إمكانية الحصول على الكربون وحلول التخزين القائمة على المحيطات

As global carbon dioxide (CO₂]) concentrations continue to rise, policymakers and researchers are urgently seeking scalable, permanent carbon removal strategies beyond traditional land-based approaches. The ocean, which already absorbs roughly one-quarter of anthropogenic CO_]2 emissions, presents an enormous natural reservoir for carbon storage

ميكانيكيات كابينة وتخزين الكربون المأخوذة من المحيط

وتختلف هذه المواد بصورة أساسية عن التخزين الجيولوجي البري في كل من المتوسط والآليات المعنية، وفي حين أن هذه المواد تُحقن عادةً ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في البر (C.LT:0)(2) في طبقات المياه الجوفية العميقة أو مستودعات النفط المستنفد، فإن النهج القائمة على المحيطات تُعزز القدرة المادية والأحيائية الكيماوية على نطاق واسع في مجال المياه البحرية وسلاسل السقوطية الرئيسية.

Deep-Sea CO₂] Injection

(ب) إن الحقن في أعماق البحار ينطوي على احتجاز ثاني أكسيد الكربون ₍₂₎ من مصادر نقطة - مثل محطات توليد الطاقة أو مصانع الإسمنت - التي تضغط على سائل أو حرجية - ثم تنقله عبر خط أنابيب أو سفينة إلى موقع خارجي محدد.

Ocean Alkalinity Enhancement (OAE)

(ب) إنَّ تعزيزات ألواح المحيطات يُنقَلُ في عمليات طقس الصخور الطبيعية، ولكنَّها تُعجِّلها.() وتُحدَّد أيضاً انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من ثاني أكسيد الكربون، أو تُنقَّب هذه المادة بصورةٍ كبيرة، أو تُنقَلُّبُها مباشرةً في المحيط، وتُطلق من مركبات الكربون ذات الفلورية (الخام)().

التربة الفنية والسكن

ومعظم نظم التربة الاصطناعية تؤدي إلى ارتفاع المياه العميقة الغنية بالمغذيات إلى سطح الشمس، مما يحفز على تذبذبات في البستنة، مما يؤدي إلى إحداث اختلالات في المواد الكيميائية ومركبات الكربون في المياه السطحية(2)([FLT:]FLT:]) من الغلاف الجوي، وقد يؤدي ذلك إلى تباطؤ في معدلات الكربون العضوي إلى عمق المحيط، حيث يُصدِّر الكربون من السطح(2).

اختزال المحيطات: النهج المحتوية على مغذيات مكبرة ومصغرة

وفي عام 2013، أكدت الأطراف الصناعية الأقل نمواً في مجال إنتاج المواد الغذائية، أن أفضل الطرق في المناطق التي تخفض فيها انبعاثات الكربون في المناطق ذات المغذيات المنخفضة، هي التي تُستخدم في عمليات التخصيب في المحيطات، حيث أن نسبة الكربون في المناطق ذات السمعة العالية، والمركبات الكربونية المنخفضة، التي تُستخدم في إطارها المواد الكيميائية، في المناطق التي تُستخدم فيها المواد الكيميائية، وفي المحيط الجنوبي، وفي المحيط الهادئ الاستوائية، وفي منطقة المحيط الهادئ دون المدارية.

هاء - الاستيلاء المباشر على المحيطات

(ب) إن احتجاز المحيطات المباشر هو نهج تكنولوجي يستخرج ثاني أكسيد الكربون ₍₂₎ مباشرة من المياه البحرية بدلاً من الغلاف الجوي، وتستخدم هذه العملية خلايا الكهروكيميائية أو أساليب تفكك الهيدروجين لنقل كثافة الكربون، مما يسبب تحللاً في ثاني أكسيد الكربون ₍₂₎

مزايا احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في قاع البحار على البدائل الأرضية

ويدفع المؤيدون بأن النهج القائمة على المحيطات تتيح عدة فوائد فريدة تكمل التخزين البري البحت:

• ] Immense storage capacity:] The ocean’s volume is enormous; the deep ocean below 1,000 m already holds roughly 38,000 Giatons of carbon, and by enhancing alkalinity or injecting CO_]2 into deep basins, we could theoretically sequester hundreds to thousands of additional Giat storage.
• Durability of storage:] CO_]2] dissolved in deep ocean waters or converted to bicarbonate remains sequestered for decades to millennia due to the slow overturning circulation of the deep sea. In sub-seafloor reservoirs, geological trapping can lock carbon time away.
• Lower land-use conflict:] Ocean-based storage avoids competing for scarce agricultural, residential, or conservation land, which is a growing issue for terrestrial CCS and DAC facilities.
• Potential to reverse ocean acidification:] Technologies like ocean alkalinity enhancement actively counteract the pH decrease caused by CO_]2] absorption, protecting shell-forming organisms and coral reefs. This co-benefit is not available with any land-based.
• Distributed deployment:] Coastal nations with large exclusive economic zones can deploy ocean-based projects without relying on cross-border pipeline networks, reducing infrastructure complexity and geopolitical risks.

التحديات البيئية والتقنية

وعلى الرغم من وعدها، تواجه اللجنة الاستشارية المعنية بالمسائل البرنامجية والتنفيذية القائمة على المحيطات عقبات كبيرة يجب حلها قبل أن يعتبر الانتشار الواسع النطاق آمنا وفعالا.

