مع تزايد القلق العالمي حول تغير المناخ والآثار السلبية لانبعاثات الكربون على البيئة، أصبح البحث عن طرق لتخفيف هذه الانبعاثات محور اهتمام العديد من العلماء والسياسيين. يُعد إلتقاط الكربون وتخزينه (Carbon Capture and Storage - CCS) واحدة من أكثر التقنيات الواعدة في هذا المجال. تهدف هذه التقنية إلى تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون  المنبعثة من مصادر الطاقة التقليدية والصناعية إلى الغلاف الجوي.

طرق تخفيف الانبعاث الكربوني

 1. تحسين كفاءة المحطات الكهربائية :

تعتمد المحطات الكهربائية التقليدية على احتراق الوقود الأحفوري لتوليد الكهرباء، وهو ما يؤدي إلى انبعاث كميات كبيرة من  ثاني أكسيد الكربون. من خلال تحسين كفاءة هذه المحطات باستخدام  (Combined
Cycle)   والتوليد المشترك للطاقة  (Cogeneration)، يمكن تقليل الانبعاثات بشكل كبير.

 2. التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة :

- الطاقة الشمسية: استخدام الألواح الشمسية لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.

- طاقة الرياح: استخدام توربينات الرياح لتحويل طاقة الرياح إلى كهرباء.

- الطاقة الحرارية الجوفية: استخدام الحرارة المخزنة في باطن الأرض لتوليد الكهرباء.

تقنية إلتقاط الكربون وتخزينه  (CCS):

          1. إلتقاط الكربون

• الإلتقاط بعد الاحتراق: يتضمن هذا النهج فصل  ثاني أكسيد الكربون
  من غازات المداخن بعد حرق الوقود الأحفوري. تُستخدم مواد كيميائية مثل الأمينات لامتصاص  ثاني أكسيد الكربون
  من غاز المداخن. بعد ذلك، يتم تحرير  ثاني أكسيد الكربون
  من المادة الماصة عبر تسخينها وإعادة استخدام المادة الماصة في العملية.


• الإلتقاط قبل الاحتراق: في هذه الطريقة، يتم تحويل الوقود الأحفوري إلى غاز تركيبي يحتوي على
   ثاني أكسيد الكربون وغازات أخرى) عبر عملية  .(Gasification) يتم فصل  ثاني أكسيد الكربون عن الغازات الأخرى قبل حرق الوقود للحصول على طاقة.


• الإلتقاط بالأكسجين: يتضمن هذا النهج حرق الوقود في وجود الأكسجين النقي بدلاً من الهواء. ينتج عن ذلك غاز مداخن يحتوي على نسبة عالية من  ثاني أكسيد الكربون والبخار، ما يسهل عملية فصل
   ثاني أكسيد الكربون.

2. نقل الكربون

• بعد إلتقاط  ثاني أكسيد الكربون، يتم ضغطه وتحويله إلى حالة سائلة أو غازية لنقله عبر أنابيب إلى مواقع التخزين. يمكن أيضاً استخدام السفن أو الشاحنات لنقل  ثاني أكسيد الكربون إذا كانت المسافة بين موقع الإلتقاط وموقع


• التخزين كبيرة.

3. تخزين الكربون

• يتم حقن  ثاني أكسيد الكربون
  في مواقع تخزين جيولوجية تحت الأرض مثل حقول النفط والغاز المستنفدة، التكوينات الجيولوجية العميقة، أو طبقات الفحم غير القابلة للاستخراج. يتم تقييم هذه المواقع بدقة لضمان أن  ثاني أكسيد الكربون
  سيظل محصوراً بأمان لفترات زمنية طويلة.

التطبيقات العملية لتقنية   (CCS):

1.    
الصناعات الثقيلة: يمكن تطبيق تقنية CCS في الصناعات الثقيلة مثل صناعة الأسمنت، الحديد والصلب، والبتروكيماويات. تُعتبر هذه الصناعات من أكبر المساهمين في انبعاثات  ثاني أكسيد الكربون، وتعد تقنية CCS حلاً محتملاً لتقليل هذه الانبعاثات.

2.    
محطات الطاقة: تُستخدم تقنية CCS في محطات الطاقة التي تعتمد على الوقود الأحفوري، حيث يتم إلتقاط  ثاني أكسيد الكربون المنبعث من عملية احتراق الوقود ومن ثم تخزينه تحت الأرض.

فوائد وقيود تقنية  (CCS):

·       
الفوائد:

• 1- تقليل الانبعاثات بشكل كبير: يمكن لتقنية
  CCS تقليل الانبعاثات الكربونية من مصادر كبيرة بشكل كبير، مما يساعد في مكافحة تغير المناخ.


• 2- دعم الصناعات الثقيلة: تساعد التقنية في استمرار العمليات الصناعية الثقيلة التي يصعب عليها التحول إلى مصادر طاقة متجددة في المدى القريب.


• 3- تحفيز الابتكار: يمكن أن يؤدي الاستثمار في تقنية CCS إلى تطوير تقنيات جديدة وتحسين الكفاءة في إلتقاط وتخزين الكربون.

·       
القيود:

• 1- التكلفة العالية: تعد تكلفة تطوير وتشغيل أنظمة CCS مرتفعة، مما قد يشكل حاجزاً أمام تطبيقها على نطاق واسع.


• 2- المخاوف البيئية: قد تكون هناك مخاوف بشأن تسرب  ثاني أكسيد الكربون
  المخزن تحت الأرض وتأثيره على البيئة والمياه الجوفية.


• 3- البنية التحتية: يتطلب تطبيق تقنية CCS بنية تحتية متقدمة لنقل وتخزين  ثاني أكسيد الكربون، مما يتطلب استثمارات كبيرة.

الخلاصة :

تقنية إلتقاط الكربون وتخزينه تمثل واحدة من الحلول الواعدة لتخفيف الانبعاثات الكربونية، ولكنها ليست الحل الوحيد. يجب تطبيق مجموعة من الاستراتيجيات المتكاملة بما في ذلك تحسين كفاءة الطاقة، التحول إلى مصادر الطاقة المتجددة، واستعادة النظم البيئية للوصول إلى أهداف تقليل الانبعاثات الكربونية العالمية.

المراجع :

Significant aspects of carbon capture and storage – A review

Global CCS Institute. (2023). The Global Status of CCS 2023

International Energy Agency (IEA). (2022). Carbon Capture, Utilisation and Storage

National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. (2021). Negative Emissions Technologies
and Reliable Sequestration