اختبار صناعة تخزين الكربون كآليّة لضبط تغير المناخ

بيليتا كلارك

تم إنفاق أكثر من 30 مليار دولار على مشاريع اقتناص الكربون، بالتعامل مع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. حتى الآن لم ينجح هذا القطاع الناشئ في تلبية التوقعات، رغم أنه الخيار المفضل لصناعة الوقود الأحفوري.

يعتبر هذا مجرد حقل شائك صغير أمام محطة الطاقة الهائلة لتكوير الفحم والخشب “دراكس” في مقاطعة نورث يوركشاير الإنجليزية، لكن في غضون أشهر، قد تصبح هذه البقعة التي تعطي فيها المملكة المتحدة أخيرا الضوء الأخضر، لما أصبح واحدا من الأدوات الأكثر إثارة للحيرة في العالم، ضمن السعي إلى مكافحة ظاهرة التغير المناخي: معمل اقتناص وتخزين الكربون.

ستختفي الأرض الوعرة لكي تفسح المجال أمام كمية من الأنانبيب والخزانات التي من شأنها اقتناص ثاني أكسيد الكربون من محطة الكهرباء الجديدة التي تعمل بالفحم، حيث تدفعه إلى الخارج ليتم إخفاؤه في عمق بحر الشمال، قبل أن تتاح له فرصة تسخين الغلاف الجوي.

على الأقل، هذه هي الخطة. في الممارسة العملية، لا يبدي أحد تخوفه منها نظرا للتاريخ المضطرب لاقتناص ثاني أكسيد الكربون. لقد أنفق قليل من التكنولوجيات أموالا كثيرة جدا في هذا الحقل لسنوات كثيرة من قبل كثير من الحكومات والشركات، وحصل على مثل هذه النتائج الضعيفة.

حتى بيتر إمري، عضو مجلس إدارة شركة دراكس الذي يترأس التكتل الذي يقف خلف مشروع نورث يوركشاير، يتقاعس عن التنبؤ بأن المشروع سيمضي قدما بالتأكيد.

يقول وهو يرسم مخططا على لوح أبيض في مكتب قريب ليبين كيفية عمل المصنع “أعتقد أن هنالك فرصة جيدة للغاية في أن ينجح المشروع، لكنه معقد وصعب ولهذا السبب لم يتحقق إلى الآن”.

مع ذلك، في الوقت الذي يشتد فيه التركيز على مسألة الاحترار العالمي قبيل اتفاق التغير المناخي للأمم المتحدة الذي من المقرر عقده في باريس في كانون الأول (ديسمبر) المقبل، تواجه الشركات الآن الضغط لبناء مئات وربما آلاف مصانع اقتناص الكربون.

على الورق، يبدو المفهوم بسيطا بما يكفي، وعلميا الحجة قوية.

السؤال الكبير هو: من الذي سيتحمل التكاليف؟

أعمال قذرة

تسهم مولدات الكهرباء في الاحترار العالمي أكثر من أي صناعة أخرى. أكثر من 20 في المائة من الكهرباء في العالم تأتي من معامل الغاز الطبيعي، و41 في المائة تأتي من محطات الفحم التي تضخ ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون المتولدة من معامل الغاز.

يعتبر ثاني أكسيد الكربون غاز الدفيئة طويل الأمد والأكثر انتشارا. تراكم كثير منه في الغلاف الجوي منذ أن بدأ حرق الوقود الأحفوري بشكل جدي، بحيث إننا أبناء العصر الحالي أول البشر الذين يتنفسون هواء فيه مستويات مرتفعة من ثاني أكسيد الكربون، تصل إلى 400 جزء في المليون- مرتفعة عن 275 جزءا في المليون قبل الثورة الصناعية. يقول العلماء “إن الزيادة كانت كافية لرفع متوسط درجات الحرارة في العالم بنحو درجة مئوية واحدة عن عصور ما قبل الثورة الصناعية، ما يؤدي إلى ذوبان الأنهار الجليدية وارتفاع مستويات سطح البحر”.

