الاستدامة
كيف نتعامل مع ثاني أكسيد الكربون الجوي – الوقاية أم العلاج؟
أضف Securities.io إلى مصادرك المفضلة على Google
ال United States Geological Survey حددت المسح الجيولوجي للولايات المتحدة مصدرين رئيسيين لغاز ثاني أكسيد الكربون للدخول إلى الغلاف الجوي: المصادر الطبيعية ومصادر النشاط البشري. معظم الحيوانات التي تعيش على الأرض هي مصادر كربون طبيعية حيث تزفر ثاني أكسيد الكربون كنفاية. ومع ذلك، تتسبب العديد من الأنشطة البشرية في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تشمل هذه الأنشطة بعض أهم وظائف الحضارة البشرية، بما في ذلك إنتاج الطاقة عن طريق حرق الفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي.
ثاني أكسيد الكربون هو أكثر غاز دفيئة يُنتج عادةً، وهو غاز في غلاف الأرض يحبس الحرارة. يتميز بأن ثاني أكسيد الكربون يختلف عن الأكسجين والنيتروجين – الغازات التي تشكل معظم غلافنا الجوي – حيث يمتص الحرارة المنبعثة من سطح الأرض ويعيدها إلى اتجاه الأرض.
ولكن إذا كان ثاني أكسيد الكربون ظاهرة طبيعية، لماذا نحتاج إلى معالجته؟ ذلك بسبب العواقب التي يجلبها للأرض.
لماذا نحتاج إلى معالجة ثاني أكسيد الكربون الجوي؟
ثاني أكسيد الكربون يخدم غرضًا حيويًا لكوكبنا الأرض. المشكلة ليست في وجوده في الغلاف الجوي بل في فائضه. إذا لم يكن هناك ثاني أكسيد الكربون، سيكون من شبه المستحيل أن يحافظ التأثير الدفيئي الطبيعي للأرض على متوسط درجة حرارة السطح العالمي فوق الصفر. لكن من خلال إطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، نحن نعزز التأثير الدفيئي الطبيعي، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة العالمية إلى مستويات غير مستدامة.
الوجود الزائد لثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي
وفقًا لتقرير نشرته الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، يستمر نمو ثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي بسرعة. في عام 2022، ارتفع متوسط السطح العالمي لثاني أكسيد الكربون بمقدار 2.13 جزء في المليون (ppm) إلى 417.06 جزء في المليون. وأشار التقرير أيضًا إلى أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أعلى بنسبة 50٪ من مستويات ما قبل الصناعة. كان عام 2022 هو العام الحادي عشر المتتالي الذي ارتفع فيه ثاني أكسيد الكربون بأكثر من جزئين في المليون سنويًا. قبل عام 2013، لم يرتفع ثاني أكسيد الكربون بأكثر من جزئين في المليون لثلاث سنوات متتالية.
هناك غازات دفيئة أخرى، مثل الميثان وأكسيد النيتروز، في غلافنا الجوي. لكن لا أحد منها يساهم في الاحتباس الحراري بقدر ما يفعله ثاني أكسيد الكربون.
وفقًا لـ NOAA، كان مؤشر الغازات الدفيئة السنوي (AGGI) 1.49 بحلول نهاية عام 2021. وأشار المؤشر إلى أن التأثير الحراري المباشر للغازات الدفيئة التي ينتجها الإنسان ارتفع بنسبة 49٪ فوق المستوى الأساسي لعام 1990. والأهم من ذلك، أن ما يقرب من ثلثي الاختلال الحراري الكلي كان بسبب ثاني أكسيد الكربون.
ثاني أكسيد الكربون الجوي: أهم مساهم في تغير المناخ
نحتاج إلى معالجة ثاني أكسيد الكربون بشكل مدروس واستراتيجي لأنه يساهم أكثر شيء في تغير المناخ.
كان حرق الوقود الأحفوري هو الدافع الأكبر لهذا الارتفاع المتسارع في ثاني أكسيد الكربون الجوي. ارتفعت الانبعاثات من حرق الوقود الأحفوري من 10.9 مليار طن سنويًا في الستينات إلى حوالي 36.6 مليار طن سنويًا في عام 2022.
