مقدمة

ونظراً لأن تركيزات غازات الدفيئة العالمية لا تزال آخذة في الارتفاع، فإن تكنولوجيات احتجاز الكربون قد اجتذبت اهتماماً كبيراً كوسيلة للتخفيف من الانبعاثات من المصادر الصناعية وتوليد الطاقة، غير أن الفوائد البيئية الصافية لهذه النظم لا يمكن تقييمها إلا بمقدار ثاني أكسيد الكربون (2) التي يتم استخلاصها في السلسلة.

ولا يشكل احتجاز الكربون تكنولوجيا واحدة، بل هو أسرة من العمليات تختلف في الكيمياء، والطلب على الطاقة، والتكامل مع المرافق القائمة، وتشمل أكثر النظم شيوعاً عمليات الضبط بعد الاحتراق، والاستيلاء على ما قبل الاحتراق، وحرق الوقود، والصيد المباشر الناشئ، وكل طريق يقدم لمحة عن دورة الحياة متميزة تؤثر على الأداء البيئي للعالم الحقيقي، ومن خلال تقييم هذه التحسينات في كل وحدة من وحدات الإنتاج الزراعي الموحد.

Understanding Carbon Capture Technologies: A Lifecycle Perspective

وترمي تكنولوجيات احتجاز الكربون إلى اعتراض ثاني أكسيد الكربون (2) ] قبل أن تدخل الغلاف الجوي، إما من المجاري الصناعية المركزة أو من الهواء المحيطي، ويمكن عندئذ أن تُعدّل المواد الرئيسية المسروقة من ثاني أكسيد الكربون () [FLT:]]، وأن تُنقل وتُخزّن في جو خال من آثاره (وقود جيولوجية) أو تستخدم في منتجات مثل المواد الكيميائية الاصفة.

بعد الاحتراق

(أ) من خلال دراسة كمية الطاقة العالية إلى: [الغاز المحتوي على الغازات الفلورية] ([الثانية: 0:1]) من الغازات الفلورية بعد الاحتراق، إلى التركيز على الانبعاثات [الثانية: 2 من الغازات السائلة]

التقطير قبل الاحتراق

(أ) يُستخدم في عمليات الحرق [العملية] [العملية] [العملية]

Oxy-Fuel Combustion

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

التقاط الهواء المباشر (DAC)

D[FLT] Direct air captures CO2 مباشرة من الغلاف الجوي المحيطي، الذي يحتوي على تركيز يبلغ نحو 420 جزءاً من المليون. وهناك نهجان أوليان هما: نظم ثابتة تستخدم درجات الحرارة لإطلاق الغازات (2) ، ونظم مذيبة تستخدم " السائل "

منهجية تقييم دورة الحياة لتكنولوجيات الكابتات الكربونية

(أ) تقييم دورة الحياة محكوم بمعايير المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 140 و14044، التي تحدد أربع مراحل: تحديد الأهداف والنطاق، وتحليل الجرد، وتقييم الأثر، والتفسير:

وتشمل القياسات الهامة في مجال مكافحة التخريب المميت:

  • Carbon Dioxide Removal (CDR) Efficiency:] The ratio of net CO2 removed from the atmosphere to gross CO]2] captured, accounting for all life cycle emissions.
  • Energy Penalty:] The increase in primary energy consumption per unit of useful output when capture is applied, typically 15 -30% for power plants.
  • Global Warming Potential (GWP): ] Lifecycle GWP per tonne of CO]2] captured or per MWh, including upstream and downstream contributions.
  • Water Footprint:] Total water intake (withdrawal and consumption) per tonne of CO]2 captured, which can be critical in water-stressed regions.
  • Eco-Toxicity and Human Toxicity:] Impacts from solvent degradation products, amine emissions (e.g., nitrosamines), and heavy metals from corrosion or gas impurities.

وتتوفر بيانات جرد دورة الحياة الخاصة بالمركبات الكربونية المكلورة كلاريون - كليبرتون بصورة متزايدة من خلال قواعد البيانات العامة مثل قاعدة بيانات LC وقاعدة بيانات Ecoinvent، غير أن جودة البيانات تختلف، وتعتمد دراسات كثيرة على بيانات الزرع التجريبي التي قد لا تعكس العمليات التجارية الكاملة، ولا يزال توحيد أساليب التقييم الذاتي المميت المتوسط بالنسبة لمركبات الكربون وتخزينها مجالاً للبحوث النشطة، حيث تعمل منظمات مثل الوكالة الدولية للطاقة على مواءمة الافتراضات حول مزيج الطاقة، ومعدلات التقاطها، والتخزين.

المنافع البيئية لتكنولوجيات كابينة الكربون: نظرة أعمق

Direct CO2]

(أ) إن أكثر الفوائد البيئية المباشرة لمركبات الكربون الكلورية فلورية هي خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (2) [FLT:]([FLT)([الاستعمالات ذات القدرة المنخفضة])

Climate Change Mitigation and Temperature Overshoot Reduction

ويظهر نماذج التقييم المتكاملة التي تستخدمها اللجنة المعنية بتغير المناخ في 1.5 درجة مئوية أن تكنولوجيات احتجاز الكربون هي عنصر ضروري في جميع السيناريوهات تقريباً يحد من الاحترار العالمي إلى 1.5 درجة مئوية أو 2 درجة مئوية.