الآثار الإيكولوجية

The injection of CO₂] into deep waters raises local pH levels, creating acidic falles that can harm midwater and benthic organism, including jellyfish, zooplankton, and deep-sea corals. Even smallides in pH can impair larval development and metabolic dust functions.

التسرب والطول

وتتوقف مبادرة " ثاني أكسيد الكربون " (CLT:0)(2) ) التي تُدخل في عمود المياه على التنقل؛ وعلى عكس التخزين الجيولوجي حيث يوفر الحد الأقصى حاجزاً مادياً، ويتوقف التسرب المفصل لثاني أكسيد الكربون (FLT:3) على نقله بواسطة التيارات، ويعود في نهاية المطاف إلى السطح من خلال المناطق المرتفعة().

الحاجيات التقنية واللوجستية

(أ) إن أفضل وسيلة لنقل ثاني أكسيد الكربون إلى مركبات الكربون الكلورية فلورية هي: (FLT:0)(2) إلى مواقع الحقن البحرية تستتبع بناء شبكات خط أنابيب واسعة النطاق أو نشر مركبات متخصّصة من ثاني أكسيد الكربون (_)(2).

الأطر التنظيمية والإدارية

(أ) إن بروتوكول لندن وتعديله لعام 2009 (غير سار) يهدف إلى تنظيم عمليات تخصيب المحيطات وأنشطة هندسة بحرية أخرى، ويمكن لاتفاقية الأمم المتحدة لقانون البحار أن تنشئ ولاية قضائية صارمة على موارد قاع البحار وشبه المدارية، تشمل مكامن موحّدة من مصادر انبعاثات غازات الدفيئة، وهي تشمل مخطّطات موحّدة من مصادر انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

المشاريع الحالية للبحث والقيادة

وهناك عدة مبادرات رئيسية تُعزز من الناحية النظرية إلى الممارسة نظام احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه على أساس المحيطات:

• Project Vesta] (Caribbean, Atlantic) – Focuses on olivine weathering on tropical coastes to enhance coastal alkalinity and protect coral reefs from acidification. Early results suggest carbon sequestration rates of up to 30 tonnes of CO₂ per hectare.
• Ebb Carbon’s Direct Ocean Capture (USA) - Uses an electrochemical seawater —based system that captures 200 tonnes of CO_]2] per year from a pilot plant and returns alkalinity to the ocean.
• Ocean NETs] (الاتحاد الأوروبي) - مشروع هوريزون 2020 الذي يحقق في تكنولوجيات متعددة للانبعاثات السلبية في المحيطات، بما في ذلك تخصيب الحديد، والارتفاع الاصطناعي، وتعزيز خلية المحيطات، مع تقييم متكامل لدورة الحياة وتحليل للحوكمة.
• CO2-DISSOLVE] (اليابان) - تجربة ميدانية لمدة عقد بالقرب من منطقة أوكيناوا التي حقنت 000 5 طن من ثاني أكسيد الكربون السائل _]2] في خزان عميق من قاع البحار، وما فتئت ترصد الهجرة السباكة والتغييرات الكيميائية والآثار البيولوجية.
• Ocean Carbon ' Biogeochemistry (OCB) Program] (USA) - هيئة تنسيق علمية تنشر مبادئ توجيهية لأفضل الممارسات لقياس كمية الكربون وتصديرها في تجارب إزالة ثاني أكسيد الكربون البحري.

التوقعات المستقبلية وخرائط الطريق

وخلص تقرير الفريق العامل الثالث لعام ٢٠٢٢ التابع للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ إلى أن معظم الطرق النموذجية التي تحد من الاحترار إلى ١,٥ درجة مئوية تعتمد على شكل ما من أشكال إزالة ثاني أكسيد الكربون، بما في ذلك الخيارات القائمة على المحيطات، غير أن التقرير نفسه أكد على أن " احتمالات خطر السحب من الغلاف الجوي إلى المحيطات لا تزال مقيدة " .

1. RD scaling:] Increase funding for pilot projects from current ~100 million per year to several billion dollars per year, focusing on environmental impact assessment, engineering optimization, and MRV technologies.
2. Field trial networks:] Establish a global network of pre-commercial test sites in different ocean basins (coastal, open ocean, and deep sea) to assess site -specific feasibility.
3. Regulatory clarity:] Develop standardized carbon accounting protocols under the Paris Agreement’s Article 6.4 mechanism to allow ocean-based carbon credits to be traded in voluntary and compliance markets.
4. Public engagement:] Engage coastal communities, Indigenous groups, and environmental NGOs early to build trust and address concerns about potential ecological disruptions.
5. Integration with other CDR:] Combine ocean-based CCS with land-based afforestation, bioenergy with carbon capture and storage (BECCS), and direct air capture to create a diversified portfolio that manages risk and cost.

خاتمة

(ج) أن يكون هناك استراتيجية ذات مصداقية علمية عالية القدرة على إزالة ثاني أكسيد الكربون ₍₂₎ من الغلاف الجوي ومكافحة تحمض المحيطات، غير أن التكنولوجيا ليست رصاصة فضية، وأن حقن الأعماق، وتعزيز الكيلومترات، وتدخلات المضخات البيولوجية تنطوي على أوجه عدم يقين إيكولوجية تتطلب قدراً كبيراً من البحث والإدارة التكييفية في المستقبل.

Further reading:] ]IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate ⁇ NOAA Ocean Acidification Program ⁇