسبيًا على سوق الأمينات إلى 270% من الإنتاج الحالي، مقابل قفزة حادة في الطلب على كربونات البوتاسيوم تصل إلى قرابة 20 ضعفًا.

أمّا المعادن الداخلة في صناعة السبائك، مثل الموليبدينوم والنيوبيوم والفاناديوم، فتظل متطلباتها النسبية محدودة، إذ تتراوح في المتوسط بين 2% و3% من الإنتاج العالمي، غير أن التحدي الرئيس لا يكمن فقط في الحجم التراكمي، بل في التوزيع الزمني للطلب، إذ يُرجَّح أن يشهد قطاع احتجاز الكربون موجات توسُّع متسارعة ترفع ذروة الطلب السنوي إلى مستويات تفوق المتوسطات المحسوبة.

وعند احتساب ذروة الطلب، ترتفع المتطلبات إلى نحو 11 ضعفًا الإنتاج الحالي لكربونات البوتاسيوم، ونحو 630% للأمينات، في حين تبقى المعادن ضمن نطاق يمكن استيعابه نسبيًا، ما يسلّط الضوء على مخاطر محتملة تتعلق بأمن الإمدادات، لا سيما في ظل المنافسة مع صناعات أخرى تعتمد على المواد نفسها.

متطلبات احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية

يعكس نمط متطلبات احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية الاتجاهات العالمية ذاتها، مع تصدُّر الأمينات وكربونات البوتاسيوم قائمة المواد المطلوبة، تليها مواد البناء الأساسية، وفي مقدّمتها الصلب والخرسانة، المرتبطة بتشييد مرافق الاحتجاز وشبكات النقل والتخزين.

وتُظهر التقديرات أن المملكة ستحتاج إلى أكثر من 23 مليون طن من كربونات البوتاسيوم، ونحو 13 مليون طن من الأمينات حتى عام 2060، مع بلوغ الطلب ذروته عند مستويات تعادل قرابة 8 أضعاف المتوسط السنوي.

كما يُقدَّر متوسط الطلب السنوي على الصلب بأكثر من 3.5 مليون طن، يُوجَّه معظمها إلى إنشاء خطوط الأنابيب اللازمة لنقل ثاني أكسيد الكربون إلى مواقع الحقن الجيولوجي.

وتأتي الخرسانة في المرتبة الثانية من ناحية الحجم، مدفوعة بالدور نفسه في البنية التحتية، في حين تبقى متطلبات عناصر السبائك، مثل النيكل والنيوبيوم والفاناديوم، محدودة نسبيًا ولا تمثّل عبئًا يُذكَر على الأسواق.

وعند مقارنة هذه الأرقام بالإنتاج العالمي الحالي، يتضح أن المملكة ستحتاج في المتوسط إلى نحو 13% من إنتاج كربونات البوتاسيوم العالمي، ونحو 6% من إنتاج الأمينات، لتحقيق سيناريو احتجاز الكربون وتخزينه حتى 2060.

وحال تبنّي سيناريو يعتمد بصورة أكبر على كربونات البوتاسيوم، قد يرتفع الطلب المحلي إلى ما يقارب ثلث الإنتاج العالمي الحالي، مقابل تراجع ملحوظ في الطلب على الأمينات.

الصلب والخرسانة.. متطلبات معتدلة وفرص اقتصادية

يمثّل الصلب والخرسانة العمود الفقري للبنية التحتية لمشروعات احتجاز الكربون وتخزينه، بدءًا من مرافق الاحتجاز، مرورًا بالضواغط، وانتهاءً بخطوط الأنابيب ومواقع الحقن.

وتشير البيانات إلى أن متطلبات هاتين المادتين، رغم أهميتهما الفنية، تظل ضمن حدود يمكن تلبيتها دون ضغوط كبيرة على القدرات الإنتاجية الحالية.

وعالميًا، تُقدَّر متطلبات الصلب التراكمية عالميًا بنحو 141.9 مليون طن حتى عام 2050، بمتوسط سنوي يبلغ 5.7 مليونًا، وفق ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

ويتطلب إنتاج هذه الكميات استهلاكًا سنويًا يقارب 120 بيتاغول من الطاقة، إضافةً إلى استثمارات رأسمالية تُقدَّر بنحو 3.3 مليارات دولار أميركي لتوسيع قدرات أفران القوس الكهربائي.

في المقابل، تُقدَّر متطلبات الصلب المرتبطة بتقنية احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية بنحو 3.7 مليون طن حتى عام 2060، بمتوسط سنوي يقارب 103 آلاف طن، وهي كميات لا تمثّل سوى 0.3% من الإنتاج العالمي الحالي، أو 0.7% عند استثناء الصين.

وتكتسب هذه الأرقام دلالة خاصة في ضوء القدرات المحلية، إذ بلغ إنتاج السعودية من الصلب نحو 9.94 مليون طن عام 2023، بزيادة 21% مقارنة بعام 2019.

ويعني ذلك أن إجمالي متطلبات الصلب لمشروعات احتجاز الكربون وتخزينه حتى 2060 لا يتجاوز 37% من السعة الإنتاجية السنوية الحالية، ما يعزّز فرص التوطين الكامل، شريطة توافر الدرجات الفنية المطلوبة، ويدعم في الوقت نفسه الأهداف الاقتصادية المرتبطة بتنمية سلاسل القيمة الصناعية.

كما تُشكَّل الخرسانة عنصرًا أساسيًا، إلّا أن توزيع الطلب يتركّز نحو ثلثيه في مرافق الاحتجاز والضغط والحقن، مقابل ثلث فقط في خطوط الأنابيب.

