ويطرح تغير المناخ أحد أكثر التحديات إلحاحاً ومعقدة في القرن الحادي والعشرين، إذ إن ارتفاع التركيزات في الغلاف الجوي لثاني أكسيد الكربون وغيره من غازات الدفيئة يؤدي إلى زيادة الحرارة العالمية، ويعطل أنماط الطقس، ويهدد النظم الإيكولوجية في جميع أنحاء العالم، ويحقق أهدافاً من حيث الحرارة في اتفاق باريس إلى ما دون درجة مئوية كبيرة، ويسعى إلى بذل جهود لحمله إلى 1.5 درجة مئوية من الانبعاثات العالمية، بل أيضاً يزيل كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون.

فهم الطاقة الأحيائية وعزل الكربون

وقبل أن يتحول إلى تآزر، من الضروري فهم المكونين على نحو فردي. Bioenergy) هي الطاقة المستمدة من المواد العضوية - البيوماس - مثل المحاصيل السائلة (مثلاً، المزروعات، والأشجار السريعة النمو)، والثدييات الزراعية (خمر الذرة، وقود الفولط)

أنواع نظم الطاقة الأحيائية

وتختلف نظم الطاقة الأحيائية اختلافا كبيرا في الحجم والتكنولوجيا والاستخدام النهائي، وتشمل الفئات الرئيسية ما يلي:

  • Direct combustion] – Burning biomass in boilers to produce steam for electricity generation or industrial heat. Common in dedicated biomass power plants and co-firing with coal.
  • Gasification] — Converting solid biomass at high temperature with limited oxygen into a combustible syngas (carbon monoxide and hydrogen), which can be burned for power or further processed into advanced biofuels or chemicals.
  • Pyrolysis] - هيد الكتلة الأحيائية في غياب الأكسجين لإنتاج النفط الأحيائي والشحن الأحيائي والسنغاات، ويمكن استخدام البوشارة الأحيائية كتعديل للتربة، كما أنها تعمل كأسلوب لعزل الكربون في حد ذاته.
  • Anaerobic digestion] – Microorganisms break down organic waste in oxygen-free environments to produce biogas (methane and CO2), which can be used for heat, electricity, or upgraded to biomethane for vehicle fuel or injection into natural gas grids.
  • Fermentation] — Converting sugar- or starch-rich biomass into ethanol (e.g., corn ethanol, sugarcane ethanol). Advanced pathways produce cellulosic ethanol from non-food feedstocks.

ولكل تكنولوجيا خصائص متميزة تتعلق بالكفاءة والتكلفة والاستدامة، مما يؤثر على مدى اندماجها في عمليات احتجاز الكربون وتخزينه.

Understanding Carbon Sequestration

Carbon sequestration] refers to the process of capturing and storing atmospheric CO2 to prevent it from contributing to global warming. Sequestration can be divided into two broad categories: ]biological and geological/technological:

(أ) إن العزل البيولوجي ينطوي على تعزيز العمليات الطبيعية التي تستوعب ثاني أكسيد الكربون من خلال تركيب الصور وتخزنه في النباتات والتربة والمحيطات، وتشمل الأمثلة على ذلك التحريج (زرع الأشجار على الأراضي التي لم تكن غابة سابقاً)، وإعادة التحريج، والممارسات الزراعية المحسنة (مثل زراعة الملح، وزراعة الأحجار الكريمة، وتربية الحيوانات الحية في نهاية المطاف).

(ب) تشمل العزلة الجيولوجية والتكنولوجية النُهج الهندسية التي تلتقط ثاني أكسيد الكربون من مصادر نقطة (مصانع الطاقة، المرافق الصناعية) أو مباشرة من الهواء، ثم تضغط عليه وتحقنه في تشكيلات جيولوجية عميقة مثل مستودعات النفط والغاز المستنفدة، ومستودعات المياه الجوفية الساحقة، أو تشكيلات الوصل.

النهج التآزري: الطاقة الأحيائية مع كابينة الكربون وتخزينه

والفكرة الأساسية للشركة هي بسيطة بشكل واضح: نمو الكتلة الحيوية، التي تستوعب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي من خلال تركيب الصور، واستخدام الكتلة الأحيائية لتوليد الطاقة )الكهرباء، الحرارة، الوقود(، وضبط ثاني أكسيد الكربون الذي تم إطلاقه أثناء الاحتراق أو التحويل، واكراه ونقل ثاني أكسيد الكربون إلى موقع تخزين جيولوجي، وحقنه في جو دائم تحت الأرض.

ويمكن التعبير عن رصيد الكربون في نظام ثنائي الفينيل متعدد البروم من الناحية المواضيعية على أنه:

Net CO2 removal = CO2 sequestered in biomass — CO2 emitted during cultivation, harvesting, transport, processing, and capture -- any emissions from land-use change + CO2 permanently stored geologically.

]

وإذا كان النظام مصمماً بكفاءة، فإن النتيجة الصافية هي إزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أكثر مما يتم نقله عبر دورة الحياة بأكملها.

لماذا تعتبر شركة بي سي إس حلاً رئيسياً للمناخ

ومعظم السيناريوهات التي وضعها الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ والتي تحد من الاحترار إلى 1.5 درجة مئوية أو 2 درجة مئوية تعتمد اعتماداً كبيراً على تكنولوجيات الانبعاثات السلبية، حيث تؤدي هذه البلدان دوراً مركزياً، والسبب في ذلك هو أنه حتى مع التخفيضات في الانبعاثات العدوانية، سيكون من الصعب على بعض القطاعات (الاقتصاد والزراعة والصناعة الثقيلة) أن تُزيل انبعاثات الكربون بالكامل بحلول منتصف القرن، ويمكن أن تعوض هذه الانبعاثات المتبقية.

ويُتوقع أن يكون حجم هذه المجموعة في العديد من نماذج المناخ هائلاً بحلول عام 2050، وتبرز بعض السيناريوهات نشر مشروع " بي سي سي سي سي " الذي يصل إلى 10-15 جيغا طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً، مما يتطلب ملايين الهكتارات من مزارع الكتلة الحيوية المكرّسة، وفي الوقت الراهن، يكون النشر الفعلي أقل بكثير: ففي عام 2024، لا توجد سوى حفنة من مرافق البيوتر الصناعية ذات النطاق التجاري على الصعيد العالمي، مثل مشروع " إيلينوي " .

أنواع مسارات بي سي

ويمكن إدماج هذه النظم في مختلف نظم الطاقة:

  • Biomass-fired power plants with post-combustion CCS] — The most studied formation. Flue gas from a biomass boiler passes through a capture unit (typically using amine solvents) that absorbs CO2. The CO2 is then stripped, dried, compressed, and piped to storage.
  • Biomass gasification with pre-combustion CCS] – Syngas from gasification undergoes a water-gas shift reaction to produce hydrogen and CO2. The CO2 is captured before combustion, leaving hydrogen to be burned in a turbine or fuel cell.
  • Biofuel production with CCS] –إيثانول fermentation naturally produces high-purity CO2 as a subproduct; capturing it requires minimal additional energy. Similarly, biomass-to-liquids (BTL) processes generate CO2 streams that can be captured.
  • Biochar production and soil sequestration] – Pyrolysis yields biochar, a stable form of carbon that can be buried in soils or used as a construction material. While not geological storage, biochar can lock away carbon for century and improve soil characteristics-an alternative negative emissions pathway sometimes called ]bioenerEC with carbon storage (B).

ولكل طريق تكاليف مختلفة ومستويات استعداد وتحديات التكامل، وكثيرا ما تكون أكثر الفرص فعالية من حيث التكلفة في الأجل القريب في مرافق الإيثانول حيث يكون ثاني أكسيد الكربون منفصلا بالفعل، مما يتطلب قدرا ضئيلا من الاستثمار في الأسر.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

وعلى الرغم من الوعد النظري الذي قطعته على نفسها، تواجه اللجنة مجموعة من التحديات العملية والاقتصادية والاجتماعية والبيئية، وسيتطلب التوسع إلى المستويات اللازمة لتحقيق تأثير ذي مغزى على المناخ التغلب على هذه الحواجز من خلال الابتكار والسياسات والتخطيط المتأنق.

الشواغل المتعلقة باستخدام الأراضي والاستدامة

(ب) ربما تكون أكثر المسائل خلافاً هي استخدام الأراضي: إن إنتاج الكتلة الأحيائية المخصصة للمركبات الثنائية الفينيل المتعددة الكلور سيتنافس مع إنتاج الأغذية وحفظ التنوع البيولوجي ولمصارف الكربون الطبيعية (مثل الغابات) - إن مزارع الزراعة الأحادية الكبيرة يمكن أن تؤدي إلى إزالة الغابات وتدهور التربة واستنفاد المياه وفقدان خدمات النظم الإيكولوجية، ويجب أن تشكل تحليلات دورة الحياة تغيراً غير مباشر في استخدام الأراضي - على سبيل المثال، إذا ما كانت المحاصيل الزراعية تزيل المحاصيل الغذائية الجديدة؛

الجدوى الاقتصادية ومتطلبات الهياكل الأساسية

وتتفاوت تكلفة السلع الأساسية على نطاق واسع حسب المواد الوسيطة، وتكنولوجيا التحويل، وطريقة التقاطها، وقطع النقل، ونوع التخزين، وتتراوح التقديرات الحالية بين 60 و160 دولاراً لكل طن من ثاني أكسيد الكربون المزال من أجل السلسلة الكاملة (الإمدادات من أحجار الكريم، وتوليد الطاقة، والقبض، والنقل، والتخزين) وهذا أكثر تكلفة بكثير من خيارات التسرب من الناحية البيولوجية (مثلاً، حجم التحريج بسعر يتراوح بين 10 و50 دولاراً لكل ثاني أكسيد الكربون)

كفاءة استخدام الكربون وجزاءات الطاقة

وبالإضافة إلى ذلك، فإن احتجاز ثاني أكسيد الكربون من غازات المداخن المتدنية (تراوح بين 4 و15 في المائة من ثاني أكسيد الكربون حسب الحجم) يتطلب طاقة، عادة في شكل بخار لإعادة توليد الطاقة المذيبة، وهذا ]energy penalty) يمكن أن يقلل من الناتج الصافي للطاقة لمصنع الكتلة الأحيائية بنسبة 15 إلى 30 في المائة، مما يجعل النظام أقل كفاءة ويزيد من كمية الكتلة الحيوية المطلوبة من جيل الطاقة.

التخزين والرصد

وبالنسبة للشركة البريطانية لتوليد المنافع المناخية، يجب أن يظل ثاني أكسيد الكربون المأخوذ به مخزناً منذ قرون إلى آلاف السنين، فالتخزين الجيولوجي في التكوينات المناسبة مفهوم جيداً من صناعة النفط والغاز، ولكن الأطر التنظيمية للقبول العام والمسؤولية الطويلة الأجل لا تزال آخذة في الازدياد، ومع اعتبار مخاطر التسرب منخفضة بالنسبة لمواقع مختارة ومدارة جيداً، يجب التقليل إلى أدنى حد من خلال تحديد المواقع المناسبة ورصد الحقن، وتكنولوجيات التحكم في فترة ما بعد إغلاق الأراضي.

القبول الاجتماعي والسياسي

ويتطلب نشر هذه المراكز على نطاق واسع تقديم الدعم العام لزراعة الكتلة الحيوية، وخطوط الأنابيب، ومرافق التخزين، وقد واجهت التجارب السابقة مع مشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه (مثل باريندخت في هولندا، ولاك في فرنسا) معارضة محلية بسبب الشواغل المتعلقة بالسلامة، وقيم الملكية، وعدم مشاركة المجتمع المحلي، كما أن مبادئ التواصل عبر الحدود، ومشاركة أصحاب المصلحة، والتوزيع العادل للمنافع والمخاطر هي مبادئ حاسمة.

Comparative Perspectives: BECCS vs. Other Negative Emissions Technologies

(أ) كل من هذه البلدان ليست هي اللعبة الوحيدة في المدينة، وتشمل تكنولوجيات الانبعاثات السلبية الأخرى [(FLT:0)] التحريج/إعادة التحريج ، التقاط الهواء المباشر مع تخزين الكربون (DACCS) ،

TechnologyEstimated cost ($/tCO₂ removed)Storage permanenceLand footprint (ha/tCO₂/yr)Maturity
BECCS60–160Geological (high)0.1–0.5 (depending on yield)Demonstration to early commercial
Afforestation/reforestation10–50Moderate (vulnerable to reversal)0.1–0.3Mature
DACCS200–600Geological (high)NegligiblePilot to early commercial
Enhanced weathering50–200High (mineralization)Moderate–highResearch / pilot
Soil carbon sequestration10–100Low–moderate (potentially reversible)0.1–0.5Mature methods, uncertain MRV

وتشغل هذه المجموعة أرضاً متوسطة: فهي توفر دواماً عالياً نسبياً ومسارات تكنولوجية ثابتة، ولكنها تواجه قيوداً على الأراضي وتكاليف أعلى من الخيارات البيولوجية، ويخلص العديد من نماذج التقييم المتكاملة إلى أن تحقيق أهداف طموحة في مجال المناخ سيتطلب حافظة من النُهج السلبية للانبعاثات، حيث تسهم هذه البلدان على وجه الخصوص بنصيب كبير - في النصف الثاني من القرن الذي يجب فيه تحييد الانبعاثات المتبقية من القطاعات التي يصعب الوصول إليها.

Policy, Innovation, and the Road Ahead

وسيتطلب تحقيق إمكانات اللجنة المشتركة بين الوكالات اتخاذ إجراءات متضافرة على جبهات متعددة:

  • Carbon pricing and incentives] - Governments must establish sufficiently high and predictable carbon prices or direct incentives (e.g., 45Q expansion, UK Contracts for Difference) to bridge the gap between current costs and market viable.
  • Research and development ] – Continued investment in next-generation capture materials, biomass conversion efficiencies, sustainable feedstock production, and monitoring techniques can reduce costs and environmental impacts.
  • Infrastructure planning] – Building shared CO2 transport and storage networks (hubs and clusters) can reduce per-tonne costs and enable smaller and more distributed biomass sources to connect to storage. Regions like the North Sea (Northern Lights project), the US Gulf Coast, and the Rotterdam port area are pioneering such clusters.
  • Sustainability governance] – Robust certification and chain-of-custody systems for biomass are needed to prevent deforestation, protect biodiversity, and ensure net negative emissions. The EU’s Renewable Energy Directive (RED II) includes sustainability criteria that could serve as a model.
  • International cooperation] — BECCS deployment is not limited by national borders; biomass can be traded, and carbon storage can be credited across countries. Clear accounting rules under Article 6 of the Paris Agreement are essential to avoid double counting and ensure environmental integrity.
  • Public engagement] – Early and inclusive dialogue with communities near biomass supply areas and storage sites can build trust and address concerns about safety, land use, and economic impacts.

ومن المرجح أن يكون مستقبل هذه المراكز ليس من خلال تكنولوجيا واحدة بل من خلال مزيج متنوع من التطبيقات التي تحشد الموارد والظروف المحلية، وفي المناطق المدارية، يمكن أن يكون السكرانول الذي يحمل ثاني أكسيد الكربون وتخزينه نقطة دخول منخفضة التكلفة، وفي المناطق المعتدلة، يمكن استخدام المخلفات الحراجية والزجاجات الجاهزة أو الوازم في محطات الحرارة والطاقة المشتركة مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون أن يكون أكثر ملاءمة.

خاتمة

فالطاقة الأحيائية، إلى جانب عزل الكربون - لا سيما من خلال ممرات هذه المجموعة أداة قوية وضرورية لتحقيق التطهير العميق من الكربون الذي يتطلبه علم المناخ، ومن خلال الجمع بين دورة الكربون الطبيعية للكتلة الأحيائية وبين الإمساك المصمم والتخزين الدائم، يمكن أن تؤدي هذه الاستراتيجية الانبعاثات النابعة من عوامل القدرة على تحمل آثار تغير المناخ، ،] التي تعوض عن الانبعاثات المتبقية من الوقود الأحفوري وتساعد على الحد من مستوياتها.