الأسرار الرهيبة للخطة العالمية للوقاية من كارثة المناخ

في عام 2014 ، كان هنريك كارلسون ، وهو رجل أعمال سويدي واجهت شركته الناشئة صعوبات خطيرة في ذلك الوقت ، قلقًا بشأن إشعار الإفلاس الذي تلقاه عندما تلقى مكالمة من بي بي سي. كان لدى الصحفي ضجة كبيرة: عشية التقرير الكبير ، يبدو أن مجموعة من الخبراء حول تغير المناخ في الأمم المتحدة قررت الإعلان عن تكنولوجيا غير مجربة كآلية رئيسية للحفاظ على درجة حرارة الكوكب عند مستوى آمن. كانت التكنولوجيا تسمى الاختصار القبيح BECCS ، وكان كارلسون الخبير الوحيد في هذا المجال الذي تمكن الصحفي من العثور عليه.

ذهل كارلسون. يتعلق إشعار الإفلاس بشركته الناشئة ، التي كانت أنشطتها مرتبطة بـ BECCS ، التي أسسها قبل سبع سنوات بعد أن كانت لديه فكرة عند مشاهدة التلفزيون في المنزل في جوتنبرج. تحدث البرنامج عن فوائد التقاط ثاني أكسيد الكربون قبل أن يهرب من محطات الطاقة. كانت التكنولوجيا وراء "الفحم النظيف" الذي يوصف على نطاق واسع كوسيلة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتباطؤ تغير المناخ.

كان كارلسون آنذاك طالبًا عمره 27 عامًا درس درس الأوبرا ، ولم يكن عالم مناخ ولا مهندسًا. لكن الإرسال جعله يفكر: أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تأخذ النباتات بشكل طبيعي ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتخزنه في أوراقها وفروعها وبذورها وجذورها وجذوعها. ماذا لو كنت تزرع الحبوب ثم تحرقها ، وتنتج الكهرباء ، أثناء التقاط كل ثاني أكسيد الكربون المنطلق؟ يمكن بعد ذلك تخزين هذا الغاز الخطير في مرافق تخزين تحت الأرض. لن تعمل محطة الطاقة هذه على تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي فحسب ، بل ستأخذ ثاني أكسيد الكربون أيضًا من الهواء. تم التقاط كارلسون بهذه الفكرة. قرر المساعدة في منع وقوع كارثة عالمية.

في صباح اليوم التالي ركض إلى المكتبة ، حيث قرأ ورقة علمية عام 2001 من تأليف المطور النمساوي مايكل أوبرشتاينر ، تناقش الفكرة نفسها ، والتي سميت فيما بعد "الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه (BECCS)". اتخذ كارلسون قراره. أطلق شركة BECCS الناشئة في عام 2007 على موجة التفاؤل التي أوجدها أول فيلم تغير مناخ لـ آل غور. أصبحت شركة كارلسون حتى النهائية في تحدي فيرجن إيرث لريتشارد برانسون ، حيث عرضت 25 مليون دولار من أجل حل قابل للتحدي لتحدي إزالة غازات الاحتباس الحراري. ولكن بحلول عام 2014 ، فشل بدء تشغيل كارلسون. وأخذ المكالمة من سلاح الجو كإشارة إلى أنه يجب ألا تستسلم.

عرض تقرير الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ (اختصار آخر - IPCC ، الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ) نتائج مئات السيناريوهات المحاكاة بالحاسوب حيث ترتفع درجة حرارة الكوكب بأقل من 2 درجة مئوية (أو 3.6 درجة فهرنهايت) فوق مستوى ما قبل الصناعة - تم وضع هذا التقييد بموجب اتفاقية باريس للمناخ .

كان الهدف من 2 درجة مئوية هو الحد النظري لما يمكن أن تقبله الاحترار البشري. من وجهة نظر عالم المناخ البارز جيمس هانسن ، حتى هذا التقييد غير آمن. ومن دون تقليل الانبعاثات ، يجب أن ترتفع درجات الحرارة العالمية بمقدار 4 درجات مئوية بحلول نهاية القرن. يتردد العديد من العلماء في عمل تنبؤات ، لكن القائمة المروعة لما يمكن أن يسببه الاحترار عند 4 درجات مئوية تشمل الجفاف الواسع النطاق ، والمجاعات ، وملايين اللاجئين بسبب المناخ ، والحروب التي تهدد الحضارة ، وارتفاع مستويات البحار التي ستغرق معظم أنحاء نيويورك ، ميامي ومومباي وشنغهاي ومدن ساحلية أخرى.