ما يضيف صورة أكثر فظاعة هو أن حجم ثاني أكسيد الكربون الموجود في غلافنا الجوي اليوم يعادل ما كان عليه قبل 4.3 مليون سنة. كان ذلك عندما كان مستوى سطح البحر أعلى بحوالي 75 قدمًا من اليوم، ومتوسط درجة الحرارة أعلى بسبع درجات فهرنهايت عن مستويات ما قبل الصناعة.
عدم وضع طريقة فعّالة لمعالجة ثاني أكسيد الكربون الجوي يعادل محاولات، وإن كانت غير مقصودة، للعودة إلى تلك الحقبة.
ليس من المستغرب أن معالجة ثاني أكسيد الكربون الجوي أصبحت مصدر قلق أساسي على مستوى العالم. السؤال هو، كيف نتعامل معه؟ هل ننظر إليه كمشكلة يمكن علاجها، شفاءها، وعكسها؟ أم نراه كشيء يجب الوقاية منه وإيقاف تفاقمه قبل أن يصبح غير قابل للتحكم بشكل مخيف؟
في حين أنه من السابق لأوانه إصدار حكم في هذه المرحلة المبكرة، يجب أن نكون على دراية بالحلول التي يتم تطويرها حولنا لفهم الرؤى والحلول المحتملة التي يفكر فيها المجتمع العلمي عالميًا.
المزارع الشمسية: طريقة أفضل لمكافحة تغير المناخ مقارنة بالزراعة؟
أجرى معهد وايزمان للعلوم مؤخرًا دراسة تُظهر فوائد بناء المزارع الشمسية مقارنة بزراعة الغابات في المناطق الجافة.
لكن ما هي المزارع الشمسية؟ إنها إنشاء ‘غابة’ من الألواح الشمسية. تقترح الدراسة بناء حقل مليء بالألواح الشمسية ذات اللون الداكن، مما سيؤثر إيجابيًا على المناخ من خلال استبدال محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري التقليدي مثل الفحم أو الغاز. سيساعد تقليل الانبعاثات الضارة للغازات الدفيئة المناخ عن طريق عكس تأثيرات ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز.
وفقًا للدكتور رافائيل ستيرن والدكتور جوناثن مولر، الباحثين المشاركين في المشروع، تُظهر الدراسة ‘بشكل لا لبس فيه أن في البيئات الجافة، حيث توجد معظم الأراضي المفتوحة، بناء المزارع الشمسية أكثر فعالية بكثير من زراعة الغابات عندما يتعلق الأمر بمواجهة أزمة المناخ.’
هذه الألواح الشمسية، رغم صغر حجمها مقارنة بالغابات، يمكنها موازنة نفس كمية الانبعاثات. لتكون أكثر دقة، لموازنة نفس كمية الانبعاثات، تحتاج هذه الغابات الشمسية إلى جزء من مئة مساحة ما تتطلبه الغابة التقليدية.
مع ذلك، بينما نفهم إنجازات هذه الابتكارات ونلاحظ الفوائد التي تقدمها الدراسة، يجب أن نضع في اعتبارنا أن هذه الألواح الشمسية لا يمكنها أبدًا استبدال غاباتنا. فالغابات تخدم أغراضًا عديدة أكثر من مجرد الحد من الانبعاثات، بما في ذلك الحفاظ على دورة الأمطار العالمية، وصيانة التنوع البيولوجي، وأكثر من ذلك.
هناك عدة ابتكارات ومبادرات أخرى جارية لمعالجة ثاني أكسيد الكربون بشكل أفضل. بعضها يحدث على مستوى الشركات أيضًا. مفهوم قوس قزح اللوني، الذي طورته شركة Unilever، هو مثال على ذلك.
