وقد عجلت عملية الدفع العالمية نحو الطاقة المستدامة من تطوير تكنولوجيات الصقل المنخفضة الانبعاثات، والكفاءات العالية، حيث أن العالم يهدف إلى خفض انبعاثات غازات الدفيئة ومكافحة تغير المناخ، وتعتمد صناعة التكرير حلولاً مبتكرة لمواجهة هذه التحديات، وهذا القطاع المسؤول عن حصة كبيرة من ناتج ثاني أكسيد الكربون الصناعي، يواجه الآن ضغوطاً متزايدة من الحكومات والمستثمرين والمجتمع على إزالة الكربون دون المساس بعملية الإنتاج الغذائي للمنتجات الخردة في مرحلة الوقود والاختيار.

التكنولوجيات الناشئة في مجال صقل

وترسم عدة تكنولوجيات متطورة في المستقبل، تشمل عمليات حفز متقدمة، وأجهزة للتشغيل الآلي الرقمي، ونظم لالتقاط الكربون، وتهدف هذه الابتكارات إلى زيادة الكفاءة مع التقليل إلى أدنى حد من الأثر البيئي، وبالإضافة إلى هذه المجالات الأساسية، تقوم أجهزة التكرير أيضا باستكشاف إنتاج الهيدروجين الأزرق، وكهرباء حرارة العمليات، والفصل القائم على المذيب، وتكنولوجيات النمبرات لتنقية الغازية، وشبكات التكامل الحراري التي تستعيد معاً إنتاج النفايات.

العمليات التحفيزية المتقدمة

كما أن العمليات التحفيزية الجديدة تتيح للمصافي تحويل النفط الخام على نحو أكثر كفاءة، والحد من استهلاك الطاقة وانبعاثاتها، كما أن تكنولوجيات مثل تكسير المواد الحافزة والهدرائية لا تؤدي إلى تحقيق أفضل أداء وتدني البصمات البيئية، كما أن أوجه التقدم الأخيرة في تصميم المواد الحفازة مثل استخدام الزيلات الهرمية، والأطر المتجددة للغازلة المعدنية، والضغوط التي تعمل على إنتاج أحادي الطراز.

التلقائية الرقمية وتحليل البيانات

وتسمح الأدوات الرقمية برصد عمليات التكرير في الوقت الحقيقي وتحقيق أقصى قدر من الفعالية، وتحسن تحليلات البيانات كفاءة العمليات، وتخفض النفايات، وتساعد على التنبؤ باحتياجات الصيانة، مما يؤدي إلى زيادة الاستدامة وفعالية التكاليف، وتربط شبكة الإنترنت آلاف أجهزة الاستشعار عبر مصفاة، وتتدفق درجة الحرارة، والضغط، والتدفق، وبيانات التكوين بالمنابر القائمة على السحب)١٥(.

Carbon Capture and Storage (CCS)

وتلتقط تكنولوجيا ثاني أكسيد الكربون وتخزينه انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من عمليات المصفاة قبل أن تصل إلى الغلاف الجوي، وهذه التكنولوجيا حاسمة في تحقيق أهداف انبعاثات صافية، ويجري إدماجها في تصميمات جديدة للمصافي، كما أن عمليات التقاط ثاني أكسيد الكربون بعد الاحتراق باستخدام المذيبات هي أكثر الطرق نضجاً، ولكن المذيبات الجديدة والمذيبات - مثل كربونات البوتاسيوم والسائل الأيونية وأطر إنتاج الكربون المزودة بمقياس)٢(.

التحديات في نشر احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه

وعلى الرغم من التقدم المحرز، تواجه لجنة حفظ الموارد الحية البحرية تكاليف رأسمالية عالية، واحتياجات من الطاقة، والحاجة إلى بنية أساسية مكرسة للنقل والتخزين، وقد كان دعم السياسات، مثل الائتمان الضريبي للولايات المتحدة، والصندوق الأوروبي للابتكار، حاسما في مشاريع إزالة المخاطر، كما أن المذيبات تستكشف استخدام احتجاز الكربون كوسيلة لتوليد الإيرادات من ثاني أكسيد الكربون، وذلك مثلا بتحويله إلى ميثانول أو بوليمرات أو مركبات الكربون.