لكن هذا غريب. يصف تقرير الأمم المتحدة 116 سيناريوهات تمنع فيها درجات الحرارة العالمية من النمو بأكثر من درجتين مئويتين. في 101 منهم ، يتم تحقيق هذا الهدف عن طريق امتصاص كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي - يسمى هذا المفهوم "الانبعاثات السلبية" - بشكل رئيسي من خلال BECCS. ولمنع حدوث كارثة كوكبية ، يجب أن يحدث هذا بحلول منتصف القرن ، أو حتى بحلول عام 2020. وحذرت إحدى الملاحظات ، مثل دليل الأدوية ، من أن "الأساليب قد تظهر آثارًا جانبية وتأثيرات طويلة المدى على نطاق عالمي".

في الواقع ، إذا اتبعت افتراضات هذه السيناريوهات ، فإن زراعة الحبوب فقط اللازمة لتشغيل محطات الطاقة BECCS هذه ستتطلب مساحة من الأرض مماثلة لواحدة أو اثنتين من الهند ، كما يكتب باحثو المناخ كيفين أندرسون وغلين بيترز. وطاقة الخرج التي يجب أن توفرها BECCS قابلة للمقارنة مع إنتاج جميع محطات الطاقة التي تعمل بالفحم في العالم مجتمعة. بعبارة أخرى ، تدعو هذه النماذج إلى ثورة في الطاقة - والتي يجب أن تحدث بطريقة ما خلال حياة جيل الألفية .

واليوم ، يعد قطاع ضخم من الاقتصاد المستقبلي هو مشروع العمل الوحيد في العالم: معالجة الذرة في محطة الإيثانول في Decatur ، جهاز الكمبيوتر. إلينوي ما الذي يطرح السؤال: هل قرر العالم حقًا الاعتماد على التكنولوجيا الخيالية التي يجب أن تنقذها؟

في 12 ديسمبر 2015 ، تبنت 195 دولة - بما في ذلك الولايات المتحدة - اتفاقية باريس للمناخ ، ووعدت في النهاية بالحفاظ على ارتفاع درجات الحرارة العالمية بمقدار 2 درجة مئوية فوق مستوى ما قبل العصر الصناعي هذا القرن ، بهدف طويل الأجل هو الحفاظ على الارتفاع إلى 1.5 درجة مئوية . ويتذكر كريستيان فيجويرا ، دبلوماسي الأمم المتحدة الذي قاد المفاوضات حول المناخ العالمي من أزمة ما بعد كوبنهاجن ، قائلاً: "قفز 5000 شخص من مقاعدهم ، وانتحبوا ، صفقوا ، صرخوا ، عانوا النشوة ، وما زالوا غير قادرين على تصديق ما حدث".

ولكن وراء هذه النشوة أخفت الحقيقة القاسية. اعتمدت واقعية أهداف اتفاقية باريس على ما تم وصفه بخط صغير في التقرير: انبعاثات سلبية ضخمة ، تستند أساسًا إلى BECCS - بعبارة ملطفة ، مفهوم غير مثبت. كيف دخلت BECCS في النموذج؟

بدأ كل شيء بهدف عند 2 درجة مئوية ، وهو هدف دولي رسمي كان موجودًا منذ عام 2010 (وهدف غير رسمي منذ التسعينات). قبل سنوات عديدة من باريس ، حذر باحثو المناخ من أن حد 2 درجة مئوية كان ينزلق خارج نطاق السيطرة أو خارج النطاق بالفعل.

وهنا السبب: بما أن علماء المناخ قد ربطوا بوضوح (ودون كلل) الزيادة في درجات الحرارة بزيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، فيمكنهم حساب الكمية القصوى من ثاني أكسيد الكربون التي يمكننا التخلص منها - "ميزانيتنا الكربونية" ، بناءً على أقصى درجة حرارة مسموح بها. ومع احتمالية تزيد عن 66٪ من أجل البقاء في حدود 2 درجة مئوية ، يجب ألا يتجاوز تركيز ثاني أكسيد الكربون لدينا 450 جزء في المليون [450 × 10 ^-6 ].

