يُطلق نحو %85 من ثاني أكسيد الكربون (CO2) الذي ينتجه البشر في الغلاف الجوي بسبب حرق الوقود الأحفوري مثل النفط والغاز الطبيعي والفحم.
في عام ،2020 سجّل ارتفاع جديد في المتوسط العالمي لمستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، بلغ 412.5 جزء في المليون. تمثل هذه زيادة بنسبة %12 منذ عام .2000 قد يبدو 412.5 جزء في المليون نسبة مئوية صغيرة، ولكن حتى هذه المستويات تسبب زيادة كبيرة في ظاهرة الاحترار العالمي. مع زيادة غازات الدفيئة في الهواء، تُحتبس حرارة الشمس بداخل الغلاف الجوي للأرض، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب.
إضافة إلى محاولة تقليل مستويات ثاني أكسيد الكربون التي ننتجها، يعكف العلماء في معظم أنحاء العالم على وضع طرق لتجميع الغاز الموجود من الهواء وتخزينه بعيداً عن الأذى. تشمل معظم هذه الطرق دفنه في أعماق الأرض. حظيت طرق التقاط الكربون وتخزينه باهتمام متزايد منذ اتفاقية باريس لعام 2015، وهي معاهدة دولية معنية بالتغير المناخي، ومن بين أهدافها الأساسية تقليل انبعاثات غازات الدفيئة بنسبة %40 بحلول عام 2030.
لكن تقنية التقاط الكربون نفسها ليست بالجديدة. اقتُرحت فكرة إنشاء محطة لالتقاط الكربون- من أجل التقاط ثاني أكسيد الكربون ومنعه من العودة إلى الغلاف الجوي- لأول مرة في عام 1938. بعد نحو 4 عقود، وفي عام 1972، شيّدت أول محطة كبيرة لالتقاط الكربون في تكساس. تضمنت المحطة حقن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المنتجة في حقل شارون ريدج النفطي Sharon Ridge Oil Field في الأرض أسفله. في عام ،2021 كان هناك أكثر من 30 محطة تجارية لالتقاط الكربون قيد التشغيل، ومن المقرر إنشاء 135 محطة أخرى في المستقبل القريب.
أنواع الالتقاط
1 الحرق المسبق PRECOMBUSTION
قبل الاحتراق، يفصل الوقود الأحفوري إلى خليط غازي من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين. يمكن حرق الهيدروجين، في حين يُضغط ثاني أكسيد الكربون ويُخزّن.
2 الاحتراق التلوي POST-COMBUSTION
هو التقاط ثاني أكسيد الكربون من غاز العادم بعد حرق الوقود. يمكن لمذيب سائل أن يمتص ثاني أكسيد الكربون من غاز العادم الملتقط، مما يمنعه من دخول الغلاف الجوي.
3 وقود الأكسجين OXYFUEL
يحدث الاحتراق في الأكسجين النقي بحيث تكون غازات العادم أنظف، وتتكون أساساً من ثاني أكسيد الكربون والماء. يسهل هذا استخراج ثاني أكسيد الكربون والتقاطه.
التخزين تحت الأرض
كيف يُلتقط الكربون في الأرض؟
1 المسامية POROSITY
تُختار مواقع التقاط الكربون بسبب المسامية العالية لصخورها. يعني هذا أن هناك فجوات كبيرة في الصخر يمكنها تخزين كمياتمن ثاني أكسيد الكربون.
2 النفاذية PERMEABILITY
النفاذية هي قدرة السائل على التحرك عبر الصخور. نظراً لأن ثاني أكسيد الكربون غالباً ما يُخزّن في حالة سائلة، يجب أن يمكنه الانتشار في جميع أنحاء طبقة الصخور لاحتواء كميات كبيرة من الكربون.
3 العمق الحرج CRITICAL DEPTH
يُخزّن ثاني أكسيد الكربون على أعماق تزيد عن 800 م.
4 صخور الغطاء CAPROCK
يجب أن توجد طبقة غير منفذة، مثل الطين، فوق طبقة تخزين الكربون مباشرة. يعرف هذا باسم صخور الغطاء ،Caprock التي تمنع عودة ثاني أكسيد الكربون إلى السطح.
5 الملوحة SALINITY
تحتوي طبقات المياه الجوفية القريبة من السطح على مستويات منخفضة من الملوحة Salinity (تركيز الملح) ويمكن استخراجها كمياه للشرب. يجب تخزين ثاني أكسيد الكربون في الأعماق حيث تكون طبقات المياه الجوفية عالية الملوحة ولا تصلح للاستخدام البشري.
