عزل الكربون: ما هو وكيف يحدث

بالإضافة إلى الأشكال الطبيعية ، تعد التقنيات بعزل الكربون مباشرة من الهواء

عزل الكربون

عزل الكربون هو التعبير المستخدم لتحديد عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي. وبطبيعة الحال ، تتم هذه العملية من خلال نمو النباتات من خلال التمثيل الضوئي والامتصاص من المحيط والتربة.

تعتبر الأنشطة البشرية ، مثل إزالة الغابات ، وحرق الوقود الأحفوري ، واستخدام الحجر الجيري لإنتاج الأسمنت ، من الأسباب الرئيسية للزيادة السريعة في مستويات ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي ، مما يساهم في الاحتباس الحراري.

  • عشر عواقب للاحترار العالمي على الصحة

وجد الجميع ، في مرحلة ما من حياتهم ، أنفسهم في خضم نقاش حول أسباب وعواقب الاحتباس الحراري. في هذه المناقشات ، قيل الكثير عن تأثير الاحتباس الحراري ، وخطر زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الغلاف الجوي ، والحاجة إلى استخدام مصادر طاقة أنظف ، مثل الطاقة الشمسية أو الرياح. لكن هل تعلم أن هناك تقنيات قادرة على التقاط وتخزين الكربون تحت الأرض؟ بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا العملية الطبيعية لعزل الكربون ومن الضروري الاهتمام بهذه المخازن الطبيعية.

  • ثاني أكسيد الكربون: ما هو ثاني أكسيد الكربون؟

في محاولة للحد من تأثير الاحتباس الحراري ، أنشأ مؤتمر كيوتو ، في عام 1997 ، مفهوم عزل الكربون ، بهدف احتواء وعكس تراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. يتم تنفيذ الشكل الأكثر شيوعًا لعزل الكربون بشكل طبيعي عن طريق الغابات. في مرحلة النمو ، تتطلب الأشجار كمية كبيرة جدًا من الكربون لتتطور ، وتثبت من خلال عملية التمثيل الضوئي لثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي على شكل كربوهيدرات ، والتي يتم دمجها أخيرًا في جدار خلية الأشجار.

يساعد هذا الشكل الطبيعي لعزل الكربون على تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل كبير: فكل هكتار من الغابات النامية قادر على امتصاص 150 إلى 200 طن من الكربون. هذا هو السبب في أن إزالة الغابات هي العدو الرئيسي لعزل الكربون ، حيث أن قطع الأشجار يعزز إطلاق ثاني أكسيد الكربون الذي تلتقطه النباتات.

  • الغابات: أهم مقدمي خدمات النظام الإيكولوجي

بالإضافة إلى الأشجار والغابات ، مثل الأمازون ، يحدث عزل الكربون أيضًا بشكل طبيعي في المحيطات ، والتي تلتقط الكربون للحفاظ على عمليات التكلس للكائنات البحرية المختلفة. ومع ذلك ، فإن الكربون الزائد في الغلاف الجوي يعطل عملية الامتصاص الطبيعي هذه ، مما يتسبب في تحمض المحيطات.

يعد الحفاظ على الوسائل الطبيعية لعزل الكربون أمرًا بالغ الأهمية لمنع الأرض من الدخول في "تأثير الاحتباس الحراري الدائم". تعد دراسة واستكشاف تقنيات التقاط الكربون الاصطناعي وعزله طرقًا أخرى تم استخدامها للتخفيف من آثار تلوث الهواء على البيئة.

تقنيات عزل الكربون

في عام 2010 ، بدأت تقنية جديدة في التقاط وإزالة ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء المحيط. ال ترموستات جلوبال (GT) - التي شكلها Peter Eisenberger و Graciela Chichilnisky و Edgar Bronfman - تقوم بتطوير وتسويق ما أصبح يُعرف بالحل "سالب الكربون". يعتمد هذا الحل على عزل الكربون من الهواء المحيط ، في درجات حرارة منخفضة وبتركيز يبلغ حوالي 400 جزء في المليون. بعد إزالة ثاني أكسيد الكربون ، يدافع مبتكرو GT عن بيع الكميات في سوق الكربون ، وتجنب الانبعاثات الجديدة وتعزيز البحث عن الطاقة المتجددة. ومع ذلك ، يمكن أيضًا نقل هذا الكربون المحتجز وتخزينه تحت الأرض ، تمامًا مثل تلك الموجودة في التقاط احتجاز الكربون وتخزينه التقليدي.

