Table of Contents
فهم الطاقة الأحيائية مع أسر الكربون وتخزينه
وينطوي الطاقة الأحيائية مع كابينة وتخزين الكربون، التي عادة ما تكون مختصرة بوصفها بلداناً نامية، على واحد من أكثر الطرق اضطراراً من الناحية التقنية لتحقيق انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصافية، وخلافاً لمصادر الطاقة المتجددة التقليدية التي تتجنب الانبعاثات، تقوم اللجنة الوطنية لسواتل الملاحة بإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي عن طريق الجمع بين إنتاج الطاقة الكتلة الأحيائية وعزل الكربون الجيولوجي.
وتتوقف الملامح الأساسية للمركبات الثنائية الفينيل المتعددة الكلور على دورة الكربون البيولوجية، حيث يمكن أن تؤدي المواد الوسيطة للكتلة الأحيائية، مثل محاصيل الطاقة التي تزرع لأغراض، وبقايا الغابات، والنفايات الزراعية، والغازات، إلى امتصاص ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الغلاف الجوي الريحي خلال مرحلة نموها، وعندما يتم تكدس الكتلة الأحيائية للحرارة أو الطاقة، أو تحويلها إلى أنواع من الوقود الأحيائي السائل، يتم إطلاق الكربون الذي كان ثابتاً في نفس الوقت.
ونظراً لأن الحاجة الملحة إلى نشر تكنولوجيات الانبعاثات السلبية قد ازدادت مع استمرار مسارات الانبعاثات العالمية في تجاوز التوقعات السابقة، فإن الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ ، الذي يُعنى بتخطيط هذه التكنولوجيات على الصعيد العالمي، يشير باستمرار إلى أن جميع السيناريوهات التي تتوافق مع أهداف نطاقات درجات الحرارة الواردة في اتفاق باريس تتطلب نشراً واسع النطاق لنهج إزالة ثاني أكسيد الكربون بحلول منتصف القرن، ويظهر النظام باستمرار بين أكثر الخيارات فعالية من حيث التكلفة والمتزاوجات الممكنة في مجال التنفيذ.
كيف يعمل بي سي:
Biomass Feedstock Production and Supply Chains
ويبدأ أداء أي نظام من نظم البراكين مع استدامة وتوافر المواد الوسيطة للكتلة الأحيائية، إذ أن العشب المزروعة بالجرعات الدائمة مثل البراغيث والمخاطلات توفر غلة عالية لكل هكتار، وتحتاج إلى مدخلات منخفضة نسبيا، والقدرة على النمو في الأراضي الزراعية الهامشية الأقل ملاءمة لإنتاج الأغذية، كما أن المحاصيل الخشبية القصيرة المدى مثل الأرز والسيوف توفر مزايا مماثلة في مناطق الحد الأدنى من النفايات.
(ب) إن محاسبة الكربون للـ (بي سي سي سي سي سي) تعتمد بشكل حاسم على انبعاثات دورة حياة المواد الوسيطة، إذ إن زراعة وجمع وتجهيز ونقل الكتلة الحيوية كلها تستهلك الطاقة، وغالباً ما تكون من مصادر أحفورية، ويجب أن تُستبدل من إزالة الكربون الإجمالي، ولكي تحقق الشركة انبعاثات صافية حقيقية، فإن سلسلة الإمداد الكاملة يجب أن تُزيل من الكربون، وهذا يعني استخدام معدات كهربائية أو ذات طاقة كتلة في العمليات السوقية إلى أدنى حد ممكن.
تكنولوجيات التحويل
ويمكن تحويل الكتلة الأحيائية إلى طاقة مفيدة من خلال عدة مسارات، وكل منها له آثار مختلفة على احتجاز الكربون، والاحتراق في محطة مخصصة للطاقة الكتلة الأحيائية أو في مصنع للفحم يكون فيه الكتلة الأحيائية ذات التأثير الأكثر نضجاً، وعادة ما يكون الغاز المتدفق من الاحتراق 3-15 في المائة من ثاني أكسيد الكربون حسب الحجم، وذلك حسب محتوى الطفيليات الوسيطة وظروف الاحتراق التي تنجم عنها مذيبات متطورة().
كما أن التوليد يوفر مساراً بديلاً للتحويل عن طريق التدفئة في بيئة الأكسجين الخاضعة للرقابة لإنتاج الغازات الاصطناعية، أو خليط من أول أكسيد الكربون، أو الهيدروجين، ويمكن أن تُحرق الغازات الاصطناعية في توربين أو محرك توليد الطاقة، أو أن تُعالج مرة أخرى عن طريق تركيبة فيشر - تروبش لإنتاج وقود سائل مثل الدي والوقود المكعب.
ويمكن أن يكون تحليق المواد الوسيطة للكتلة الأحيائية الرطبة مثل المناورة، والنفايات الغذائية، وحمأة الصرف الصحي، الغازات الأحيائية، مزيجاً من الميثان وثاني أكسيد الكربون، وأن يؤدي تحسين الغازات الحادة الأحيائية إلى الغاز الطبيعي المتجدد من حيث جودة خط الأنابيب إلى إزالة ثاني أكسيد الكربون، وهو متاح بعد ذلك للضغط والتخزين، وهذا الممر جذاب بشكل خاص لأنه يعالج التحديات في مجال إدارة النفايات بينما ينتج حافظة طاقة قابلة للاصدار.
الهياكل الأساسية للتعبئة والنقل والخزن
وبمجرد فصل ثاني أكسيد الكربون عن عملية تحويل الطاقة، يجب أن يُضغط على دولة ذات مراحل كثيفة، عادة عند ضغوط تتجاوز 73 بارا، وأن تنقل عبر خطوط الأنابيب أو السفن أو الشاحنات أو السكك الحديدية إلى موقع مناسب للتخزين، وأن النقل البري هو الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة بالنسبة إلى الكميات الكبيرة من المسافات التي تصل إلى عدة مئات من الكيلومترات، كما أن شبكات خط أنابيب ثاني أكسيد الكربون موجودة بالفعل في المناطق التي تعزز عمليات استرداد النفط.
وتشتمل التخزين الجيولوجي لثاني أكسيد الكربون على حقنه في تشكيلات عميقة تحت الأرض مثل مستودعات النفط والغاز المستنفدة، ومستودعات المياه الجوفية العميقة، أو عمليات رصد الفحم غير المرئية، وتحتوي هذه التشكيلات على مساحات معززة من حيث السمات، وكميات من حيث الحجم المميز للغاز، وآليات لاختيار المعادن.
The Climate Mitigation Potential of BECCS
(ب) تقرير التقييم السادس للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ يؤكد مجدداً أن الحد من الاحترار العالمي إلى 1.5 درجة مئوية دون أي طلقات زائدة أو محدودة يتطلب انبعاثات صافية من ثاني أكسيد الكربون تصل إلى صفر صافيه نحو 2050، يليها انبعاثات سلبية صافية بعد ذلك، وشركة البترول هي تكنولوجيا الانبعاثات السلبية السائدة في معظم السيناريوهات التي يقيّمها الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ، حيث تبلغ مستويات الانتشار الوسيطة 10 - 15 طناً من إزالة ثاني أكسيد الكربون سنوياً بحلول عام 2100.
وقد تتباين آليات التعاون الإقليمي بين البلدان الجزرية الصغيرة النامية على نطاق واسع استنادا إلى توافر موارد الكتلة الأحيائية، والقدرة على التخزين الجيولوجي، والهياكل الأساسية القائمة للطاقة، ودعم السياسات، وتتوفر لدى الولايات المتحدة موارد من الكتلة الأحيائية من الزراعة والحراجة، وقدرة تخزين واسعة النطاق في طبقات المياه الجوفية المالحة وميادين النفط المستنفدة، وإطار سياساتي متزايد من خلال الائتمان الضريبي البالغ 45 كيلومترا وقانون الحد من التضخم.
إن فعالية المناخ في بي سي سي تعتمد أيضاً على الإطار الزمني الذي تم النظر فيه، لأن إعادة نمو الكتلة الحيوية يستغرق وقتاً لإعادة تخزين الكربون الذي تم احتراقه وتخزينه، وفوائد المناخ الصافية تتوقف على معدل نمو الكتلة الحيوية وطول التخزين، حيث تُعرض المحاصيل السنوية السريعة النمو كميات الكربون السريعة ولكن تحتاج إلى إدارة مكثفة، وقد تكون لها انبعاثات من المواد الكربونية عالية.
الأبعاد الاقتصادية والاجتماعية
مسارات التكلفة والقدرة التنافسية
وتتفاوت تكلفة هذه البلدان تبايناً كبيراً حسب المولدات، ومسار التحويل، وتكنولوجيا التقاطها، ومسافة النقل، ونوع التخزين، والتقديرات الحالية من الوكالة الدولية للطاقة ، وغيرها من المحللين تضع التكلفة المستقرة لتوليد الطاقة بين 80 و200 دولار لكل طن من ثاني أكسيد الكربون المزال، مع انخفاض نسبة التراكم في تقديرات الكتلة الأحيائية
وقد أصبحت قيمة أرصدة إزالة الكربون عاملاً حاسماً في اقتصاديات مشاريع الشركة، إذ إن سوق الكربون الطوعية، التي تسمح للشركات بتعويض انبعاثاتها المتبقية عن طريق شراء أرصدة من مشاريع الإزالة المتحقق منها، قد توسعت بسرعة، ومن المتوقع أن تصل إلى 50 بليون دولار سنوياً بحلول عام 2030، ويمكن أن تحافظ مشاريع البلدان الجزرية الصغيرة النامية التي يمكن أن تثبت استمرارية عمليات إزالة الكربون، وإضافتها والتحقق منها، ولا سيما من المشترين الذين يلتمسون الحصول على تعويضات عالية الجودة عن الالتزامات الصافية بالقيمة الصفرية.
تجارة الأراضي والأمن الغذائي
إن البصمة الأرضية للبيوتان البيرفلورية في نطاقات ذات صلة بالمناخ كبيرة، وتشير الدراسات النموذجية إلى أن تحقيق 5-10 جيغا طن من الإزالة السنوية لثاني أكسيد الكربون عن طريق بي سي سي سي سي سي سيحتاج إلى 300 إلى 800 مليون هكتار من الأراضي لمحاصيل الطاقة المخصصة، وهو مجال يعادل 15-60% من الأراضي الزراعية العالمية الحالية، ويثير الطلب المتراكم على إنتاج الأغذية وحفظ التنوع البيولوجي والتنمية الحضرية وغيرها من خدمات النظم الإيكولوجية درجة كبيرة من الجدل في مجال الوقود.
وتشمل استراتيجيات التخفيف من حدة النزاعات المتعلقة باستخدام الأراضي التركيز على الأراضي المهمشة والمتدهورة غير الملائمة لإنتاج الأغذية، وإدماج إنتاج الكتلة الأحيائية في النظم الزراعية القائمة من خلال زراعة الأحراج الزراعية، وتغطية المحاصيل، وترتيب أولويات المواد الوسيطة للنفايات والبقايا التي تتجنب الاستخدام الكامل للأراضي.
المشاركة المجتمعية والرخص الاجتماعية
وتحتاج مشاريع الاتحاد الأوروبي للطاقة، شأنها شأن جميع الهياكل الأساسية الكبيرة للطاقة، إلى ترخيص اجتماعي للعمل، إذ أن المجتمعات المحلية القريبة من مرافق الكتلة الحيوية المقترحة، وطرق الأنابيب، ومواقع الحقن، لديها شواغل مشروعة بشأن الآثار البيئية المحلية، وقيم الملكية، ومخاطر السلامة، وتوزيع المنافع الاقتصادية، وأن عمليات المشاركة الشفافة التي توفر فرصاً مجدية للمدخلات المجتمعية والتأثير على تصميم المشاريع، هي أمور أساسية لبناء الثقة وتجنب المعارضة التي يمكن أن تؤخر أو تعطل المشاريع المرخصة.
وقد تكون للمجتمعات المحلية الأصلية ومالكي الأراضي الريفية شواغل خاصة بشأن الأنشطة التي تتم على أراضيها التقليدية أو تؤثر فيها، فالموافقة الحرة والمسبقة والمستنيرة هي معيار دولي ناشئ ينبغي أن يسترشد به في التعامل مع الشعوب الأصلية، ولكي تتمكن اللجنة من تحقيق إمكاناتها كحل مناخي، يجب تطويره بطرق تحترم المجتمعات المحلية وتمكينها بدلا من أن تكتسب قيمة منها، وتشمل المشاريع التي تدمج بين هذه البلدان وأهداف التنمية الاقتصادية المحلية مثل إدارة النفايات، والوصول إلى الطاقة المتجددة، والتمتع بقدر أكبر من فرص العمل الدائم.
الابتكارات التكنولوجية ونُهج الجيل المقبل
ويمكن أن تؤدي الجيل الأول من نظم بي سي التي تُمنح على أساس التنظيف الدقيق للغاز المفلور بعد الاحتراق إلى إثبات تقني، ولكنها تواجه تحديات مستمرة تتصل بالتكلفة وكفاءة الطاقة وتدهور المذيبات، وتعالج موجة من الابتكار هذه القيود من خلال التقدم في مجالات علوم المواد، وهندسة العمليات، واستراتيجيات التكامل، كما أن المواضع مثل أطر الارتداد بالغاز المعدني، والأوكسجينات الحرارية، والتوليد الغليني.
(ب) إن دمج البلدان الجزرية الصغيرة النامية في العمليات الصناعية الأخرى يتيح مسارات لتحسين كفاءة النظام عموماً وتنويع الإيرادات، ويمكن أن تؤدي نظم الحرارة والطاقة المجمعة التي توفر شبكات التدفئة في المناطق خفض صافي تكلفة التقاطها عن طريق مصادر الحرارة الأحفورية المثبطة.() ويمكن أن تستخدم هذه البلدان، مع ذلك، مصانع المقاييس والفولاذية التي تُستخدم في صنع المواد الكيميائية والوقود والمواد المحتوية على كميات كبيرة من الزئبق في الموقع.
فبعدما يتم وضع نهج جديدة تجمع بين الطاقة الأحيائية، وضبط الكربون، والصيد المباشر للهواء في النظم المتكاملة، فإن الطاقة الأحيائية مع عمليات التقاط الهواء المباشر وتخزينه، أو BEDACS، تستخدم الحرارة والطاقة من الاحتراق في الكتلة الحيوية، لتعطيل عملية التخصيب المباشر للهواء التي تزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي المحيطي، وتضاعف بشكل فعال من سرعة إزالة الكربون في كل وحدة من الكتلة الحيوية.
أطر السياسات وآليات السوق
(ب) إنَّ وضع مبادئ للمركبات العضوية الثابتة على نطاق واسع يتطلب أطراً سياساتية تعترف وتكافؤ الانبعاثات السلبية، وسياسات الطاقة المتجددة التقليدية التي تحفز على توليد الانبعاثات الخالية من الانبعاثات لا تفرق بين الطاقة التي تتجنب الانبعاثات والطاقة التي تنتج انبعاثات سلبية، كما أنَّ سعراً يتعلق بالكربون، سواء من خلال ضريبة الكربون أو من خلال نظام تجاري للانبعاثات، ينبغي أن يُطبق على نحو مثالي على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الجيني الأحيائي، وأن يوفر ائتماناًاً لإزالة الصافية التي حققها برنامج سقفدة الكربونية الناشئة.
دور أسواق الكربون الدولية، الذي تحكمه المادة 6 من اتفاق باريس، مهم جداً بالنسبة للسوق المشتركة لشبكة الأوراق المالية، لأنه يسمح للمشاريع في البلدان التي لديها الكتلة الحيوية الوفيرة والقدرة على التخزين، بأن تولد الائتمانات التي يمكن استخدامها في المساهمات المحددة وطنياً للبلدان الأخرى، وهذا ينشئ آلية لتمويل مشاريع المجلس في البلدان النامية التي قد لا تدعم فيها بيئة السياسات المحلية التكنولوجيا بعد، ومع ذلك، فإن قواعد تنفيذ المادة 6 لا تزال تُعدّ صيغتها النهائية.
"العملية" "الإنجاز" "والعملية" "الإنجاز" "الإنجاز" "والتي تُظهر" "الإنتشار" "الإنجاز"
السلامة البيئية وضمانات الاستدامة
وتمتد قدرة البلدان الجزرية الصغيرة النامية على الاستمرار إلى ما هو أبعد من المحاسبة الكربونية لتشمل استخدام المياه، ونوعية الهواء، والتنوع البيولوجي، وصحة النظم الإيكولوجية، ويستلزم إنتاج الكتلة الأحيائية المخصصة للطاقة توفير المياه للري في مناطق كثيرة، مما يتنافس مع الاحتياجات الأخرى في المناطق التي تُعالج فيها المياه، ويضمن احتراق الملوثات العضوية بما في ذلك المادة الجسيمية، والأكسيدات النيتروجينية، والمركبات العضوية المتقلبة التي يجب أن تُدارَ من خلال عمليات تقييمها.
ومن الصعب بوجه خاص تعميم آثار هذه البلدان على التنوع البيولوجي، حيث أنها تعتمد على سياق استخدام الأراضي المحدد، وتفادي النظم الإيكولوجية الطبيعية مثل الغابات والأراضي العشبية والأراضي الخماسية في مزارع المحاصيل الأحادية التي يمكن أن تكون لها آثار سلبية شديدة على التنوع البيولوجي لا يمكن تبريرها من خلال الفوائد المناخية، وعلى العكس من ذلك، فإن وضع مشهد عبادي دائم أو محاصيل خشبية ذات تأثير قصير على الأراضي الزراعية المتدهورة التي فقدت الكثير من نوعية التنوع البيولوجي.
إن استمرار تخزين الكربون الجيولوجي هو بعد حاسم من السلامة البيئية للشركة، حيث أن ثاني أكسيد الكربون المتجه إلى تشكيلات جيولوجية مناسبة محصور بآليات متعددة من المواد الكيميائية والمادية أكثر أمناً بمرور الوقت، ويخلق الانحلال إلى المياه التكوينية نوعاً مستقراً من الألواح الكثيفة التي تغرق قاع الخزان.
دور اللجنة في المستقبل في بوابة الشبكة العالمية
ويجب أن يسترشد إدماج هذه البلدان في استراتيجية شاملة صافية الحد من الانبعاثات بمبدأ إزالة الكربون عالمياً أولاً، مع استخدام إزالة الكربون لمعالجة الانبعاثات المتبقية من القطاعات التي يصعب الوصول إليها، والحد من التركة التاريخية لتجاوز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، والارتقاء بمؤشرات الانبعاثات المباشرة في المستقبل، والاستمرار في تحديد أوجه عدم الاستقرار في الانبعاثات في قطاعي الطاقة والنقل والصناعة والمباني، مع تحديد نماذج الانتشار غير المباشرة في المستقبل.
فالتنوع التكنولوجي مبدأ هام لإدارة المخاطر فيما يتعلق بإزالة الكربون، ولا تعتبر هذه المجموعة من الرصاص الفضي ولا ينبغي توقعه، كما أن التقاط الهواء المباشر بالتخزين الجيولوجي، وتحسين الطقس، وتحسين الكالسينة في المحيطات، والشحن الأحيائي، وعزل الكربون في التربة، هي نهج تكميلية لها هياكل التكاليف الاختيارية، والمنافع المشتركة، وملامح المخاطر، وخصائص القبول العامة، كما أن الحافظة المثلى لتكنولوجيات إزالة الكربون ستتفاوت تتفاوت حسب المنطقة وعبر الزمن.
وتتوقف مسارات نشر هذه المجموعة خلال العقود القادمة على خيارات السياسات، وقرارات الاستثمار، والقبول الاجتماعي بقدر ما يتعلق بالابتكار التقني، وتمضي المشاريع المبكرة قدما في البلدان التي لديها بيئات سياساتية داعمة، ومواهب ميسرة للموارد، ولكن يجب أن تتسارع وتيرة ذلك بشكل كبير لتلبية مستويات إزالة الغاز المتوخى في السيناريوهات المناخية.
ويجب أن تستند المناقشة المجتمعية الأوسع نطاقاً بشأن اتفاقية بازل بشأن تغير المناخ إلى الشفافية فيما يتعلق بحدودها، والمبادلات، وعدم اليقين، وأن المطالبات المفرطة بشأن إمكانات هذه البلدان يمكن أن تخلق خطراً أخلاقياً إذا ما شجعت على الرضا عن خفض الانبعاثات، في حين أن التقييمات المفرطة في التشؤم يمكن أن تثبط الاستثمار في تكنولوجيا قد تثبت ضرورة تحقيق الاستقرار في المناخ.