1.Unilever
طوّرت شركة Unilever مفهوم قوس قزح اللون لتحديد مصادر كربون بديلة يمكنها استبدال الكربون المنبعث من الوقود الأحفوري غير المتجدد. يتضمن قوس الكربون ألوانًا: الكربون الأرجواني من ثاني أكسيد الكربون، الكربون الأزرق من المصادر البحرية، الكربون الأخضر من النباتات، والكربون الرمادي من النفايات البلاستيكية.
كما يتضح من تصنيفهم، يتعامل الكربون الأرجواني مباشرة مع ثاني أكسيد الكربون الجوي. يشير إلى مفهوم وفوائد التقاط ثاني أكسيد الكربون من الانبعاثات الصناعية أو من الغلاف الجوي. كونها عملاقًا في منتجات المستهلك، يهدف مفهوم Unilever المبتكر إلى التقاط الكربون الأرجواني ومعالجته إلى مكونات مفيدة لتُرسل إلى الإنتاج وتتحول إلى منتج استهلاكي قابل للاستخدام. سيُصنع المنتج بطريقة تجعل بقاياه بعد التخلص تعود إلى البيئة مع تحلل التركيبة.
وفقًا لجون هاغ، رئيس مستقبل النظافة، العلوم والتكنولوجيا للعناية المنزلية في Unilever، فقد قدمت الشركة بالفعل كبسولات سائل الغسيل OMO في الصين، وسائل غسيل الصحون Sunlight في جنوب أفريقيا، وسائل الغسيل Coral في ألمانيا. وفقًا للسيد هاغ، “إنه مجرد مثال واحد على كيفية إعادة ابتكار كيمياء منتجات العناية المنزلية لدينا لخلق فرص نمو لعلاماتنا التجارية مع تقليل استخدام الوقود الأحفوري.”
LON:ULVR مخطط السعر
في السنة المالية 2022، حققت Unilever إيرادات سنوية تزيد عن 60 مليار يورو، مع هامش تشغيل يقارب 18٪ وأكثر من 4.3 مليار يورو تم دفعها كأرباح.
2. Linde Engineering
تُقدّم Linde Engineering حلها لالتقاط الكربون القائم على الامتصاص HISORP® CC كإضافة أحدث إلى محفظتها لالتقاط الكربون. وهو متوافق مع مجموعة واسعة من مصادر الكربون وقادر على توفير منتج CO2 بالتركيز والحالة الفيزيائية المطلوبة.
يمكن لهذا الحل معالجة ثاني أكسيد الكربون الجوي القادم من غازات العادم من توليد الطاقة، وغازات الانبعاث من مصانع الصلب المتكاملة، وغازات العادم من إعادة تشكيل الميثان بالبخار، وغازات العملية من إنتاج الأسمنت والهيدروجين، وتدفقات غنية بثاني أكسيد الكربون الناتجة عن احتراق الأكسجين-الوقود والإنتاج الكيميائي.
هذه الحلول لا تقتصر فقط على التقاط ومنع ثاني أكسيد الكربون من الاختلاط بالغلاف الجوي، بل يمكنها أيضًا تنقيته إلى المستوى المطلوب لمختلف حالات الاستخدام في الصناعة. تشمل الصناعات التي تزودها بثاني أكسيد الكربون المنقّى الصناعات الغذائية والمشروبات وتطبيقات الإلكترونيات.
يمكن لهذا الحل أيضًا حجز CO2 لتخفيف الأثر المناخي للعمليات الصناعية التي تعتمد على حرق الوقود الكربوني. يعد حل HISORP® CC من Linde Engineering بتحقيق معدل احتجاز يصل إلى 99.7٪.
الحل مفيد أيضًا لأنه يعمل بالكهرباء فقط ويمكن تشغيله بالكامل باستخدام طاقة متجددة بنسبة 100٪. وبما أنه لا يستهلك أي بخار، فإن بصمته الكربونية الإضافية صفر. يأتي الحل في وحدات مُصنّعة مسبقًا على منصات، مما يتطلب جهد بناء محدود. ولا يتطلب أي معالجة أو تركيب أو التخلص من المواد الكيميائية ولا يتأثر بالأكسجين.