اتفقت البلدان خلال محادثات المناخ في الأمم المتحدة قبل خمس سنوات على أنه ينبغي ألا ترتفع درجات الحرارة لأكثر من درجتين مئويتين، وهو هدف من المفترض أن يتحقق في اتفاقية المناخ في باريس.

إن الاحترار لأعلى من ذلك المستوى يزيد من مخاطر حدوث “دمار وضرر حاد منتشر لا رجعة عنه”، وفقا لأحدث تقرير صدر عن الفريق الحكومي الدولي للأمم المتحدة المعني بقضية التغير المناخي.

اقترح التقرير أيضا أنه من أجل الحصول على فرصة معقولة لتحقيق الهدف المتمثل في درجتين مئويتين، ينبغي أن تنخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري، خاصة الفحم بشكل عجيب، بحلول عام 2050 وإيقاف ذلك مع نهاية القرن.

تلك الانبعاثات تضاعفت خلال السنوات الأربعين الماضية، لأن الصين وغيرها من البلدان أصبحت صناعية، ومن المتوقع أن تستمر في نموها الصناعي.

وحيث إن الفحم رخيص ووفير، والطاقة حيوية جدا للتنمية، فإن مجموعة أخرى من البلدان سريعة النمو، بما في ذلك فيتنام وإندونيسيا، تقود ما أسمته واحدة من الدراسات الأخيرة بـ “نهضة الفحم العالمية”.

عادة ما يعمل مصنع توليد الكهرباء من الفحم لمدة 30 عاما على الأقل، لذلك فإن البلدان التي تتسابق لبناء مثل تلك المصانع عالقة في عقود من الانبعاثات. أما مصانع الغاز فهي أنظف، لكنها لا تزال تنتج كثيرا من ثاني أكسيد الكربون.

إزاء هذه الخلفية، أصبح بناء مصانع الطاقة الخاصة باقتناص الكربون وتخزينه، المعروفة باسم “سي سي إس”، بمثابة الكأس المقدسة منذ أن ظهر المفهوم للمرة الأولى في التسعينيات.

يتحدث قادة شركات الوقود الأحفوري الأكبر في العالم بشكل منتظم عما يسميه بين فان بيردين، الرئيس التنفيذي لشركة رويال داتش شل “المغيّر الحقيقي لقواعد اللعبة” الخاص بمحطات توليد الكهرباء، التي تمتلك خاصية اقتناص وتخزين الكربون.

كثير من النماذج التي يستخدمها العلماء ليبينوا كيف أن بإمكان العالم تجنب مشكلة التغير المناخي، تقوم على على افتراض أن اقتناص وتخزين الكربون سيكون منتشرا اعتبارا من عام 2050.

في الواقع، لأن الدول كانت بطيئة في الحد من تلك الانبعاثات، تستند النماذج إلى استخدام أكثر تطرفا حتى للتكنولوجيا، بحسب ما يقول نيكلاس هون، المؤلف الرئيسي لآخر تقرير صدر عن الفريق الحكومي الدولي.

ويقول “بدلا من إضافة خاصية اقتناص وتخزين الكربون إلى معمل فحم عادي، تفترض النماذج أنه سيكون من الواجب استخدام التكنولوجيا في محطة كهرباء تحرق الخشب أو غيره من النباتات، من أجل إنتاج ما يسمى بانبعاثات الكربون السلبية”.

بعبارة أخرى، قد نحتاج إلى أن نزرع محاصيل تمتص ثاني أكسيد الكربون من الجو، ومن ثم تحرقه لتوليد الكهرباء وتخزين الغازات الناتجة عن ذلك، بحيث تكون لدينا نسبة أقل من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بشكل عام.

قد يصبح مشروع دراكس أول مصنع من هذا القبيل في العالم. بدأت الشركة بالفعل في تحويل محطة توليد الكهرباء الموجودة حاليا، أكبر محطة في المملكة المتحدة، بحيث يمكنها حرق المخلفات الخشبية إضافة إلى الفحم. وقد تم تصميم المصنع الجديد لاقتناص وتخزين الكربون المخطط له للحقل المجاور لحرق الفحم، لكن يمكن إعادة تكوينه في النهاية لحرق الخشب أيضا.

