10 أنواع من عزل الكربون

تعلم كيفية التقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون هو اتجاه واحد يريد العلماء فيه إرجاء تأثيرات الاحترار في الغلاف الجوي. ينظر المجتمع العلمي الآن إلى هذه الممارسة على أنها جزء أساسي من الحل تغير المناخ. يتم ذلك عن طريق الأنواع المختلفة لعزل الكربون

ثاني أكسيد الكربون هو غاز يحبس الحرارة ينتج في الطبيعة والأنشطة البشرية. يمكن أن يأتي ثاني أكسيد الكربون من صنع الإنسان من حرق الفحم والغاز الطبيعي والنفط لإنتاج الطاقة.

يمكن أن يأتي ثاني أكسيد الكربون البيولوجي من المواد العضوية المتحللة وحرائق الغابات والتغيرات الأخرى في استخدام الأراضي.

يمكن أن يؤدي تراكم ثاني أكسيد الكربون و "غازات الاحتباس الحراري" الأخرى في الغلاف الجوي إلى حبس الحرارة والمساهمة في تغير المناخ. يمكن أن تؤخر عملية عزل الكربون ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي.

يؤمن عزل الكربون ثاني أكسيد الكربون لمنعه من دخول الغلاف الجوي للأرض.

الفكرة هي تثبيت الكربون في أشكال صلبة وذائبة بحيث لا يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي. تُظهر العملية وعودًا هائلة لتقليل "البصمة الكربونية" البشرية.

ما هو عزل الكربون؟

عزل الكربون هي ممارسة التقاط الكربون أو إزالته من الغلاف الجوي وتخزينه. إنه أحد الأساليب العديدة الموضوعة لمعالجة قضية تغير المناخ.  

يمكن أن يعني أيضًا إزالة غازات الدفيئة من الغلاف الجوي ووضعها في تخزين الكربون على المدى الطويل لمنع ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

إن منع ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض يتطلب جهدًا جماعيًا ضخمًا من قبل البشرية. من إنهاء اعتمادنا على الوقود الذي ينبعث منه الكربون إلى تحديد هدف صافي الانبعاثات الصفرية بحلول عام 2050 ، كل حل محتمل مهم إذا أردنا إيقاف تغير المناخ غير المسبوق.

إلى جانب الانتقال إلى أنظمة الطاقة النظيفة وإزالة الكربون من الممارسات عالية الانبعاثات مثل البناء أو النقل. تبذل البشرية جهودًا متضافرة لإزالة الكربون من أجواءنا ، من خلال تكييف الطرق التي نبني بها ، ونستهلك ، ونسافر ، ونولد الطاقة.

لكن أساليب مثل عزل الكربون تُظهر كيف يمكننا العمل مع البيئة الطبيعية لمعالجة أزمة المناخ.

ما الذي تدخل في عملية عزل الكربون؟

يتبع احتجاز الكربون وعزله عملية من ثلاث خطوات تشمل:

• التقاط أو تأمين ثاني أكسيد الكربون من العمليات الصناعية أو محطات توليد الطاقة
• نقل ثاني أكسيد الكربون الملتقط والمضغوط
• تخزين أكسيد الكربون في التكوينات الصخرية العميقة تحت الأرض

أنواع عزل الكربون

نظرًا لأن الصناعات في جميع أنحاء العالم تنبعث منها 10 جيجا طن (مليار طن متري) من غازات الدفيئة كل عام ، فإن الحاجة إلى عزل الكربون ماسة.

فيما يلي بعض أنواع عزل الكربون التي ستساعدك على معالجة الاحتباس الحراري وتغير المناخ على أساس فردي.

