الهندسة والآليات > الطاقة
رحلة ثاني أكسيد الكربون: من الهواء إلى الوقود ( الجزء الثاني )
تحدثنا في الجزء الأول من المقال عن التقنية المتبعة في التقاط غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو، وعن التصميم النهائي لشركة Carbon Engineering الذي باستطاعته امتصاص انبعاثات ما يقارب 300.000 سيارة عادية. سنتحدث اليوم في الجزء الثاني عن الآلية التي تنتج وقود ذو انبعاثات كربونية منخفضة.
سنبدأ بتعريف عملية الالتقاط المباشر للهواء ("Direct Air Capture "DAC): هي استخراج غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ضمن حلقة صناعية مغلقة.
أما العملية الثانية فهي التقاط غاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ((CO2 Capture and Storage (CCs).
تعتبر هاتين الطريقتين تنافسيتين من أجل انتاج وقود ذو انبعاثات كربونية خفيفة.
تعتمد السياسات التسويقية لشركة (CE) على استخدام تقنية التقاط الهواء مباشرةً (DAC) وذلك لإنتاج وقود بانبعاثات كربونية منخفضة. ولكن السؤال هو كيف يمكن لهذه العملية أن تكون أفضل من عملية التقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون (CCS) ذات الكلفة الأرخص.
إن أصل غاز ثاني أكسيد الكربون المستخدم لإنتاج الوقود – المتجسد بالنفط، أو بالحقن المخصص لعمليات الاستثمار المدعم للنفط(EOR)، أو لذلك المُلتَقط من الهواء – هو بيضة القبان وعنصر الحسم الأساسي في تحديد كمية غاز CO2 النهائية المنطلقة في الجو، وبالتالي تحديد دورة حياة الكثافة الكربونية للوقود.
توجد ثلاث سيناريوهات توضح دور مصدر CO2 في تحديد الكثافة الكربونية للوقود الناتج عن عملية الاستثمار المدعم للنفط EOR، التي تقوم على مبدأ حقن CO2 من أجل تحفيز الإنتاج من المكامن النفطية.
_السيناريو الأول: إنتاج وقود تقليدي بواسطة الاستثمار المدعم للنفط:
هنا يتم استخراج غاز (CO2) من مَكمَن جيولوجي، ثم يتم حقنه في مكمن نفطي من أجل تحفيز إنتاج النفط ومن ثم الوقود.
تتأثر الكثافة الكربونية النهائية بِ: • خصائص الحقل النفطي الذي تُطبق فيه عمليات الاستثمار المدعم.
• خصائص النَّفط الموجود في المَكمن.
عادة ما تكون القيمة 95 غرام من ثاني أكسيد الكربون لكل واحد ميغا جول 95 .g-CO2/MJ
_السيناريو الثاني: التقاط CO2 الناتج عن محطات توليد الطاقة وتخزينه من خلال استعماله في الاستثمار المدعم للنفط:
يستخدم هنا غاز (CO2) جيولوجي الأصل أيضاً لكن على شكل فحم أو غاز _مادتين تمثلان كربوناً جيولوجياً_ يستخدمان في تشغيل مصنع لتوليد الطاقة الكهربائية، فيما يستعمل CO2 الناتج عن عملية التوليد في الاستثمار المدعم للنفط.
وبالنتيجة حصلنا على CO2 يُستعمل لإنتاج الوقود.
أما الكثافة الكربونية الناتجة هي ذاتها كما في السيناريو الأول، أي g-CO2/MJ 95.
وفيما لو أخذنا بعين الاعتبار بأنَّ جزءاً من الكهرباء المنتجة في هذه العملية استخدم لاحقاً في عملية تكرير وإنتاج الوقود، فإن ذلك سيؤدي إلى انخفاض الكثافة الكربونية إلى حدود g-CO2/MJ 40.
_السيناريو الثالث: التقاط الهواء واستعمال CO2 الناتج في الاستثمار المدعم للنفط:
يتم في هذا السيناريو التقاط CO2 مباشرة من الجو، حيث يعتمد نظام الالتقاط هذا على الطاقة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري.
ومن ثمَّ يُدمج CO2 الناتج عن الاحتراق مع CO2 الجوّي الملتقط، ليدخلان في عملية الاستثمار المدعم حيث يُعزلان بشكل دائم في المكمن النفطي. ينتج عن ذلك وقود ذو كثافة كربونية منخفضة 35 g-CO2/MJتقريباً أو أقل بقليل، وذلك تبعاً لكمية النفط الناتج بحسب كمية CO2 المحقونة "معدل الرفع".
نهايةً، نجد أن تقنية التقاط الهواء مباشرة (DAC) لا تُباري تقنية التخزين(CCS) من ناحية تخفيض الانبعاثات من المصادر الكبيرة كالمحطات الكهربائية، ولا من ناحية التكلفة وفقاً لمعيار (دولار / طن)، وإنما تقوم تقنية(DAC) بتأمين مصدر جوّي لـ CO2 أكثر منه جيولوجي، والذي فيما لو استخدم في إنتاج الوقود سيؤدي إلى دورة حياة كربونية بكثافة أخفض من تلك التي في حالة إنتاج وقود باستخدام تقنية تخزين ثاني أكسيد الكربون (CCS).
اقرأ المزيد عن طرق احتجاز الكربون من مقالاتنا السابقة:
ماذا يعني احتجاز الكربون في 14 سؤالاً؟
مزارع الكربون
هل يمكن للمزارع الكربونية أن تعاكس تأثير الاحتباس الحراري؟
التخزين الجيولوجي للكربون
دفن الكربون في باطن الأرض قد يسبب الزلازل
التخلص من ثاني أكسيد الكربون يمكن أن يجعل الأشجار تثمر مالاً!
أشجار صناعية لامتصاص الكربون فقط!
فطريات جذور النباتات وراء كميات هائلة من الكربون المحجوز في التربة
التربة واحتجاز الكربون
المصدر: