وقد بلغ الطلب العالمي على المواد البحرية - التي تُنقل من الفولاذ في سفن الشحن الضخمة إلى ألياف النيلون في شبكات الصيد - مستويات لم يسبق لها مثيل، إذ أن الطاقة البحرية وتربية الأحياء المائية والنقل البحري تعتمد جميعها على مواد قوية ومتخصصة تصمد أمام بيئات المياه المالحة القاسية، ومع ذلك فإن رحلة التصنيع وراء هذه المنتجات تحمل عبئاً بيئياً ثقيلاً، من التعدين في قاع البحار، ومن الصهر على الطاقة إلى انبعاثات المركبات العضوية المتطاولة في إطار تركيبات المركبة.

فهم صناعة المواد البحرية

صناعة المواد البحرية ليست عملية واحدة بل سلسلة قيمة معقدة تحول الموارد الطبيعية الخام إلى مكونات نهائية للسفن، والمنصات البحرية، والهياكل الأساسية الساحلية، ومعدات تربية الأحياء المائية، وتشمل الأسر الأساسية الفولاذ وسبيكات الألمنيوم، وتعدد البوليمرات المقوى، وتراكمية إنتاجية البولي إيثيلين والنيلون، ومنتجات مختلفة من الصلب المانع للثبات والحمائية.

الطوافات الصلبة والألومينوم

وتستأثر الغالبية العظمى من طمر السفن والعناصر الهيكلية البحرية، كما أن مسار الفرن المشتعل في صناعة الفولاذ يستهلك الفحم وينتج نحو 1.8 طن من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الفولاذ، ويمكن أن تؤدي المواد الكهربائية التي تُستخدم في إنتاجها الكهرباء إلى نحو 0.4 طن، ولكن كميات الخردة تحد من استخدامها.

Fiber-Reinforced Polymer Composites

وتُستخدم مركبات الألياف والألياف الكربونية في أكواخ القوارب، ورموز التربين الريحي، ومساكن تحت سطح البحر، ويستلزم إنتاج الألياف الزجاجية الرملية المزروعة بـ 300 1 درجة مئوية، مما يولد عمليات كبيرة من حيث إنتاج الألياف الكربونية، أكثر كثافة من حيث الطاقة، ويصل في كثير من الأحيان إلى 7-10 أطنان من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الألياف.

المواد الحرارية والمواد البوليميرية

(ب) المواد الخام التي تُستخدم في إنتاج المواد الكيميائية (البوليبروبيل) ومركباتها البلاستيكية الثابتة (الثانية) التي تُستخدم في إنتاجها في جميع أنحاء العالم، والتي تُستخدم في إنتاجها من المواد الخام في إنتاجها من النفط أو الغاز الطبيعي عن طريق التشقق وتعدد المصادر، وتُستخدم مادة الكيماويات من ثاني أكسيد النيتروز والمركبات العضوية المتطايرة.

المواد الملموسة والإضافية

إن إنتاج الأسمنت وحده يشكل نسبة 8 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم، كما أن حساب انبعاثات الحجر الجيري هو بمثابة منتج ثانوي كيميائي، بينما تحرق الكيلونزات الوقود الأحفوري للحرارة، وتحتاج الهياكل الساحلية إلى خرسانة ذات قدرة منخفضة على التحات، ومقاومة تكميلية عالية على الإطلاق.

المقايضة والحماية

وتحمي التكتلات الهياكل البحرية من التآكل والضغط الأحيائي، ولكن تصنيعها واستخدامها يستحدث مواد كيميائية سامة، وتنتج الطبقات التقليدية المضادة للدهان المحتوي على النحاس في المياه، وتتراكم في الرواسب على مستويات تضر بقذائف الفئران الصغيرة والغاز، وتحظر مركبات التريبتيل التي تبلغ قيمتها الإجمالية في إطار اتفاقية المنظمة البحرية الدولية لنظم مكافحة الإلغام، ومع ذلك، لا يزال التلوث الناجم عن مخلفات السفن مستمرا في ساحة المواحل.

Environmental Impacts Across Three Pillars

ومن المفيد، من أجل إدراك نتائج صنع المواد البحرية فهما كاملا، فحصها من خلال عدسات حمولة التلوث، وبصمات الكربون، وتدهور النظم الإيكولوجية، وكثيرا ما تكون هذه الآثار مترابطة، مما يزيد من حدة التوتر على البيئات البحرية الهشة أصلا.

التلوث والتحكم في المواد الكيميائية

(أ) تبرز في كل مرحلة الملوثات الكيميائية [FLT:] [FLT:] والملوثات الكيميائية الرئيسية التي تصل إلى مناطق النحاس والزنك والكروميوم في المناطق التي تتحول فيها المواد الكيميائية المحتوية على مواد متناهية الصغر والملوثة بالألوان، والتي لا تُثبت وجودها، كما أن مرافق التحلل البلاستيكي التي تُنتج في المناطق الساحلية هي نفسها.

Carbon Footprint and Climate Forcing

ولا يمكن لقطاع المواد البحرية أن يتأثر بدرجة كبيرة بتغير المناخ. Embodied carbon - إن مجموع غازات الدفيئة التي انبثقت أثناء الإنتاج المادي - يمكن أن يُحدث أثراً مناخياً في معظم السفن، لا سيما عندما تكون السفن مزودة بوقود منخفض الانبعاثات، وبالنسبة لحامض السوائب في الحجم المتوسط، فإن حديد الفولاذ والآلات قد تُدر أكثر من 000 15 طن من ثاني أكسيد الكربون.

تدمير الموارد واستنفادها

أما فيما يتعلق باستخراج المواد الخام وصيد الأسماك، فإن استخراج الرمال من أجل الخرسانة والزجاج، الذي كثيرا ما يكون مع قدر ضئيل من الرقابة، قد أدى إلى تآكل ساحلي حاد في بلدان مثل الهند وإندونيسيا، كما أن التعدين الشراعي للليمة (المستخدم في التشييد) محظور في مناطق كثيرة ولكنه مستمر بصورة غير قانونية، ويزيل هيكل الشعاب المرجانية مباشرة، بل ويدمر أيضاً صيد الأسماك في المناطق المسببة للإضطراب المركب الأحيائي، إن لم يكن قادراً على ذلك.

القطاع: حيث تتراكم الآثار

وتركز الصناعات البحرية المختلفة تحديات بيئية معينة، فبدراسة هذه السياقات تصبح الحلول المستهدفة أكثر وضوحا.

بناء السفن والسفن البحرية

وتعالج الساحات التجارية كميات هائلة من الفولاذ والألومنيوم، وتُحدّد الأعباء البيئية الرئيسية هنا من انبعاثات الفرن الانفجاري، والإطلاق الجوي لمذيبات الطلاء، والرش من الإنفجار البدائي، وإدارة النفايات الخطرة مثل استخدام الرمل والحمأة الزيتية، وقد أدى الانتقال إلى الطلاءات المائية، وتركيب المذيبات ذات البصم العالي إلى خفض انبعاثات المركبات العضوية الثابتة، ولكن حجم عملية الصلبة.

الهياكل الأساسية للطاقة المتجددة في المناطق الساحلية

كما أن الأورام المضبوطة للطيور الريحية، والمنابر العائمة، والكابلات الفرعية تتطلب كميات هائلة من الخرسانة والصلب، كما أن الحجم الهائل من انتقال الطاقة يخلق مفارقة قصيرة الأجل في الانبعاثات ذات الصلة بالصناعة، وعلى سبيل المثال، فإن الخرسانة المستخدمة في مؤسسة واحدة للريح البحرية يمكن أن تطلق أكثر من 000 1 طن من ثاني أكسيد الكربون أثناء إنتاج الأسمنت.

معدات تربية الأحياء المائية

ولا تعتمد صناعة تربية الأحياء المائية العالمية على أقلام البلاستيك، والحبال، والبوي، والقفص، ومعظمها مصنوع من بوليثيلين أو نايلون الكثافة العالية، ويعالج في كثير من الأحيان بمثبتات الأشعة فوق البنفسجية، ووكلاء مضادة للقاذورات، ويصبح التصفير الدقيق من هذه المكونات مصدر قلق متزايد، حيث تتحول الناموسيات القديمة إلى نباتات متخلفة مباشرة في عمود المياه.

المركبان البحريان والتعبئة الترفيهية

وفي الآونة الأخيرة، كان إنتاج البلاستيك المقوى في البرفلفلفلفلاز هو العمود الفقري للزوارق الترفيهية، ويستخدم بشكل متزايد في سفن الدورية والأسمدة الصغيرة، كما أن إنتاج البوليسترات غير المشبع، وهو أكثر المصفوفة شيوعاً، وهو يُطلق الستيرين، ومسدسات الفول السوداني، ويُنتج نفايات خطرة مثل الراكز الملوث بالسيتون.

صهريج صيد الأسماك وناموسياتها

وتستخدم المبادرة التجارية كميات هائلة من الألياف الاصطناعية - البوليميد (النيلون) والبوليثيلين - البوليبروبيلين - للناموسيات والخطوط والحبال، وتتبع صناعة هذه المواد نفس البوليكروهيميكية التي تسهم بها البوليمرات الأخرى، ولكن الأثر البيئي يتضخم بمعدلات الدوران المرتفعة: فالناموسيات كثيرا ما تستبدل بسبب الارتطام والوزن المسيل.

استراتيجيات التخفيف: من التحسينات الإضافية إلى تغير النظم

وتتطلب معالجة الخسائر البيئية في الصناعات التحويلية البحرية مزيجا من الابتكار التكنولوجي، والضغط التنظيمي، والتعميم الذي يقوده السوق، وقد أثبت قادة الصناعة بالفعل أن التخفيضات ذات المغزى ممكنة دون التضحية بالأداء.

الإنتاج الأنظف وتطهير الطاقة

ويُحدث التحول من فرون الانفجار المشتعلة بالفحم إلى فرون القوس الكهربائي المولدة بالطاقة المتجددة تخفيضاً جذرياً في كثافة الكربون في الفولاذ، ويمكن أن يحل الهيدروجين محل الفحم في عمليات الحديد المخفضة مباشرة، كما أن عدة محطات تجريبية أوروبية تُعَدِّل مسارها نحو إنتاج الصلب المحتوي على انبعاثات ماء متجددة من المواد الجيل بحلول عام 2026.

الاقتصاد العلماني والكفاءة المادية

ولا يمكن تصور نموذج خطي للتصريفات غير المحتوية على الزئبق، كما أن إعادة تدوير السفن، التي تحكمها اتفاقية هونغ كونغ وقاعدة إعادة تدوير السفن التابعة للاتحاد الأوروبي، أصبحت ذات طابع رسمي متزايد، حيث تحقق مستويات عالية من استرداد الحبال في السواحل، وتعاد تدوير المكونات البحرية للألومنيوم على نطاق واسع لأن عملية إعادة الصهر لا تستخدم إلا 5 في المائة من طاقة الإنتاج الأولي.

الكيمياء الخضراء والبدائل ذات القاعدة الأحيائية

إن البحث عن مواد بديلة يتسارع، إذ أن راتنجات الأوكسجين القائمة على أساس بيولوجي مستمدة من الزيوت النباتية أو الليغنين تقلل الاعتماد على المواد الوسيطة البتروكيميائية ويمكن أن تظهر سمية أقل، وأن تزيل المواد المحتوية على الألياف الطبيعية، وتراكمات وزنها السائلة، وتقلّص آثار الكربون في التطبيقات غير الهيكلية مثل الألواح الداخلية والمركبات الصغيرة.

الأطر التنظيمية وخطط إصدار الشهادات

وقد أصبحت نظم الإدارة البيئية المعتمدة للمعيار ١٠٠٤١ من المعايير الدولية للتصنيف البحري توقعات أساسية، كما أن الشركات الأكثر طموحا تعتمد تقييمات كاملة لدورة الحياة لتوجيه الخيارات المادية، وتحتاج فرنسا والنرويج الآن إلى إعلانات للمنتجات البيئية للبنية الأساسية البحرية، وتدفع ضريبة التمويل المستدامة للاتحاد الأوروبي رأس المال نحو الصناعات المنخفضة الأثر، مما يعطي الحد من انبعاثات غازات الدفيئة من السفن وصانعي المعدات حافزا ماليا على إزالة الكربون، كما أن الأنظمة الجديدة المتعلقة بتعديلات حدود الكربون قد تعاقب على الواردات من المواد ذات المستوى العالي من الكربون.

التوقعات المستقبلية والابتكارات المنجزة

ويمكن أن تؤدي التكنولوجيات الناشئة إلى إعادة تشكيل المواد البحرية بصورة أساسية، بينما يمكن التصنيع الإضافة مع مركبات الحرارة المعاد تدويرها أن يؤدي إلى طباعة قطع الغيار في الموقع، وإلى إزالة سلاسل الإمداد الطويلة، والحد من نفايات المخزونات، كما أن تعددية المواد الكيميائية التي تستخدمها الأشعة الكهرمائية في المستقبل تؤدي إلى الحد من مدخلات الطاقة وإزالة المعادن المحتوية على مركبات الكربون، واستخدام وتخزينها في الغلاف الجوي المتطور ومحطات الفولاذية

الاستنتاج: المناجي نحو صناعة بحرية متجددة

إن الأثر البيئي لصناعة المواد البحرية متعدد الأوجه، وينتشر فيه التلوث السامة، وانبعاثات الكربون، وتدمير الموائل، واستنفاد الموارد، ومع ذلك فإن الطريق إلى الأمام واضح: فجمع بين الإنتاج المكشوف، والتدفقات المادية، والكيمياء الخضراء، والسياسة الذكية يمكن أن يقلل بشكل كبير من هذه الآفاق، إذ أن مالكي السفن، والمشغلين البحريين، ومزارعين لتربية الأحياء المائية، وجميعهم يتحملون المسؤولية عن استخدام المواد التي لا تكون متواها متواؤاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاًاً قوياً ومتيناً ومتيناً ومتيناًاًاً.