تكنولوجيات إضافية منخفضة الانبعاثات

وفي حين أن مركز التجارة الحرة والرقمنة ودائرة احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه تهيمن على الخطوط الرئيسية، فإن تكنولوجيات أخرى تتحول على قدم المساواة، كما أن إنتاج الهيدروجين الأزرق من الغاز الطبيعي مع ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يوفر الوقود النظيف لمسخات الكمائن والهيدروجين من أجل توليد الطاقة الكهرمائية، كما أن كهرباء العمليات التي تستخدم الطاقة المتجددة - خاصة في المناطق التي تستهلك فيها الرياح الكهرمائية أو التي تعمل بالطاقة الشمسية - تؤدي إلى إزالة الانبعاثات المباشرة من الاحتراق.

التحديات والفرص

وفي حين أن هذه التكنولوجيات توفر حلولا واعدة، فإن التحديات لا تزال قائمة، فالتكاليف العالية والتعقيد التكنولوجي والعقبات التنظيمية يمكن أن تباطأ عملية الاعتماد، غير أن الفوائد البيئية والاقتصادية المحتملة توفر دافعا قويا لاستمرار الابتكار والاستثمار، وتقدر الوكالة الدولية للطاقة أن قطاع التنقية يحتاج إلى استثمار ما يزيد على 200 بليون دولار بحلول عام 2030 من أجل تحقيق الاتساق مع مسارات صافية، وتشمل الحواجز الرئيسية مدى عمر الأصول القائمة (30 إلى 40 سنة) عدم التيقوضا من حيث توفر فرص العمل في الأسواق.

سائقو السياسات والأسواق

وتعجل السياسات الحكومية بالتحول، إذ يُسجّل نظام الاتحاد الأوروبي لتجارة الانبعاثات (EU ETS) الآن الكربون فوق 80 يورو لكل طن، مما يجعل خفض الانبعاثات أمراً ضرورياً اقتصادياً، ويتيح قانون الولايات المتحدة للحد من التضخم ائتمانات ضريبية سخية لدائرة احتجاز ثاني أكسيد الكربون، والهيدروجين النظيف، وقود الطائرات المستدام، كما أن أنظمة الوقود النظيف في كندا والوقود المنخفض الكربون في المملكة المتحدة تُنشئان معياراً للطلب على استخدام البنزين المنخفض الكربون في وضع استراتيجيات الصقل في مجال الطاقة المتجددة والديزل.

التعاون وتبادل المعارف

ولا يمكن لأي شركة بمفردها أن تحل مشكلة إزالة الكربون من المصفاة، إذ أن اتحادات الصناعة - مثل مبادرة النفط والغاز المناخية، ومبادرة الطاقة النظيفة الوزارية، والتعاون بين مجلس الهيدروجين - تيسيري بشأن التنمية والمشاريع التجريبية وأفضل الممارسات، وتظهر الشراكات بين القطاعين العام والخاص، مثل مشروع النرويج الطويل الأجل المتعلق باتفاقية حفظ المناخ ومبادرة Humber Zero، كيف تساعد الحكومات والهياكل الأساسية على تمويل جهود التكنولوجيا الكبيرة.

التوقعات المستقبلية

ومستقبل تكنولوجيا المصفاة موجه نحو الاستدامة والكفاءة، ومع تقدم البحوث، يمكننا أن نتوقع حلولا أكثر صقلا توازنا بين احتياجات الطاقة والمسؤولية البيئية، وسيكون التعاون بين الصناعة والحكومات والباحثين عاملا أساسيا في التعجيل بهذا الانتقال، وفي الأجل القريب (2025-2030)، نرى توسيعا لمشاريع تجديد ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، وتوسيع نطاق التجهيز المشترك للمواد الوسيطة المتجددة، واعتماد توأم رقمي من أجل تحقيق الاستخدام الأمثل للوقود الحقيقي(20).

إن إدماج تكنولوجيات منخفضة الانبعاثات، عالية الكفاءة سيؤدي دورا حيويا في إيجاد بيئة مستدامة للطاقة، ودعم النمو الاقتصادي مع حماية البيئة للأجيال المقبلة، ولن تنجو المحاولات التي تشمل هذه الابتكارات من التحول في الطاقة فحسب، بل ستزدهر كأطراف فاعلة رئيسية في اقتصاد صافيه، بل إن الطريق المؤدي إلى ذلك يتطلب استثمارات جريئة وتعاونا عبر القطاعات، واستعداداً لاستخلاص قدر أدنى من القوى القديمة لصالح البدائل الأنظف والأذكى.