• المصادرة في الغابات
• المصادرة في التربة
• التقاط الهواء المباشر (DAC) والتخزين
• المصادرة في المراعي
• مصادرة الأراضي الرطبة
• عزل الكربون في المحيطات
• محطة توليد الكهرباء لاحتجاز الكربون وتخزينه
• الجزيئات المهندسة
• عزل الكربون الجيولوجي
• عزل الكربون الصناعي

1. المصادرة في الغابات

تعتبر الغابات والأراضي الحرجية واحدة من أفضل أشكال عزل الكربون الطبيعي.

في المتوسط ​​، تخزن الغابات ضعف كمية الكربون التي تنبعث منها ، في حين يتم عزل حوالي 25٪ من انبعاثات الكربون بواسطة المناظر الطبيعية الغنية بالغابات مثل المراعي والأراضي العشبية (الحقول ، البراري ، الشجيرات ، إلخ).

عندما تموت الأشجار والأغصان والأوراق وتسقط على الأرض ، فإنها تطلق الكربون الذي خزنته في التربة.

لذلك ، فإن تأمين هذه البيئات الطبيعية والحفاظ عليها أمر بالغ الأهمية لضمان امتصاص مصارف الكربون لثاني أكسيد الكربون بشكل فعال. حرائق الغابات والأنشطة البشرية مثل إزالة الغاباتأو البناء أو الزراعة المكثفة تشكل أكبر تهديد لهذه العملية الطبيعية.

2. المصادرة في التربة

يمكن أن تلتقط النباتات الكربون في التربة من خلال عملية التمثيل الضوئي ويمكن تخزينه ككربون عضوي للتربة (SOC).

على هذا النحو ، تؤدي النظم الإيكولوجية الزراعية إلى تدهور واستنفاد مستويات الكربون العضوي في التربة. أيضًا ، من خلال المستنقعات والجفت والمستنقعات ، يمكن التقاط الكربون وتخزينه على شكل كربونات.

تتراكم هذه الكربونات على مدى آلاف السنين على شكل ثاني أكسيد الكربون₂ يمتزج مع عناصر معدنية أخرى ، مثل معادن الكالسيوم أو المغنيسيوم ، ويشكل "كاليش" في الصحراء والتربة القاحلة.

في النهاية ، يتم إطلاق هذا الكربون المخزن في الكربونات من الأرض ، ولكن ليس لفترة طويلة جدًا - بعد أكثر من 70,000 عام في بعض الحالات بينما تخزن المادة العضوية في التربة الكربون لعدة سنوات.

يعمل العلماء على طرق لتسريع عملية تكوين الكربونات عن طريق إضافة السيليكات المطحونة بدقة إلى التربة من أجل تخزين الكربون لفترات زمنية أطول.

3. التقاط الهواء المباشر (DAC) والتخزين

يستخدم هذا النهج المواد الكيميائية أو المواد الصلبة لالتقاط الغاز من الهواء الرقيق ، ثم ، كما في حالة BECCS ، يخزنه لمسافات طويلة تحت الأرض أو في مواد طويلة الأمد.

إنها وسيلة يتم من خلالها التقاط الكربون مباشرة من الهواء باستخدام محطات التكنولوجيا المتقدمة. لقد تم اكتشاف أن التقاط الهواء المباشر نظريًا يمكن أن يزيل ثاني أكسيد الكربون₂ من الجو أكثر كفاءة بألف مرة من النباتات.  

تُستخدم هذه العملية بالفعل في الغواصات الموجودة تحت سطح المحيط وفي المركبات الفضائية الموجودة فوقها بكثير. ومع ذلك ، فإن هذه العملية كثيفة الاستهلاك للطاقة ومكلفة ، وتتراوح ما بين 500 دولار إلى 800 دولار لكل طن من الكربون المزال.

في حين أن تقنيات مثل التقاط الهواء المباشر يمكن أن تكون فعالة ، إلا أنها لا تزال مكلفة للغاية ليتم تنفيذها على نطاق واسع.

ومن الأمثلة على ذلك حاويات عزل الكربون من Lackner بجامعة ولاية أريزونا ، إلى جانب مشاريع أخرى مثل منشأة Climeworks التي افتتحت للتو في سويسرا لاحتجاز الكربون.