CCS التقليدية؟ إن عزل الكربون ، في الواقع ، معروف جيدًا بالفعل في الصناعات. منذ عام 1930 ، بدأت بعض الصناعات في التقاط الكربون وتقليل وجوده في الانبعاثات قبل أن تتلامس مع الغلاف الجوي ، أي قبل أن تغادر المداخن - على عكس التكنولوجيا التي تلتقط مباشرة من الهواء.

هذه التكنولوجيا تسمى احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) - احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه - استنادًا إلى هذه التقنيات التقليدية ، ولدت الكثير من التكهنات لدرجة أن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) نشرت في عام 2005 تقريرًا خاصًا حول هذا الموضوع لإعلام صانعي السياسات والمهندسين والعلماء المشاركين في المنطقة بشكل أفضل التخفيف من تغير المناخ.

وبعد كل شيء ، ما هي هذه التكنولوجيا؟ وفقًا لجمعية CCS ، التي تعمل على تعزيز الأعمال التجارية في مجال الحبس والتخزين منذ عام 2005 ، فإن تقنية احتجاز الكربون وتخزينه هي تقنية قادرة على التقاط ما يصل إلى 90 ٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري في العمليات الصناعية أو في توليد الكهرباء.

كيف تعمل؟ يتكون احتجاز وتخزين الكربون من ثلاثة أجزاء رئيسية: الالتقاط والنقل والتخزين.

عزل الكربون

يمكن أن يحدث عزل الكربون ، المعروف أيضًا باسم احتجاز الكربون ، بثلاث طرق وعمليات مختلفة: ما بعد الاحتراق ، والاحتراق المسبق ، واحتراق الوقود بالأكسجين. تلتقط مرحلة ما بعد الاحتراق ثاني أكسيد الكربون بعد احتراق الوقود الأحفوري بالهواء بمساعدة مذيب يمتص ثاني أكسيد الكربون ويفصله عن الغازات الأخرى. يلتقط الاحتراق المسبق ثاني أكسيد الكربون قبل احتراق الوقود السائل أو الصلب أو الغازي. تتم معالجة الوقود في مفاعلين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين - يمكن استخدام الأخير كمولد حراري أو طاقة خالية من ثاني أكسيد الكربون. أخيرًا ، يتكون احتراق وقود الأكسجين من احتراق الوقود الأساسي بالأكسجين بدلاً من الهواء بحيث يتكون الغاز الناتج بشكل أساسي من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ، مما يسهل عزل الكربون بسبب تركيزه الأكبر. ومع ذلك ، تتطلب هذه التقنية فصل الأكسجين عن الهواء مسبقًا.

المواصلات

يتم تنفيذ عملية العزل هذه بالكامل بحيث يمكن ضغط ثاني أكسيد الكربون ونقله عبر خطوط الأنابيب - بنفس تقنية تلك التي تنقل الغاز الطبيعي بالفعل - والسفن والشاحنات ، من بين وسائل أخرى. ال جمعية CCS ينص على أنه يتم نقل ملايين الأطنان سنويًا لأغراض تجارية ويشير إلى أن هناك إمكانات كبيرة لتطوير هذه البنية التحتية.

تخزين الكربون

وأين يذهب ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض؟ خيارات التخزين الجيولوجي لثاني أكسيد الكربون هي: خزانات المياه الجوفية العميقة ، وكهوف الملح أو القباب ، وخزانات الغاز أو النفط ، وطبقات الفحم. نظرًا لوجود هذه التكوينات الجيولوجية على بعد عدة كيلومترات تحت الأرض ، فسيتم تخزين ثاني أكسيد الكربون بشكل دائم بعيدًا عن الغلاف الجوي وسيكون تأثير الانبعاثات أقل بكثير.

تحقق من فيديو Zero Emissions Platform حول احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه: