القطاع البيئي: علاقة تغير المناخ بـCO2 وتجنب الكوارث المناخية عن طريق ادارته
في إطار اهتمامه بالانسان كقيمة بحد ذاتها، يقوم القطاع البيئي في "القوات اللبنانية" بدراسات عدة تتناول الوضع الصحي العام الذي يؤثر على حياة الانسان بشكل خاص. والدراسة تتناول علاقة تغير المناخ بثاني أكسيد الكربون وكيفية تجنب الكوارث الكوارث المناخية عن طريق إدارة هذا الغاز.
ما هي علاقة تغير المناخ بثاني أكسيد الكربون وهل يمكن تجنب الكوارث المناخية عن طريق ادارة هذا الغاز
عندما نقوم بحرق الوقود مثل الفحم الحجري، أو النفط ، أو الغاز فإننا بذلك نزيد من دفع ثاني أكسيد الكربون في الجو. كلما تزايد الدفع من هذه المادة يتكون في الفضاء طبقة تغلف الكرة الأرضية مما يؤدي إلى حبس الحرارة المنبعثة من الشمس داخل هذه الطبقة.
يتفق أخصائيو علم المناخ على أن هذا هو السبب الرئيسي في زيادة درجة الحرارة العالمية.
كيف يمكن تخزين ثاني أكسيد الكربون وتجنب التغيرات المناخية؟
من بين الطرق التي من شأنها تقليل كمية ثاني أكسيد الكربون المتصاعد في الجو، هي بالتأكيد زيادة الاعتماد على مصادر الطاقة البديلة التي لا تنتج ثاني أكسيد الكربون. نذكر منها ما يلي:
– الطاقة الكهرومائية،
– طاقة الرياح،
– الطاقة الشمسية،
– الطاقة النووية،
– طاقة الحرارة الأرضية،
– وطاقة المد والجزر.
لكل من تلك الأنواع محدوديتها، كما سيكون من الصعب القيام بنقلة سريعة من استخدام الوقود الأحفوري إلى استخدام تلك المصادر الأخرى.
ولكن هل يمكن اعتراض ثاني أكسيد الكربون المتصاعد نتيجة حرق الوقود الأحفوري إلى الجو؟
فبدلاً من السماح لثاني أكسيد الكربون بالانطلاق من المداخن إلى الهواء، أيمكننا احتجازه ووضعه في مكان ما؟
احتجاز ثاني أكسيد الكربون
في الأماكن الثابتة
حيثما توجد المصادر الرئيسية للانبعاث، يكون المكان الأفضل لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون..من اهم هذه المحطات:
– محطات الطاقة التي تولد الكهرباء تنتج ما يقرب من ثلث انبعاث ثاني أكسيد الكربون.
– محطات صناعة الحديد والصلب، وصناعة الأسمنت.
– محطات استخراج الغاز الطبيعي قبل استخدامه كوقود. فهذه العمليات الصناعية تعتبر مرشحات جيدة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه نظرًا لكونها مصادر كبيرة الحجم في موضع ثابت الأماكن المتحركة.
على العكس من ذلك، سيكون من الصعب احتجاز انبعاث ثاني أكسيد الكربون من السيارات التي تعتبر أماكن متحركة.
فكيف يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون؟
هناك ثلاث إستراتيجيات:
1. فصل ثاني أكسيد الكربون بعد الاحتراق.
2. إزالة الكربون من الوقود قبل الاحتراق بحيث نقوم فقط بحرق الهيدروجين وإنتاج الماء فقط.
3. حرق الوقود الأحفوري في وجود الأكسجين بدلاً من الهواء مما ينتج عنه ثاني أكسيد كربون مركز.
تقنيات عزل ثاني اوكسيد الكربون
أ- يمكن استخدام المحاليل الكيميائية لإذابة ثاني أكسيد الكربون في الوقت الذي تمرر فيه الغازات الأخرى إلى الجو. وهذا الأسلوب، المستخدم على نطاق واسع اليوم، يستعمل مجموعة من المركبات تدعى الأمينات. تمتص الأمينات ثاني أكسيد الكربون عن طريق تكوين روابط كيميائية، خاصة في وجود الضغط العالي ودرجة الحرارة المنخفضة. ويطلق على تلك العملية "الغسل". يتم بعد ذلك تسخين المحلول الكيميائي الناتج وتقليل الضغط، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد كربون مركز ومن ثم تخزينه في جوف الأرض.
ب- وتستخدم مذيبات أخرى لإذابة ثاني أكسيد الكربون بدون إنشاء روابط كيميائية. ويتم في عملية الامتصاص الفيزيائي تلك إذابة ثاني أكسيد الكربون تحت الضغط، ويتم بعد ذلك إزالته من المذيب عن طريق تقليل الضغط. ومن ثم يمكن إعادة استخدام المذيب.
ج- ومن الإستراتيجيات الأخرى لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون تبريد غازات المداخن إلى النقطة التي يصبح فيها ثاني أكسيد الكربون سائلاً. وتتطلب تلك العملية طاقة ضخمة للتبريد. ومن مزايا تلك العملية سهولة نقل السائل بواسطة الشاحنات أو مراكب الشحن.
د- من الممكن أيضًا فصل الغازات باستخدام طبقات رقيقة تدعى الأغشية. فبعض الغازات ستمر من خلال الغشاء أسرع من غيرها. ويتيح ذلك فصل الغازات المختلفة بعضها عن بعض.
إزالة الكربون قبل الاحتراق
يشكل الميثان (CH4) المادة المحروقة في الغاز الطبيعي. وعند حرقه ينتج كلاً من ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء (H2O). ولذا، فإذا استطعنا استخراج الكربون قبل الاحتراق، فيبقى لدينا الهيدروجين، الذي ينتج الماء فقط عند احتراقه. وتتضمن تلك العملية، إتمام تفاعل بين الوقود والأكسجين و/أو البخار لإنتاج أول أكسيد الكربون (CO) والهيدروجين. ثم يتم إحداث تفاعل بين أول أكسيد الكربون والمزيد من البخار لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والمزيد من الهيدروجين. وأخيرًا، يتم فصل ثاني أكسيد الكربون، ويستخدم الهيدروجين كوقود للتوربين الغازي.
تكنولوجيات العزل
ما أن يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون المركز، تأتي الخطوة التالية والتي تتمثل في تخزينه في مكانٍ ما. وفيما يلي بعض الخيارات:
العزل في التكوينات الجيولوجية
إن الجيوب التي تظهر في الصورة التالية تشكل نموذجا محتملا لتخزين ثاني أوكسيد الكربون وبالتالي يمكن تجنب الأخطار التي تهدد الطبيعة من جراء الاحتباس الحراري
التكوينات الجيولوجية -1-
يعد التخزين في التكوينات الجيولوجية من أكثر الحلول الواعدة لعزل ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع ولأجل طويل. ويجري حاليًا العمل في بعض المشروعات. ومن أجل تقليل غازات الاحتباس الحراري وزيادة درجة الحرارة على كوكب الأرض، يجب الاحتفاظ بثاني أكسيد الكربون المخزن بعيدًا عن الجو لمئات أو آلاف السنين. وهاهي مستودعات النفط والغاز، والخزانات الجوفية للمياه المالحة العميقة، وطبقات الفحم الرقيقة، بقيت لملايين السنين، ولم يحدث بها سوى تغير تدريجي قليل جدًا كما يبدو في الصورة -1-
وتتوفر براهين قوية على أن تلك التكوينات، إن أُحسنت إدارتها، من الممكن أن تشكل مخزنًا طويل الأجل لثاني أكسيد الكربون.
د.جميل ريما
رئيس الهيئة العامة للبيئة والإنماء في القوات اللبنانية