4. المصادرة في المراعي

في حين يُنسب الفضل إلى الغابات عمومًا على أنها أحواض كربونية مهمة ، يمكن للأراضي العشبية أيضًا عزل المزيد من الكربون تحت الأرض وعندما تحترق ، يظل الكربون ثابتًا في الجذور والتربة بدلاً من الأوراق والكتلة الحيوية الخشبية.

تعتبر الأراضي العشبية والمراعي مناطق أكثر موثوقية لتخزين الكربون من الغابات بسبب حرائق الغابات السريعة وإزالة الغابات التي تؤثر على الغابات.

ومع ذلك ، فإن الغابات لديها القدرة على تخزين الكربون أكثر من الأراضي العشبية ، ولكن في ظروف غير مستقرة بسبب تغير المناخ ، يمكن أن تكون الأراضي العشبية أكثر مرونة.

5. مصادرة الأراضي الرطبة

مثل جميع النباتات ، تمتص نباتات الأراضي الرطبة الكربون من الهواء على شكل ثاني أكسيد الكربون وتخزن هذا الكربون في الكتلة الحيوية. تُعرف بأنها أصول طبيعية مهمة ، قادرة على امتصاص الكربون في الغلاف الجوي وتقييد فقدان الكربون اللاحق لتسهيل التخزين على المدى الطويل.

يمكن إدارتها عن عمد لتوفير حل طبيعي للتخفيف من تغير المناخ وكذلك للمساعدة في تعويض الخسائر المباشرة للأراضي الرطبة من التغيرات المختلفة في استخدام الأراضي والعوامل الطبيعية. علاوة على ذلك ، فإن الأراضي الرطبة مثل مستنقعات الخث تلتقط الكربون بكثافة أعلى من الكربون لكل هكتار مقارنة بالغابات أو الأراضي الزراعية.

6. عزل الكربون في المحيطات

تعد البيئات المائية والأجسام المائية الكبيرة أيضًا ممتصًا كبيرًا لثاني أكسيد الكربون₂. تمتص المحيطات من الغلاف الجوي حوالي 25 بالمائة من ثاني أكسيد الكربون المنبعث من الأنشطة البشرية سنويًا.

يذهب الكربون في كلا الاتجاهين في المحيط. عندما ينطلق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي من المحيط ، فإنه يخلق ما يسمى بالتدفق الجوي الإيجابي. يشير التدفق السلبي إلى امتصاص المحيط لثاني أكسيد الكربون. فكر في هذه التدفقات على أنها شهيق وزفير ، حيث يحدد التأثير الصافي لهذه الاتجاهات المتعارضة التأثير الكلي.

الأجزاء الأكثر برودة والغنية بالمغذيات من المحيط قادرة على امتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون أكثر من الأجزاء الأكثر دفئًا. لذلك ، فإن المناطق القطبية عادة ما تكون بمثابة أحواض للكربون. بحلول عام 2100 ، من المتوقع أن يكون جزء كبير من المحيطات العالمية بالوعة كبيرة لثاني أكسيد الكربون. يتم الاحتفاظ بهذا الكربون في الغالب في الطبقات العليا من المحيطات. ومع ذلك ، يمكن للكربون المفرط أن يحمض الماء ، مما يشكل تهديدًا للتنوع البيولوجي الموجود أدناه.

7. محطة توليد الكهرباء لاحتجاز الكربون وتخزينه

يتضمن احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه التقاط ثاني أكسيد الكربون الناتج عن توليد الطاقة أو النشاط الصناعي ، مثل الأسمنت أو صناعة الصلب. هذا CO₂ ثم يتم ضغطها ونقلها إلى منشآت عميقة تحت الأرض ، حيث يتم حقنها في التكوينات الصخرية للتخزين الدائم.

