ما هو احتجاز الكربون وتخزينه CCS؟

يُقصد بـاحتجاز الكربون فصل ثاني أكسيد الكربون عن الغازات الناتجة من محطات الكهرباء والمصانع أو من الهواء مباشرة، ثم ضغطه ونقله وتخزينه في طبقات جيولوجية عميقة أو استخدامه صناعياً، بحيث لا يصل إلى الغلاف الجوي. وتُعرف المنظومة المتكاملة بالاختصار CCS، أو CCUS حين يُضاف إليها الاستخدام. يشرح هذا الدليل كيف تعمل التقنية، وأنواعها، وتكلفتها، ومزاياها وقيودها، وأبرز الدول والمشاريع، وما يتوقع لها في المستقبل.

ما هو احتجاز الكربون؟ تعريف مبسّط

عند حرق الوقود الأحفوري أو تصنيع مواد مثل الإسمنت والصلب والأمونيا، ينطلق ثاني أكسيد الكربون في أعمدة الغاز العادمة. وتعمل تقنية احتجاز الكربون على التقاط جزء كبير من هذا الغاز قبل خروجه من المدخنة. ويمكن بعد ذلك تخزينه في باطن الأرض، حيث تبقى الجزيئات محبوسة في مسام الصخور تحت طبقات كتيمة تمنع الصعود.

وتختلف التقنية عن زراعة الأشجار أو أي حل طبيعي، فهي حل صناعي يعالج المصدر المركّز للانبعاثات. وتعتمد الجهات الدولية، ومنها وكالة الطاقة الدولية والهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، على هذه التقنية في عدد من سيناريوهات خفض الانبعاثات، خاصة في القطاعات التي يصعب إزالة الكربون منها.

كيف يعمل احتجاز الكربون خطوة بخطوة؟

1. الفصل: يُفصل الغاز عن بقية مكونات الغازات العادمة بوسائل كيميائية أو فيزيائية، وأشيع الطرق استخدام محاليل الأمينات التي تمتص الغاز ثم تُسخَّن لإطلاقه نقياً.
2. الضغط: يُضغط الغاز فيتحول إلى حالة كثيفة تسهّل نقله.
3. النقل: يُنقل عبر خطوط أنابيب، أو بالسفن والشاحنات والقطارات حين تكون المسافات قصيرة أو الكميات صغيرة.
4. التخزين: يُحقن في طبقات صخرية مسامية على عمق يتجاوز عادةً كيلومتراً، مثل المكامن الملحية العميقة أو الحقول المستنفدة.
5. المراقبة: تُرصد الطبقة بعد الحقن بأجهزة الزلازل والآبار الرصدية للتأكد من بقاء الغاز في مكانه.

ولا تُحتجز الانبعاثات كلها، فنسب الالتقاط في المشاريع النموذجية تدور غالباً بين 85 و95 في المئة من الغاز المار بوحدة الالتقاط، وتتوقف النتيجة النهائية على التصميم وعلى الطاقة المستهلكة في العملية نفسها.

الأنواع والتقنيات الرئيسية لاحتجاز الكربون

خيارات التخزين

تشمل أماكن التخزين المكامن الملحية العميقة وحقول النفط والغاز المستنفدة. وهناك أيضاً التمعدن، أي تحويل الغاز إلى معدن صلب داخل صخور البازلت، وقد جُرّب في أيسلندا. ويُستخدم الغاز في بعض البلدان لتعزيز استخلاص النفط (EOR)، وهو استخدام اقتصادي لكنه مثير للجدل لأنه قد يطيل عمر إنتاج النفط.

مزايا احتجاز الكربون وقيوده

المزايا

• يعالج انبعاثات يصعب تفاديها في الإسمنت والصلب والأسمدة والتكرير.
• يتيح الإبقاء على جزء من البنية التحتية القائمة مع خفض الانبعاثات.
• يدعم إنتاج الهيدروجين منخفض الانبعاثات من الغاز الطبيعي.
• قد يوفر انبعاثات سالبة إذا اقترن بالطاقة الحيوية أو بالالتقاط المباشر من الهواء.

القيود

• تستهلك عملية الفصل طاقة، فتقلّ كفاءة المحطة.
• تحتاج إلى استثمارات ضخمة وبنية نقل وتخزين وتشريعات واضحة.
• لا تعالج الانبعاثات الناتجة من استخراج الوقود وتوزيعه ما لم تُحسب كلها.
• تثير قلقاً بشأن تسرب الغاز المخزّن على المدى الطويل وقبول المجتمعات المحلية.