LIN مخطط السعر
أعلنت Linde عن نتائجها السنوية والربع الرابع لعام 2022 في فبراير 2023 بمبيعات سنوية بلغت 33 مليار دولار أمريكي.
3. Edinburgh Sensors
حل Edinburgh Sensors هو حساس غاز بالأشعة تحت الحمراء يراقب مستويات ثاني أكسيد الكربون المستخرج. تستخدم شركة Climeworks السويسرية المتخصصة في تقنية التقاط هواء ثاني أكسيد الكربون Gascard NG لتقليل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.
يأتي Gascard NG مع تصحيح فوري لدرجة الحرارة والضغط الجوي عبر حساسات مدمجة. يمكنه أيضًا دمج تقنيات كشف غاز إضافية. إلى جانب ثاني أكسيد الكربون، يمكن لـ Gascard NG أيضًا اكتشاف وقياس الميثان الجوي وأول أكسيد الكربون.
تأسست في عام 1974 ومقرها في ليفينستون، ويست لوتيان، المملكة المتحدة، وتُعد Edinburgh Sensors شركة خاصة.
4. Climeworks
إحدى أكثر الشركات ابتكارًا في هذا المجال هي Climeworks، التي طورت تقنية التقاط الهواء المباشر لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء. تقلل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي باستخدام الطاقة المتجددة فقط أو الطاقة المستخرجة من النفايات أو حرارة النفايات الأخرى كمصادر للطاقة.
لتكون أكثر تحديدًا، تتكون تقنية التقاط الهواء المباشر من Climeworks من عملية ثلاثية الخطوات. الخطوة الأولى تتضمن سحب الهواء عبر مروحة داخل المجمع لتمريره عبر مرشح داخل المجمع وحجز جزيئات ثاني أكسيد الكربون. يغلق المجمع عندما يمتلئ المرشح تمامًا بثاني أكسيد الكربون. ترتفع درجة الحرارة في العملية إلى حوالي 100°C، مما يؤدي في النهاية إلى تحرير المرشح لثاني أكسيد الكربون للجمع.
حل Climeworks له عدة فوائد:
- إنه غير معتمد على الموقع.
- قابل للتوسع والقياس بشكل كبير.
- حل فعال من حيث استهلاك المساحة.
تدعي Climeworks أنها تحتاج إلى مساحة أرض أقل من العديد من التقنيات الأخرى. على مساحة 0.42 فدان، يمكن لمصنع Climeworks Orca إزالة 4,000 طن من ثاني أكسيد الكربون من الهواء سنويًا، وهو ما يعادل فعالية تفوق الأشجار بألف مرة تقريبًا. يمكن لنفس الأرض استضافة حوالي 220 شجرة بقدرة تقديرية تبلغ 22 كغ لكل منها، مما ينتج فقط 4.62 طن من ثاني أكسيد الكربون يُزال سنويًا.
في أبريل 2022، أكملت Climeworks جمع تمويل أسهم بقيمة 650 مليون دولار أمريكي.
مع الوعي، ينتظر المزيد من الإجراءات
الخبر السار هو أن العالم، بما في ذلك حكوماته والهيئات الدولية ومنظمات البحث والمؤسسات الكبيرة والشركات الناشئة المبتكرة، وفوق كل ذلك المستهلكين الأفراد، جميعهم على دراية بالآثار المدمرة التي قد يجلبها تغير المناخ لهذا الكوكب ومستقبله.
كما يمتلك أصحاب المصلحة معرفة واسعة بكيفية دفع ثاني أكسيد الكربون الجوي للتسخين العالمي، وهو السبب الرئيسي وراء تغير المناخ. وقد بدأ هذا الوعي يحقق نتائج مع حلول جديدة ومبتكرة تظهر كل يوم. سيصبح مجرد مسألة وقت قبل أن تتمكن البشرية من عكس تأثير ثاني أكسيد الكربون الجوي والحرارة التي يحتجزها داخل الأرض بشكل كبير.
انقر هنا لتتعرف على سبب قد يكون للهندسة الجيوتقنية المفتاح لتغير المناخ.
