تعد حملة وكالة حماية البيئة (EPA) على انبعاثات محطات الطاقة خطوة أولى كبيرة - ولكن بدون شهادة قوية، سيكون من الصعب ضمان بقاء الكربون المحتجز في مكانه

الولايات المتحدةالحكومة هي التخطيط للقضاء على انبعاثات الغازات الدفيئة الصادرة عن محطات توليد الطاقة، ونتيجة لهذا فإن قدراً كبيراً من الأموال على وشك أن يصب في التكنولوجيا القادرة على احتجاز ثاني أكسيد الكربون من المداخن وحبسه بعيداً.

وهو ما يطرح سؤالا مهما:بمجرد التقاط ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، كيف نضمن بقائه في مكانه؟

تطلق محطات الطاقة التي تحرق الوقود الأحفوري، مثل الفحم والغاز الطبيعي، الكثير من ثاني أكسيد الكربون.ومع تراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، فإنه يحبس الحرارة بالقرب من سطح الأرض، قيادة ظاهرة الاحتباس الحراري.

ولكن إذا كان من الممكن التقاط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بدلاً من ذلك مغلق منذ آلاف السنين, ، يمكن لمحطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري الحالية أن تلبي المعايير الفيدرالية الجديدة المقترحة وتقلل من تأثيرها على تغير المناخ.

نحن العمل على تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه والسياسات كعالم ومهندس.واحد منا، كلاوس لاكنر, ، اقترح مبدأ منذ أكثر من عقدين من الزمن والذي يتردد صداه في المعايير المقترحة:لجميع الكربون المستخرج من الأرض، كمية متساوية ويجب التخلص منها بشكل آمن ودائم.

ولضمان حدوث ذلك، يحتاج احتجاز الكربون وتخزينه إلى نظام فعال لإصدار الشهادات.

حملة حماية الكربون المقترحة من قبل وكالة حماية البيئة

ال القواعد الجديدة المقترحة لمحطات الطاقة, ، التي أعلنت عنها وكالة حماية البيئة في 11 مايو 2023، تعتمد على معايير الأداء الخاصة بإطلاقات ثاني أكسيد الكربون.لم يتم الانتهاء منها بعد، وهم ومن المرجح أن تواجه تحديات قانونية شرسة, ولكن الصناعة تولي اهتماما.

ويمكن لأصحاب محطات توليد الطاقة تلبية المعايير المقترحة بأي عدد من الطرق، بما في ذلك عن طريق إغلاق محطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري واستبدالها بالطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.

أما بالنسبة لأولئك الذين يخططون للاستمرار في حرق الغاز الطبيعي أو الفحم، فإن احتجاز الانبعاثات وتخزينها على المدى الطويل هو الخيار الأكثر ترجيحاً.

كيف يعمل CCS لمحطات الطاقة

يبدأ احتجاز الكربون عادة عند المدخنة أجهزة غسيل كيميائية"يمكنه إزالة أكثر من 90٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون المُلتقط وإرساله عبر خطوط الأنابيب للتخزين.

في معظم مواقع التخزين، يتم حقن ثاني أكسيد الكربون إلى الخزانات الجوفية, عادة في الصخور المسامية التي يزيد عمقها عن 3300 قدم (1000 متر) تحت السطح.

يبحث الجيولوجيون عن مواقع ذات طبقات متعددة من الحماية، بما في ذلك طبقات الصخور غير المنفذة فوق الخزان والتي يمكن أن تمنع تسرب الغاز.في بعض المواقع، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون كيميائيًا مع المعادن ويتم تجميده في النهاية على شكل كربونات صلبة.

يتم احتجاز الكربون وتخزينه مكلفة حاليا, ومن المرجح أن يستغرق تطوير خطوط الأنابيب والبنية التحتية للتخزين سنوات.ولكن مع بناء المزيد من مشاريع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه – ساعدها البعض إعفاءات ضريبية سخية في قانون خفض التضخم لعام 2022 – من المرجح أن تنخفض التكاليف.

تم تأجيل مشروع سليبنر في بحر الشمال ما يقرب من 1 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا منذ عام 1996.في أيسلندا، يتم حقن ثاني أكسيد الكربون في صخور البازلت البركانية، حيث يتفاعل مع الحجر وينتشر بسرعة. يشكل كربونات معدنية صلبة.

وفي الولايات المتحدة، كانت الشركات تحقن ثاني أكسيد الكربون في الخزانات الجوفية لعقود من الزمن - في البداية، كوسيلة لإرغام المزيد من النفط على الخروج من الأرض.واليوم، يمكن لمشاريع "الاستخلاص المعزز للنفط" هذه أن تحصل على إعفاءات ضريبية مقابل ثاني أكسيد الكربون الذي يظل تحت الأرض.ونتيجة لذلك، يقوم البعض الآن بحقن كميات من الكربون في الأرض أكبر مما يستخرجونه على شكل نفط.

على الرغم من عدم وجود أي إطلاقات ملحوظة لثاني أكسيد الكربون من التخزين الجيولوجي، تظهر تسربات تخزين الغاز الأخرى يجب أن يتبع هذا الحقن قواعد سلامة محددة جيدًا.لا شيء مضمون.

ولهذا السبب تعتبر المراقبة وإصدار الشهادات أمرًا ضروريًا.

كيفية التصديق على تخزين الكربون بشكل فعال

لدى وكالة حماية البيئة قواعد لمواقع تخزين ثاني أكسيد الكربون، لكنها تركز على حماية مياه الشرب بدلاً من المناخ.تحت تلك القواعد, المراقبة مطلوبة لجميع مراحل المشروع ولمدة 50 سنة بعد الإغلاق للتأكد من سلامة المياه الجوفية والتأكد من عدم تلويث المواد المحقونة تحت الأرض.

ومع ذلك، الحالي تقنيات المراقبة ولا تقيس كمية الكربون المخزنة، ولا تتطلب القواعد استبدال الكربون المتسرب.

لتوفير المزيد من التوجيه، قمنا بتطوير إطار الشهادة مصممة لضمان تخزين كل الكربون بشكل آمن ولمدة عشرات الآلاف من السنين اللازمة لحماية المناخ.

نحن نتصور المسؤولية عن انتقال ثاني أكسيد الكربون المحتجز من مالك محطة الطاقة إلى مشغل موقع التخزين بمجرد نقل ثاني أكسيد الكربون.وهذا يعني أن مشغل موقع التخزين سيكون مسؤولاً عن أي تسربات.

تحت الإطار, ، ستقوم سلطة التصديق بفحص مشغلي التخزين وإصدار شهادات عزل الكربون للكربون المخزن.يمكن أن تكون لهذه الشهادات قيمة سوقية، إذا كان مشغلو محطات الطاقة، كما تقترح وكالة حماية البيئة، مسؤولين عن الكربون المخزن.يمكن للوائح المستقبلية أن توسع هذا المطلب ليشمل بواعث أخرى، أو تشترط ببساطة إزالة أي كربون يتم إطلاقه من خلال شهادة مقابلة توضح أنه تم عزل نفس الكمية من الكربون.

يمكن أن تساعد المراقبة الدقيقة، المقترنة بالشهادة التي تتطلب من مالكي مواقع التخزين لتعويض أي خسائر، في تجنب ذلك الغسل الأخضر والتأكد من أن الاستثمارات تلبي الأهداف المناخية للبلاد.

يمكن أن تكون الشهادة مفيدة للكربون المخزن في أي مستودع تخزين قابل للقياس الكمي، بما في ذلك الأشجار والمحيطات والبنية التحتية البشرية مثل الأسمنت.نحن نعتقد أ نهج عالمي لإصدار الشهادات إن تحديد الحد الأدنى من المتطلبات والمسؤوليات ضروري لضمان تخزين الكربون بشكل آمن مع ضمان الدوام، بغض النظر عن كيفية القيام بذلك.

تغير المناخ سوف تكلف تريليونات الدولارات, ، وتقوم الحكومة الفيدرالية بوضع مليارات الدولارات في الأبحاث والإعفاءات الضريبية لتشجيع تطوير مواقع احتجاز الكربون وتخزينه.ولتجنب الأساليب المريبة، كالتبسيط والغسل الأخضر، فلابد من الالتزام بمعايير تخزين الكربون وفقاً لمعايير عالية.الولايات المتحدةلا أستطيع تحمل تثبيت جزء كبير من استراتيجيتها المناخية على تخزين الكربون دون دليل.