من غير الواضح إلى حد بعيد ما إذا كان مثل هذا الاستخدام سيصبح منتشراً.

السجل المحزن

بوضعنا جانبا مسألة ما إذا كان العالم يمتلك ما يكفي من الأراضي المناسبة لزراعة المحاصيل للكهرباء وللغذاء، كانت الجهود المبذولة لتشغيل مراكز اقتناص وتخزين الكربون في محطات الطاقة التقليدية محزنة.

على مدى السنوات الـ 14 الماضية، أعلنت الحكومات عما مجموعه 24 مليار دولار من الالتزامات التمويلية لمشاريع اقتناص وتخزين الكربون، وفقا لوكالة أبحاث بلومبيرج لتمويل الطاقة الجديدة. أنفقت الشركات ما لا يقل عن 9.5 مليار دولار منذ عام 2005، بحسب ما تقول الوكالة الدولية للطاقة.

لم يتم إنفاق كل هذه الأموال على محطات توليد الكهرباء. تقوم شركة شل، على سبيل المثال، ببناء نظام لاقتناص ثاني أكسيد الكربون من مشروع الرمال النفطية في آلبرتا.

إلى الآن، هنالك فقط نظام واحد لاقتناص الكربون في العمليات التجارية لمحطة توليد الكهرباء، وهو معمل الفحم في باونداري دام الذي افتتحته منشأة ساسك للكهرباء في كندا العام الماضي.

ومن المفترض أن يبدأ معملان آخران في العمل العام المقبل في الولايات المتحدة، أحدهما في المسيسيبي الذي كان من المقرر أن يبدأ تشغيله في عام 2013 وتبلغ تكلفته 6.2 مليار دولار.

تم إلغاء وإيقاف ما لا يقل عن 33 مشروعا لاقتناص وتخزين الكربون في محطات توليد الكهرباء خلال السنوات الخمس الماضية، وفقا لمعهد اقتناص وتخزين الكربون العالمي في مقره في أستراليا. وهذا يشمل واحدا في أسكتلندا كان من المقرر أن يتم افتتاحه العام الماضي، ومخطط كندي من المقرر أن يبدأ هذا العام وسلسلة من المشاريع الأخرى عبر أوروبا والولايات المتحدة.

يقول براد بيج، الرئيس التنفيذي للمصنع “إن هذا أمر متوقع”، وهو يجادل بأن معدل الفشل في هذه الصناعة مماثل لمعدل الفشل في غيرها من المشاريع التجارية التقليدية. من غير الواضح فيما إذا كانت أنظمة اقتناص وتخزين الكربون لديها في الواقع حجة من ناحية صلاحيتها كأعمال تجارية. لقد تلاشى كثير من المشاريع الفاشلة بسبب تلاشي التمويل الحكومي لها، وسط الركود الاقتصادي أو بسبب الضغوط السياسية وضغوط الميزانية المتنافسة.

كان الرئيس جورج دبليو بوش لا يزال في البيت الأبيض عندما أعلن أن مشروعا لاقتناص وتخزين الكربون في ولاية إلينوي اسمه “فيوتشر جين” قد يصبح “أول محطة توليد للكهرباء بالفحم النظيف” بحلول عام 2012، لكن تعليق التمويل الفيدرالي للمعمل هذا العام، ترك مصير هذا المشروع معلقا في الميزان. تواجه أكثر من عشرة مشاريع في المملكة المتحدة حالة مماثلة من عدم اليقين.

لا تعتبر تكنولوجيا اقتناص الكربون هي المشكلة. يتم استخدام المعدات الخاصة باقتناص ثاني أكسيد الكربون على مدى عقود في الصناعات النفطية والكيميائية، حيث يكون الغاز في معظم الأحيان منتجا ثانويا.