Secondary Environmental Co-Benefits

(أ) [تأجير الكربون] [الغاز المشبع]: الغازات المحتوية على ثاني أكسيد الكربون، [الثانية عشرة]

Lifecycle Environmental Challenges and Trade-Offs

Energy Penalty and Indirect Emissions

(أ) إن أكثر التحديات في دورة الحياة بالنسبة لالتقاط الكربون هي عقوبة الطاقة: إن الإنبعاثات الحرارية و/أو الطاقة الكهربائية، التي تفصل ثاني أكسيد الكربون (LT:0)(2) [[FLT:]([FL)([الثانية)

Solvent Degradation, Waste, and Toxicity

(ب) إن مذيبات الأمفيتامين المستخدمة في عمليات التحلل بعد الاحتراق قد تتدهور بمرور الوقت بسبب الأكسدة، والتدهور الحراري، ورد الفعل مع (2) ، و [المناولة المائية:3].

استنفاد الموارد المائية

ويزيد الطلب على التبريد لوحدة التقاط المياه وثاني أكسيد الكربون)٢( ]وثانياً[ من حيث استخدام الطاقة الصلبة[، ويزيد من حجم الطاقة في المناطق التي تستخدم فيها المياه الصلبة في الماء، ويقلل من نسبة الاستهلاك الفعلي من الماء إلى ٥ أطنان.

Risk of CO2] Leakage from Storage

(أ) التخزين الجيولوجي لثاني أكسيد الكربون (FLT:0)(2) هو عنصر حاسم في تقييم دورة الحياة، وفي حين أن تأمين التخزين مرتفع عموماً بالنسبة لمواقع مختارة ومدارة (يتوقع أن تزيد نسبة التسرب على 99 في المائة على 000 1 سنة) فإن خطر التسرب يزيد من عدم اليقين بالنسبة للمنافع المناخية الصافية.

تحقيق أقصى قدر من الفوائد البيئية لدورة الحياة: الاستراتيجيات والابتكارات

التكامل مع الطاقة المتجددة

ويمكن أن تؤدي الاستراتيجية الوحيدة الأكثر تأثيراً لتحسين أداء دورة الحياة في ثاني أكسيد الكربون وتخزينه إلى توليد الطاقة المتجددة، وعندما تؤدي الطاقة الإضافية لثاني أكسيد الكربون (2) إلى فصل الكهرباء عن مصادر الطاقة الشمسية أو الرياح أو الهيدرولية، فإن الانبعاثات غير المباشرة من إنتاج الطاقة قد تُلغى تقريباً، مما يرفع عامل التجنب الصافي إلى 90-95 في المائة بالنسبة لمواقع الطاقة المتجددة.

المذيبات المتقدمة والسربينات

(ب) المواد الجديدة مثل الأطر المتطورة للمعادن، والمواد الصلبة للآفات، والسائلات الأيونية تعد بتوليد الطاقة الأقل من جديد، وانخفاض معدلات التدهور، وارتفاع قدرات ثاني أكسيد الكربون (2) .

استخدام النفايات وإدماجها في الماء

ويمكن أن تنتج العديد من العمليات الصناعية حرارة منخفضة الجودة من النفايات يمكن تسخيرها لتوليد المذيبات، مما يقلل من الحاجة إلى استخراج البخار المكرس، ففي محطات الأسمنت، مثلا، يمكن أن يوفر العادم المبرد للشبكات جزءا من الطاقة الحرارية المطلوبة لـ " ثاني أكسيد الكربون " )٥([)٢( ]و[، ويحسن كفاءة دورة الحياة العامة.

السياسات وخصخصة الكربون

ويمكن تحفيز الفوائد البيئية لدورة الحياة لمركبات الكربون وتخزينها بواسطة آليات السياسة العامة التي تكافئ الانبعاثات السلبية الصافية وتعاقب على التلوث الكامل لدورة الحياة، إذ يوفر الائتمان الضريبي البالغ 45Q الذي يوفر مثلاً 85 دولاراً لكل طن من ثاني أكسيد الكربون (2) ] مخزنة لأغراض التقاط الهواء المباشر، ولكن الراتب لا يميز بين التخزين والاستخدام.

الاستنتاج: صافي حساب البيئة

(ب) تقييم الفوائد البيئية الناجمة عن دورة الحياة في تكنولوجيات احتجاز الكربون تكشف عن صورة مدروسة، وعندما يتم نشرها بمصادر الطاقة المناسبة وسلامة التخزين، يمكن أن تحقق ثاني أكسيد الكربون (CLT:0)(2) ، وتُستخدم كأداة لا غنى عنها للقطاعات التي لا يمكنها أن تُكهرب أو تُزيل الكربون عن طريق توليد الطاقة المتجددة وحدها.

وفي نهاية المطاف، تجمع استراتيجية المناخ الأكثر فعالية بين خفض الانبعاثات العدوانية والنشر المسؤول لاستخلاص الكربون حيث يوفر أكبر فائدة صافية، ويكفل التفكير في دورة الحياة عدم الاتجار بمشكلة بيئية أخرى، وأن تكنولوجيات احتجاز الكربون التي نبنيها اليوم تسهم إسهاما حقيقيا في تهيئة مناخ مستقر وممكن، غدا، وأن استمرار البحث، والتقييمات المحلية الشفافة، والتنظيم القوي، والابتكارات المستهدفة سيحدد ما إذا كان احتجاز الكربون يشكل حجر الزاوية في استجابتنا المناخية أو عدم وجود رد فعلي.