أثر الكربون تكنولوجيات التقاط الغاز الطبيعي محطات توليد الطاقة

التحديات الاقتصادية والحوافز

وعلى الرغم من الفوائد البيئية الواضحة، فإن احتجاز الكربون في محطات الغاز الطبيعي يواجه حواجز اقتصادية كبيرة، إذ أن تكلفة استيعاب ثاني أكسيد الكربون ₍₂₎ ] من محطات دورة الغاز الطبيعي تقدر بمبلغ 40 إلى 80 دولار للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون _(2).

وسعياً لسد هذه الفجوة في التكاليف، نفذت الحكومات مجموعة متنوعة من الحوافز المالية، وفي الولايات المتحدة، يوفر الائتمان الضريبي في القسم 45Q ما يصل إلى 85 دولاراً لكل طن من ثاني أكسيد الكربون (₎₍₂₎ المخزن في التكوينات الجيولوجية (يزيد من 50 دولاراً بموجب قانون الحد من التضخم لعام 2022) ويمكن تحويل هذا الائتمان إلى 12 عاماً بعد بدء تشغيل نظام الائتمانات.

في أوروبا، يمنح صندوق الابتكار (FLT: 1) المدعوم من نظام الاتحاد الأوروبي لتداول الانبعاثات مليارات يورو لمشاريع كبيرة من مشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه وهدروجين، ويضع برنامج كربون كلورك (FLT:2]، ويضع نظاماً للتداول في الانبعاثات ((Cluster Squencing))

النشر الحالي والمشاريع الملحوظة

وفي حين أن احتجاز الكربون في محطات الفحم قد حظي بمزيد من الاهتمام على مر التاريخ، فإن مشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في الغاز الطبيعي تكتسب الآن زخماً، ففي عام 2025، كان هناك أكثر من 20 مشروعاً تجارياً من مشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه تعمل أو قيد التشييد، تنطوي على تجهيز الغاز الطبيعي، أو إنتاج الهيدروجين، أو الطاقة التي تطلق الغازات.

• Northern Lights Project (Norway):] An open-access CO_]2]] transport and storage network operated by Equinor, Shell, and TotalEnergies. It will receive captured CO₂ from industrial waste
• Gorgon Carbon Dioxide Injection Project (Australia): One of the world's largest CCS projects, capturing CO_]2 from a liquefied natural gas (LNG) facility. It stores up to 4 million tonnes per year in a deep saline formation2.
• Net Zero Teesside (UK): ] A cluster of power and industrial sources in the Teesside region, including a new gas-fired power plant with CCS. The project aims to capture up to 6 million tonnes of CO_]2] per year, transported via a shared pipeline to the North Sea.
• Enchant Energy San Juan Generating Station (USA, proposed):] Originally a coal plant, the project plans to retrofit with CCS, but the technology and site infrastructure lessons apply to gas plants as well.
• Pecos Allam-Fetvedt Plant (USA):] A 300 MW oxy-fuel natural gas power plant under development by 8 Rivers Capital. If built, it would be the first commercial-scale gas power plant with near-total CO₂ capture.

وتُشير هذه المشاريع إلى تزايد خط الأنابيب لمشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه المتصلة بالغاز، وذلك بفضل دعم السياسات والالتزامات الصافية للشركات.() وتقدم ] التقرير عن الوضع العالمي لدائرة احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه لعام 2024 تحديثا سنويا عن تطورات المشاريع مع بيانات مفصلة عن القدرات والتكاليف.

التكامل مع نظام الطاقة

وتتمتع محطات توليد الطاقة الغازية الطبيعية التي تُستخدم فيها الكربون بوضع فريد يمكنها من أن تكون بمثابة العمود الفقري المنخفض الكربون للشبكات ذات التغلغل المتجدد العالي، وعلى عكس محطات الغاز غير المزودة ببطاقات، التي تتجاوز ميزانيات الكربون في عالم صافيه، يمكن أن تُدار النباتات المجهزة بالكربونات الكربونية كل سنة دون انبعاثات باهظة، ويمكنها أن تعمل في مجال توليد الطاقة المتجددة، وترتفع عند هبوط إنتاج الطاقة الشمسية وريحها، وتقلبات المتغير المرونة.

وعلاوة على ذلك، فإن الغاز الطبيعي المزود بمركبات الكربون الكلورية فلورية يتيح إنتاج مركب الهيدروجين على نطاق واسع، ويمكن استخدامه في توليد الطاقة في توربينات الهيدروجين أو خلايا الوقود، وفي هذا السيناريو، تعمل محطة الغاز كمصدر كهرباء مرن منخفض الكربون، في حين يمكن تخزين الهيدروجين المنتج في أماكن أخرى في كهوف ملحة أو في حقول الغاز المستنفدة في كوريا الوسطى.

Another integration pathway is to co-fire natural gas with biomass in a power plant and capture the resulting CO₂, achieving ]bioenergy with carbon capture and storage (BECCS). This combination results in negative emissions because the biomass absorbs CO

التوقعات المستقبلية والابتكار

وستتوقف مسارات احتجاز الكربون على محطات توليد الطاقة الغازية الطبيعية على استمرار خفض التكاليف، والأطر التنظيمية الداعمة، وتطوير تكنولوجيات الجيل القادم للاحتراق، وتشمل مجالات الابتكار الرئيسية ما يلي:

• Advanced solvents and sorbents:] New amine blends, water-lean solvents, and solid sorbents (including metal-organic frameworks and amine-functionalized silica) promise lower energy penalties, higher stability, and reduced degradation. Some systems aim to capture CO
• Membrane separation:] Polymer and ceramic membranes that selectively separate CO_]2 from flue gas could streamline processes, reduce capital costs, and allow modular, scalable deployment. Recent advances in little-film composite membranes show for natural gas gas.
• Direct air capture (DAC): ] While not directly applied to power plants, DAC can be co-located with natural gas plants to capture CO_]2]] from ambient air, using waste heat from the power block. Companies like Climeworks and Carbon Engineering are scalinged DAC.
• Cryogenic carbon capture:] Processes that cool flue gas to extremely low temperatures, freeze out CO_]2 as a solid, are under development, these systems avoid chemical solvents and can capture multiple pollutants concur, but require careful heat integration to minimize the energy penalty.
• Electrochemical capture:] Using electricity to drive pH-swing cycles for CO_]2 separation, potentially offering lower temperature regeneration and the ability to produce value-added products like carbonates or synthetic fuels.

وعلى جبهة السياسة العامة، فإن توسيع نطاق تسعير الكربون، وظهور معايير منخفضة للوقود الكربوني، وإدراج ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في ولايات الكهرباء النظيفة سيعجل النشر، وقانون تخفيض التضخم الأمريكي هو 45Q الائتماني، بالإضافة إلى الائتمان الضريبي الجديد لإنتاج الهيدروجين (45V)، يخلق حافزا ماليا قويا لبناء محطات الغاز مع مرافق احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ومرافق الهيدروجين الزرقاء، ويهدف قانون صناعة النفط الصافية المقترح للاتحاد الأوروبي إلى تعزيز القدرة المحلية على إنتاج ثاني أكسيد الكربون وتخزينه البالغ عددها 50 طنا.

وفي المستقبل، لا شك في أن دور الغاز الطبيعي في نظام الطاقة المنزوع بالكامل من الكربون، إذ يمكن بحلول منتصف القرن، أن تكون مصادر الطاقة المتجددة، بالإضافة إلى التخزين وتوسيع شبكات الربط قادرة على تلبية جميع الطلب على الكهرباء دون الوقود الأحفوري، غير أن الغاز الطبيعي سيظل، خلال العقدين المقبلين، جزءاً حاسماً من مزيج الجيل في مناطق كثيرة، كما أن تكنولوجيات احتجاز الكربون توفر الطريق الوحيد الموثوق به لتشغيل هذه النباتات بما يتفق مع الأهداف المتعلقة بالمناخ(2).

إن تأثير احتجاز الكربون على محطات توليد الطاقة الغازية الطبيعية يتجاوز كثيرا خط السياج النباتي، ويتيح الانتقال المنظم للمجتمعات المحلية التي تعتمد على اقتصادات الوقود الأحفوري، ويحافظ على الهياكل الأساسية الحالية للطاقة وأصول الشبكة، ويوفر مصدرا مرنا ومرسلا للكهرباء المنخفضة الكربون التي يمكن أن تعجل بنمو المتجددات المتغيرة، وحيث أن البلدان تستكمل مساهماتها المحددة وطنيا، وتضع استراتيجيات طويلة الأجل منخفضة الانبعاثات، فإن احتجاز الكربون سيبرز في خطط قطاع الطاقة التي تعتزم القيام بها على مدى العقد.