أما معرفة كيفية تطويعه للاستخدام داخل محطة الطاقة فهي أمر معقد، وبناؤه أمر مكلف، إذ إن مصنع فحم كبير، من دون اقتناص للكربون، قد تكون تكلفة بنائه 1.4 مليار دولار، لكن إضافة خاصية اقتناص وتخزين الكربون تضيف مليارا آخر، وفقا للبحوث الأخيرة التي أجرتها وزارة الطاقة الأمريكية.

وفوق هذا، ينبغي أن يتم توجيه بعض الكهرباء التي تولدها المصانع، المصدر الرئيسي للدخل بالنسبة للمالك، لإدارة وتشغيل نظام اقتناص الكربون. النتيجة هي: كثير من المال لمحطة توليد طاقة ذات كفاءة أقل.

لهذا السبب كان التمويل الحكومي مهما جدا في وصول اقتناص وتخزين الكربون لهذه المرحلة. الطبيعة المتقلبة لهذا الدعم تجعل من الصعب تخيل مستقبل مزدهر لهذه التكنولوجيا. حتى وقت متأخر هو عام 2009، اقترحت الوكالة الدولية للطاقة التي تقدم المشورة للحكومات فيما يتعلق بسياسات الطاقة، بأن نحو 100 مشروع لاقتناص وتخزين الكربون ينبغي أن يتم تشغيلها في جميع أنحاء العالم، بحلول عام 2020 و3400 مشروع بحلول عام 2050، بما في ذلك المعامل الصناعية الكبرى التي تنبعث منها كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، إضافة إلى محطات توليد الكهرباء. منذ ذلك الحين تم تقليص أعدادها إلى 30 مشروعا بحلول عام 2020.

يوجد حاليا 22 منشأة لاقتناص وتخزين الكربون ذات النطاق الواسع يجري تشغيلها أو أنها قيد الإنشاء، وفقا لمعهد اقتناص وتخزين الكربون العالمي، لكن ثلاثة فقط منها موجودة في محطات توليد الطاقة. أما الـ 19 الأخرى فتقوم باقتناص ثاني أكسيد الكربون من المصانع المستخدمة لإنتاج الغاز الطبيعي، وإنتاج الأسمدة أو غيرها من الأنشطة الصناعية الأخرى.

عثر معمل باونداري دام في كندا على طريقة للالتفاف حول مشكلة التمويل. حيث تلقى 240 مليون دولار من دعم الحكومة الاتحادية، لكنه وقَع عقدا مدته عشر سنوات لبيع ثاني أكسيد الكربون الذي يقتنصه، بحيث يمكن ضخ الغاز إلى حقول النفط القريبة القديمة، لتعزيز معدلات الاستخلاص المتراجعة، وهذه عملية تعرف باسم الاستخلاص المعزز للنفط.

استخدام ثاني أكسيد الكربون الذي تم اقتناصه لإنتاج مزيد من النفط، الذي بعدها ينتج مزيدا من ثاني أكسيد الكربون عند حرقه، بالكاد تكون الطريقة المثلى للتصدي لمشكلة التغير المناخي. كذلك فإن الذين لا يمكنهم استخدام حقل النفط، أو بحر الشمال، لدفن ثاني أكسيد الكربون، يواجهون معارضة من الجمهور، وهي معارضة واجهتها مسبقا مشاريع اقتناص وتخزين الكربون الأوروبية، من الناس الخائفين من العيش بالقرب من مخازن يدفن فيها ثاني أكسيد الكربون.

فاتورة 4 تريليونات دولار

تحتاج مشاريع اقتناص وتخزين الكربون إلى ما يعادل أربعة تريليونات دولار لتلبية الهدف المناخي العالمي البالغ خفض درجتين مئويتين من الآن حتى عام 2050، وفقا للوكالة الدولية للطاقة.

تلك التكاليف قد تكون أعلى بكثير من دون مشاريع اقتناص وتخزين الكربون، لأنها قد تعني إلغاء كثير من محطات توليد الكهرباء القائمة، وبناء بدائل جديدة لها منخفضة الكربون مثل معامل الرياح.

فما الخيارات؟ إن السعر المرتفع بشكل معقول على التلوث بثاني أكسيد الكربون قد يجعل مشاريع اقتناص وتخزين الكربون أكثر جاذبية من الناحية المالية. هذا أمر بعيد المنال في كثير من البلدان.

حتى في سوق الكربون في الاتحاد الأوروبي، أكبر الأسواق في العالم، وصلت الأسعار إلى ما دون عشرة يوروات للطن الواحد من الكربون المنبعث خلال معظم السنوات الثلاث الماضية.

بما أن أنظمة اقتناص الكربون هي عبارة عن تدابير مناخية تحافظ على وجود شركات الوقود الأحفوري في مجال الأعمال التجارية، يقول بعض مؤيدي التكنولوجيا “إنه ينبغي للصناعة تحمل تكلفة بنائها”.

يقول ستيوارت هازلداين، أستاذ اقتناص وتخزين الكربون في جامعة إدنبرة “هنالك فشل عالمي للحسابات السياسية المتعلقة بهذه المشكلة. إحدى الطرق للخروج من هذا المأزق، هي في اقتضاء كمية من تخزين الكربون من قبل شركات استخلاص الكربون. يجب أن يطلب من شركات النفط وغاز الفحم تخزين بعض أجزاء المواد التي تنتجها” حسبما قال.

تقول صناعة الفحم “إن الحكومات ينبغي أن تدعم اقتناص وتخزين الكربون بشكل سخي مثل المعاملة التي تلقاها المصادر المتجددة للكهرباء”، كما تدّعي.

يقول بنجامين سبورتون، الرئيس التنفيذي للرابطة العالمية للفحم “خلال السنوات العشر الماضية، تم إنفاق تريليوني دولار على التكنولوجيات المتجددة، مقابل 1 في المائة فحسب، من هذا كان في مجال اقتناص وتخزين الكربون. ما نحتاج إليه هو التزام حقيقي من الحكومات لدعم جميع التكنولوجيات منخفضة الانبعاثات على قدم المساواة… وهذه هي المرحلة التي سنبدأ عندها في رؤية تقد حقيقي يتم إحرازه في مجال اقتناص وتخزين الكربون”.

يتساءل آخرون عما إذا كانت الإعانات هي الحل

يقول الأستاذ مايلز آلان من جامعة أكسفورد “طالما يتم بناء مشاريع اقتناص وتخزين الكربون على مبدأ “برنامج أبولو” من الإعانات العامة غير المحدودة، فإنها ستبقى باهظة التكاليف”.

ومن رأيه أن مشاريع اقتناص وتخزين الكربون يجب أن تصبح تكلفة ممارسة الأعمال التجارية مع أنواع الوقود الأحفوري، مثل متطلبات استخدام ناقلات مزدوجة لشحن النفط، ويشير إلى مرفق اقتناص وتخزين الكربون الذي هو جزء من مشروع الغاز الطبيعي الضخم “جورجون”، الذي تقوم شركة تشيفرون ببنائه بالتعاون مع شركتي إكسون موبيل وشل في شمال غربي أستراليا.

يقول الأستاذ ألان “أنشئ المرفق بمساعدات قليلة للغاية لأن حكومة أستراليا الغربية جعلتها متطلبا للترخيص، من أجل استغلال منطقة مجزية بشكل خاص من احتياطيات الغاز”. يقول إيمري، من شركة دراكس، “إنه في النهاية ستكون منتجات الوقود الأحفوري رخيصة ووافرة إلى درجة أنه يصبح من المنطقي استخدامها، إذا كان من الممكن التعامل مع مشكلة ثاني أكسيد الكربون”. ويضيف “من رأينا أن اقتناص وتخزين الكربون يمكن أن يكون بتكلفة متدنية للغاية. والشيء الوحيد الذي يحتاج إليه العالم هو موارد طاقة بتكاليف متدنية، على هذه الشاكلة”.