عالميًا، تُقدّر متطلبات الخرسانة بنحو 42.2 مليون طن حتى عام 2050، بمتوسط سنوي 1.7 مليون طن، وهي كميات ضئيلة مقارنة بالإنتاج العالمي من الأسمنت البالغ 4 مليارات طن سنويًا.

أمّا في السعودية، فلا تتجاوز المتطلبات التراكمية مليون طن حتى عام 2060، بمتوسط سنوي 30 ألف طن، مقارنة بالإنتاج المحلي البالغ 49.2 مليون طن عام 2023، ما يشير إلى قدرة المملكة على تلبية الطلب محليًا بسهولة، ويعزز الجدوى الصناعية والاقتصادية لتقنية احتجاز الكربون وتخزينه.

الأمينات وكربونات البوتاسيوم.. مذيبات محورية

تُمثّل المذيبات الكيميائية -وعلى رأسها الأمينات وكربونات البوتاسيوم- حجر الأساس لتطبيق تقنيات احتجاز الكربون في السعودية.

وتُعدّ الأمينات الخيار الأكثر شيوعًا، وتشمل الإيثانول أمين ومشتقاته والبروبانول أمين، إذ تُستعمل لتعويض الكميات المتحللة أو المفقودة في أثناء التشغيل، ما يجعل الطلب عليها مستمرًا.

وتستند سلاسل إنتاج الأمينات إلى مواد أولية متوافرة بكثافة في المملكة، مثل أكسيد الإيثيلين والبروبيلين، المستخلصين من التكسير البخاري أو نواتج التكرير، والأمونيا المنتجة عبر عملية "هابر–بوش".

وتنتج السعودية نحو 4 ملايين طن أمونيا سنويًا، ما يعادل 3% من الإنتاج العالمي، كما تمتلك بنية صناعية متقدمة لإنتاج أكسيد الإيثيلين وأكسيد البروبيلين.

ووفقًا لتقديرات وحدة أبحاث الطاقة، تتيح هذه القدرات فرص توطين إنتاج الأمينات محليًا، وفتح آفاق تصديرية مستقبلية.

وفي سياق متصل، تشير التقديرات إلى أن الطلب العالمي على الأمينات في تطبيقات احتجاز الكربون وتخزينه قد يصل إلى 991 مليون طن حتى عام 2050، بمتوسط سنوي يقارب 39.6 مليونًا.

أمّا في السعودية، فيُقدَّر الطلب المتراكم حتى عام 2060 بنحو 21 مليون طن، بمتوسط سنوي 585 ألف طن.

كما تُشكّل كربونات البوتاسيوم بديلًا محتملًا في بعض التطبيقات، لكن تحدياتها أكبر بسبب محدودية إنتاج البوتاس عالميًا، إذ يوجَّه 86% من الإنتاج نحو صناعة الأسمدة.

ويبلغ الإنتاج العالمي الحالي من كربونات البوتاسيوم نحو مليوني طن، في حين يصل الطلب العالمي في تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه إلى 15 مليون طن سنويًا.

أمّا احتياجات السعودية حتى 2060، فتبلغ 9.3 مليون طن بمتوسط سنوي 260 ألف طن، أي نحو 13% من الإنتاج العالمي الحالي، وترتفع إلى 33% في سيناريو الاعتماد المكثّف.

توطين احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية

وضعت المملكة هدفًا إستراتيجيًا لتوطين 75% من قيمة قطاع الطاقة بحلول عام 2030، ويظهر هذا التوجه بوضوح في مشروعات احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية.

ويتطلب التوسع توطين خطوط الأنابيب، ومرافق الاحتجاز والحقن، والمواد الكيميائية والمذيبات، إلى جانب تأمين إمدادات مستقرة من الصلب بدرجاته المختلفة.

وتشير التقديرات إلى أن السعودية تمتلك القدرة على توطين غالبية المواد المطلوبة، مع استثناءات محدودة لبعض أنواع الصلب المتخصص.

أمّا المواد النادرة مثل النيوبيوم والفاناديوم، فيمكن أن تتيح الطلبات المستقبلية فرصة لتطوير صناعات محلية جديدة.

وفي هذا السياق، حلّت المملكة في المركز الثامن عالميًا بقائمة أكبر الدول في قدرة احتجاز الكربون واستعماله وتخزينه، عام 2024، بسعة 1.4 مليون طن.

ويوضح الرسم التالي -أعدّته وحدة أبحاث الطاقة- أكبر الدول في قدرة احتجاز الكربون واستعماله وتخزينه حتى نهاية 2024:

الخلاصة:

توضح هذه المؤشرات أن نجاح التوسع في تقنية احتجاز الكربون وتخزينه يتطلب ليس فقط توسيع سلاسل الإمداد، بل أيضًا تحسين كفاءة المواد الكيميائية وتطوير مذيبات جديدة ذات أثر بيئي أقل.

وفي السعودية، تفتح القدرة المحلية لتلبية معظم الاحتياجات أبواب التوطين والتصدير، شريطة تجاوز التحديات التقنية وتكاليف الإنتاج، مع تحديث البيانات وتحليل سيناريوهات النشر لتعزيز الاستثمار ودعم القرار الصناعي.

موضوعات متعلقة..

• احتجاز الكربون وتخزينه رهان عالمي لا يخلو من تحديات (تقرير)

• السعودية تُحدّث التزامها المناخي وتستهدف خفض 335 مليون طن انبعاثات سنويًا
  

نرشّح لكم..

• تقارير وملفات خاصة من وحدة أبحاث الطاقة
• الطاقة الشمسية في الدول العربية
• تقرير مستجدات أسواق الغاز المسال العربية والعالمية

المصدر:

• متطلبات احتجاز الكربون وتخزينه في السعودية، من مركز كابسارك