تكلفة احتجاز الكربون وكفاءته ودوره في السوق

تتباين تكلفة احتجاز الكربون تبايناً كبيراً بحسب مصدر الغاز. فالمصادر ذات التركيز العالي، مثل معالجة الغاز الطبيعي وإنتاج الإيثانول والأمونيا، أرخص نسبياً لأن الغاز يخرج بنقاء مرتفع. أما العادم المخفف من محطات الكهرباء والإسمنت فتكلفته أعلى، والالتقاط المباشر من الهواء هو الأغلى بفارق واضح لأن تركيز الغاز في الهواء منخفض جداً.

وتؤثر في الكلفة النهائية عوامل أخرى، منها المسافة إلى موقع التخزين، ونوع الطبقة الجيولوجية، وحجم المشروع، وتكلفة الطاقة اللازمة للتشغيل، وسعر الكربون أو الحوافز الضريبية في الدولة. وفي كثير من الأسواق لا تغطي أسعار الكربون وحدها تكلفة المشاريع، ولذلك تعتمد على دعم حكومي أو ائتمان ضريبي أو عقود طويلة الأجل.

وتشير بيانات وكالة الطاقة الدولية إلى أن قدرة الاحتجاز التشغيلية في العالم تجاوزت حاجز 50 مليون طن سنوياً من الغاز، وهي نسبة صغيرة مقارنة بحجم الانبعاثات العالمية، وإن كان عدد المشاريع المعلنة قيد التطوير أكبر بكثير.

أبرز الدول والشركات في مجال احتجاز الكربون

بدأت التجارب الصناعية المبكرة في النرويج، حيث يحتجز حقل سليبنر في بحر الشمال الغاز منذ منتصف تسعينيات القرن الماضي ويحقنه في مكمن ملحي تحت قاع البحر. وفي كندا، دخلت محطة «بوندري دام» عام 2014 بوصفها من أوائل محطات الكهرباء بالفحم المزودة بوحدة التقاط على نطاق تجاري. وأطلقت النرويج لاحقاً مشروع «الأضواء الشمالية» الذي يتولى نقل الغاز من منشآت أوروبية وتخزينه في بحر الشمال.

وتبرز في المنطقة العربية مبادرات متقدمة. ففي الإمارات يعمل مشروع «الريادة» الذي بدأ عام 2016 لالتقاط الغاز من مصنع للصلب واستخدامه في تعزيز استخلاص النفط، وتخطط أدنوك لتوسيع هذا المسار. وفي السعودية تتحدث أرامكو عن مركز للاحتجاز والتخزين في الجبيل. أما في الولايات المتحدة وأستراليا فتوجد مشاريع مثل «غورغون» ومنشآت مرتبطة بحوافز ضريبية. وتشارك شركات كبرى مثل إكسون موبيل وشل وتوتال إنرجيز وإكوينور وأرامكو وأدنوك في هذا المجال.

ماذا يحدث للغاز بعد احتجازه؟

يذهب القسم الأكبر من الغاز المحتجز في المشاريع الجديدة إلى التخزين الجيولوجي الدائم. وفي المقابل تستخدم مشاريع أخرى جزءاً منه في الصناعة، ومن ذلك إنتاج الوقود الاصطناعي والمواد الكيميائية والخرسانة وتغذية البيوت الزجاجية ومشروبات الغاز. لكن هذه الاستخدامات صغيرة الحجم مقارنة بالانبعاثات، ولا تبقي الغاز بعيداً عن الجو لفترة طويلة في معظم الحالات، فتبقى الأفضلية للتخزين الدائم حين يكون الهدف خفض الانبعاثات.

ويُنظر إلى استخدام الغاز في تعزيز استخلاص النفط على أنه حالة وسطى. فهو يخزّن كميات كبيرة من الغاز في المكمن، وقد يجعل المشروع أكثر جدوى اقتصادياً، لكن النفط المنتَج بهذه الطريقة سيُحرق لاحقاً، لذلك يشترط المنتقدون حسابات دقيقة للانبعاثات على امتداد الدورة كلها.