في عام 2010 ، عندما تم اعتماد هدف 2 درجة مئوية في مؤتمر كبير في كانكون في المكسيك ، كانت الميزانية 450 * 10 ^-6 ، أو 2 درجة مئوية ، متوترة للغاية بالفعل: بقي ثلث فقط ، أو 1000 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن الأشخاص ينبعث منهم 40 جيجا طن سنويًا ، يتم إنفاق هذه الميزانية بسهولة حتى قبل منتصف القرن. بدأت العديد من مجموعات النمذجة المتخصصة في التعامل مع مشكلة المحاسبة العالمية هذه في عام 2004 عندما طلب منها الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ وضع سيناريوهات باستخدام هدف 2 درجة مئوية. أي كم نحتاج لخفض الانبعاثات حتى لا نبطئ الاقتصاد المعتمد على الوقود الأحفوري تمامًا؟

من خلال معالجة هذه المشكلة ، استخدمت المجموعات أداة تسمى "نماذج التقييم الشامل" ، الخوارزميات التي تستخدم بيانات المناخ والاقتصاد والسياسة والتكنولوجيا لتقديم حلول فعالة.

حول الوقت الذي تغير فيه البرنامج التلفزيوني المتأخر على التلفزيون السويدي إلى الأبد ، تعثر ديتليف فان فويورن ، رئيس مجموعة علماء النمذجة الهولنديين IMAGE ، على فكرة BECC في الأدب ، ورؤية عمل Obersteiner في عام 2001 وعمل كريستيان عازار وخوسيه موريرا. أصبح مهتما بهم. من الناحية النظرية ، من خلال توليد الطاقة وامتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي ، يمكن أن يؤدي BECC إلى طريقة تزيد الاقتصاد بمقدار 2 درجة مئوية.

كان المفتاح لهذا هو أن BECC يؤدي إلى انبعاثات سلبية ، والتي بالنسبة لميزانية الكربون هي مساهمة سلبية. يشبه هذا بطاقة الائتمان المناخية: سمحت الانبعاثات السلبية للمصممين بتجاوز ميزانية الانبعاثات على المدى القصير ، مما سمح بنمو غازات الدفيئة (كما هو الحال في الواقع) ، ثم سداد الديون ، واستنفاد ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لاحقًا.

يقول فان فويورن: "لقد أصبحت فكرة الانبعاثات السلبية منطقية للغاية".

اعتمد الأساس المنطقي للانبعاثات السلبية بشكل كبير على عمل الفيزيائي كلاوس لاكنر ، الذي كان في مطلع الألفية يرسم مخططات إزالة ثاني أكسيد الكربون على مجالس الطلاب في جامعة كولومبيا. كان لاكنر ، الذي عمل على احتجاز الكربون وتخزينه (الذي كان من المفترض استخدامه في محطات الطاقة التي تعمل بالفحم) ، أول شخص يقترح فكرة التقاط الهواء المباشر - سحب ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الغلاف الجوي. في ذلك الوقت ، كانت فكرة لوكنر ، على غرار BECCS ، نظرية بحتة.

لكن فان فويورن يقول إنه بالنسبة لنماذج البناء ، يمكن للمرء أن يفترض وجود BECCS ، على الأقل الأجزاء المكونة له. ونشرت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ تقريرًا عن احتجاز الكربون وتخزينه - والطاقة الحيوية تعني ببساطة حرق كميات كبيرة من الحبوب. تستخدم بعض النماذج التقاط الهواء المباشر ، وتقنيات أخرى للانبعاثات السلبية ، والتشجير (أكوام زراعة الأشجار التي تمتص وتخزن ثاني أكسيد الكربون بشكل طبيعي نتيجة لعملية التمثيل الضوئي). لكن BECCS كانت أرخص لأنها توفر الكهرباء.

في عام 2007 ، نشرت IMAGE عملاً مؤثرًا يستند إلى BECCS في مجلة التغير المناخي واجتذبت الكثير من الاهتمام في اجتماع خبراء IPCC. بدأت مجموعات أخرى أيضًا في تضمين BECCS في نماذجها ، وبالتالي بدأت هذه التقنية تسود في النماذج المدرجة في تقرير IPCC الخامس (الذي تلقى كارلسون مكالمة من سلاح الجو بسببه).

استخدمت النماذج تنفيذ BECCS على نطاق واسع. وفقًا لتحليل شاركه عالم المناخ البريطاني جايسون لوي مع Carbon Brief ، على المستوى المتوسط ​​، اقترحت النماذج التي تستخدم BECCS إزالة 630 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون ، وهو ما يمثل حوالي ثلثي ثاني أكسيد الكربون المنبعث من البشر من عصور ما قبل الصناعة حتى عام 2011. هل كان هذا صحيحا؟

ليس لجيمس هانسن ، الذي كتب أن الاعتماد على الانبعاثات السلبية "ينتشر بهدوء مثل السرطان" في جميع السيناريوهات ، إلى جانب افتراض أن الشباب سيكتشفون بطريقة ما كيفية استخراج ثاني أكسيد الكربون بسعر يقدر بـ 140-570 تريليون دولار .