8. الجزيئات المهندسة

يعمل العلماء على هندسة جزيئات يمكنها تغيير شكلها عن طريق إنشاء أنواع جديدة من المركبات القادرة على تأمين واحتجاز ثاني أكسيد الكربون من الهواء.

تعمل الجزيئات المهندسة كمرشح ، حيث تجذب فقط العنصر الذي تم تصميمه للبحث عنه. في الممارسة العملية ، يمكن أن يقدم هذا طريقة فعالة لإنتاج المواد الخام مع تقليل الكربون في الغلاف الجوي.

9. عزل الكربون الجيولوجي

تتناول هذه العملية تخزين ثاني أكسيد الكربون في التكوينات الجيولوجية الجوفية ، مثل الصخور.

يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون من المصادر الصناعية لثاني أكسيد الكربون مثل شركات إنتاج الصلب أو الأسمنت أو المصادر المتعلقة بالطاقة مثل محطات الطاقة أو مرافق معالجة الغاز الطبيعي ، والتي يتم حقنها بعد ذلك في الصخور المسامية للتخزين طويل الأجل.

يسمح احتجاز الكربون وتخزينه باستخدام الوقود الأحفوري حتى يتم إدخال مصدر طاقة آخر على نطاق واسع

10. عزل الكربون الصناعي

قد لا يكون هذا نوعًا فعالًا ومقبولًا على نطاق واسع لعزل الكربون ، ولكن يمكن استخدامه في بعض الصناعات. إنهم يلتقطون الكربون بثلاث طرق من محطة توليد الطاقة ، والاحتراق المسبق ، وما بعد الاحتراق ، والوقود بالأكسجين.

يتعامل الاحتراق المسبق مع احتجاز الكربون في محطات توليد الطاقة قبل حرق الوقود. الهدف هو إزالة الكربون من الفحم قبل حرقه.

في مرحلة ما بعد الاحتراق ، تتم إزالة الكربون من خرج محطة الطاقة بعد حرق الوقود. وهذا يعني أن غازات العادم يتم التقاطها وتنظيفها من ثاني أكسيد الكربون قبل أن تنتقل عبر المداخن. يتم تحقيق ذلك عن طريق تمرير الغازات عبر الأمونيا ، والتي يتم بعد ذلك تفجيرها لتنظيفها بالبخار ، وإطلاق ثاني أكسيد الكربون للتخزين.

بينما يتم حرق وقود الأوكسجين أو وقود احتراق الأكسجين ، فإنه يأخذ المزيد من الأكسجين ويخزن جميع الغازات الناتجة نتيجة لذلك. بدلاً من فصل ثاني أكسيد الكربون عن غازات العادم الأخرى بشق الأنفس ، تحبس العملية الناتج بالكامل من المداخن وتخزنها بالكامل.

يتم نفخ الأكسجين النقي في الأفران لتنقية العادم ، وبالتالي يحترق الوقود تمامًا ، وينتج بخارًا نقيًا نسبيًا وغاز ثاني أكسيد الكربون.

بمجرد إزالة البخار عن طريق التبريد والتكثيف ، مما يجعله في الماء ، يمكن تخزين ثاني أكسيد الكربون بأمان.

وفي الختام

لاختتام هذه المقالة ، فإن عزل الكربون بهذه الأنواع المختلفة قد فضل الاستدامة البيئية نظرًا لوجود أنشطة يومية لإنتاج الكربون في البيئة بسبب الأنشطة البشرية في الغالب.

لذلك من المهم للغاية أن يتم اللجوء إلى هذه الأساليب وأنواع عزل الكربون من أجل الحفاظ على البيئة واستدامتها.

توصية مجاناًs

• أسباب أهمية مصارف الكربون
  .
• 4 أهمية التكنولوجيا الخضراء
  .
• كيف يعمل احتجاز الكربون؟
  .
• 10 الآثار البيئية للفحم وتعدينه ومحطة توليد الطاقة
  .
• 8 الآثار البيئية للسياحة البيئية
  .