التحديات التنظيمية والمجتمعية

لا تقتصر العقبات على الجانب التقني. فالمشاريع تحتاج إلى أنظمة ترخيص لمواقع التخزين، وتحديد من يتحمل مسؤولية الغاز بعد إغلاق الموقع، وتنظيم الملكية الجوفية، واتفاقيات لنقل الغاز عبر الحدود. وتزداد الحاجة إلى هذه الاتفاقيات في أوروبا حيث تعتمد مشاريع عدة على نقل الغاز بالسفن إلى مواقع تخزين بحرية خارج حدود الدولة المنتِجة.

وعلى المستوى المجتمعي، يطالب السكان القريبون من خطوط الأنابيب ومواقع الحقن بشفافية أكبر في بيانات الرصد وخطط الطوارئ، وتتطلب كسب الثقة وقتاً وإفصاحاً مستمراً. وقد تأخرت مشاريع في بعض الدول بسبب الاعتراض المحلي حتى وهي مكتملة فنياً.

التوقعات المستقبلية لاحتجاز الكربون

تتوقع الجهات المتخصصة نمواً كبيراً في هذه التقنية خلال العقود المقبلة، لكن الوصول إليه يعتمد على قدرة المشاريع على خفض التكلفة وتأمين التمويل وتوفير خطوط الأنابيب ومواقع التخزين المرخّصة. وتبقى الشكوك قائمة حول وتيرة التنفيذ، إذ تعثّرت مشاريع سابقة وتأخرت أخرى. وسيتوقف الدور النهائي على السياسات المناخية، وعلى أسعار الطاقة، وعلى إثبات الأمان طويل الأمد للتخزين.

ومن المرجح أن يتركز استخدام احتجاز الكربون في الصناعات الثقيلة وإنتاج الهيدروجين ومعالجة الغاز، بينما قد تفقد محطات الكهرباء جزءاً من جاذبيتها أمام الطاقة المتجددة المنخفضة التكلفة. وفي المقابل يرتبط الالتقاط من الهواء بمستقبل الأسواق التي تدفع ثمناً مرتفعاً للانبعاثات السالبة.

أسئلة شائعة حول احتجاز الكربون

هل احتجاز الكربون تقنية آمنة؟

تُعدّ آمنة عند اختيار موقع تخزين مناسب ومراقبته باستمرار، لكن المخاطر ترتبط بجودة الطبقة الجيولوجية وسلامة الآبار القديمة، ولذلك تُشترط دراسات وتراخيص صارمة.

ما الفرق بين CCS وCCUS؟

CCS هو الاحتجاز والتخزين، أما CCUS فيضيف الاستخدام، أي توظيف الغاز في منتجات أو في تعزيز استخلاص النفط.

هل يكفي لحل مشكلة التغير المناخي؟

لا، فهو أحد أدوات الحل إلى جانب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة والكهربة، ويظهر دوره بقدر أكبر في القطاعات الصناعية الصعبة.

كم تبلغ تكلفته؟

تتفاوت كثيراً بحسب مصدر الغاز والتقنية والموقع، ولذلك تُراجع تقارير وكالة الطاقة الدولية أو دراسات المشاريع المحددة بدل الاعتماد على رقم واحد.

هل توجد مشاريع في الدول العربية؟

نعم، أبرزها مشروع الريادة في أبوظبي، وهناك خطط في السعودية وقطر وغيرهما لتوسيع الاحتجاز والتخزين.

الخلاصة

يوفر احتجاز الكربون وسيلة عملية لخفض انبعاثات قطاعات يصعب إزالة الكربون منها، لكنه ليس بديلاً عن خفض استهلاك الطاقة وتوسيع المصادر النظيفة. وقد أثبتت المشاريع القائمة جدواه الفنية، بينما تحدد التكلفة والبنية التحتية والسياسات سرعة انتشاره. ومن يتابع تحول الطاقة عليه أن ينظر إلى احتجاز الكربون كأداة متخصصة تعمل ضمن حزمة حلول أوسع، لا كحل وحيد.

المصادر ومراجع إضافية

• وكالة الطاقة الدولية (IEA)، تقارير احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه: iea.org
• الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC): ipcc.ch
• المعهد العالمي لاحتجاز الكربون وتخزينه (Global CCS Institute): globalccsinstitute.com
• إكوينور، معلومات حقل سليبنر ومشروع الأضواء الشمالية: equinor.com
• أدنوك، معلومات مبادرات احتجاز الكربون في أبوظبي: adnoc.ae