ولفت أندرسون (من الحسابات الهندية) الانتباه إلى حقيقة أن العديد من السيناريوهات التي تتناسب عند 2 درجة مئوية ولم تستخدم BECCS تشير إلى أن ذروة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ستحدث في عام 2010 - وهو ، كما لاحظ بجفاف ، "من الواضح أنه لم يحدث". في رسالة لاذعة من عام 2015 ، اتهم أندرسون العلماء باستخدام انبعاثات سلبية لتكييف بحثه لطلبات المنظمين ، واصفا إياهم بـ "بيانو في الأدغال" [deux ex machina]. جادل النقاد الذين يدعمونه بأن نماذج التقييم الشامل أصبحت أداة سياسية جعلت هدف 2 درجة مئوية أكثر واقعية مما كان عليه في الواقع.

وأثار أوليفر جيدن ، رئيس الاتحاد الأوروبي في المعهد الألماني للأمن والعلاقات الدولية ، ناقوس الخطر في الصحافة الشعبية. على صفحة الصحافة في صحيفة نيويورك تايمز خلال المؤتمر ، وصف الانبعاثات السلبية "التفكير السحري" - وهو مفهوم ضروري للحفاظ على الحياة في "حكاية خرافية" من 2 درجة مئوية.

يعتقد فان فويورين ومصممو الأزياء الآخرون الذين قابلناهم أن هذا الانتقاد لم يتم تناوله. يجادلون في أن نماذج التقييم المعقدة يجب ألا تتعامل مع التوقعات ، حيث لا يمكن لأحد التنبؤ بالتقنيات المستقبلية أو القرارات السياسية. كما أنها ليست دليلاً للعمل. يقول Van Vuyuren أن هذه النماذج هي "ذكاء" ، مصممة لإظهار القرارات والاستثمارات السياسية التي يجب القيام بها لتحقيق هدف 2 درجة مئوية. مع أخذ ذلك في الاعتبار ، يلاحظ فان فويورن وجود "فجوة خطيرة" بين اعتماد السيناريوهات على BECCS وعدد قليل من البرامج والمشاريع البحثية الجارية في العالم الحقيقي.

يعتمد ما إذا كانت سيناريوهات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ هي غطاء سياسي أو دليل لأبحاث التنظيم على وجهة النظر. ولكن ، على أي حال ، لا يمكن إنكار هذه الفجوة. يمكن تفسير جزء منه بحقيقة أن BECCS هي أداة مفاهيمية وليست تقنية حقيقية يحميها أي شخص في عالم الهندسة (باستثناء عدد قليل من الأشخاص العاديين مثل كارلسون). في اجتماع عقد مؤخرا في برلين ، وصف أحد علماء المناخ BECCS بأنه "تفرخ شيطاني" ، مما تسبب في الضحك. واجهت الطاقة الحيوية وعزل الكربون انتقادات نشطة للغاية. الطاقة الحيوية - للاستخدام غير السليم للمحاصيل اللازمة لإطعام الناس ، واحتجاز الكربون ، من بين أمور أخرى ، الابتعاد عن الحاجة إلى خفض قوي في الانبعاثات.

لهذا السبب ، وصف مقال علمي العام الماضي ، أندرسون وبيترز ، الأمل في الانبعاثات السلبية "بالمقامرة غير المعقولة عالية المخاطر" و "الخطر الأخلاقي" الذي يسمح للمنظمين بتجنب وضع حدود صارمة للانبعاثات. في رسالة رد ، حذر كلاوس لاكنر ، الرائد في احتجاز الكربون ، من أن ادعاءاتهم يمكن أن تؤدي إلى إغلاق مجال بحث كامل. يكتب: "لو أجرينا هذه المحادثة عام 1980 ، لكان كل شيء مختلفًا. ولكن الآن بعد أن ضربت ميزانية الكربون المدخنة ، فإن إمكانات تقنيات الانبعاثات السلبية "يمكن أن تنقذ الأرواح".

لكن الحقيقة الأكثر قسوة: حتى لو ظهرت انبعاثات سلبية في نماذج حاسوبية مضبوطة يدويًا وغير عملية ، نحتاج الآن إلى تحقيق انبعاثات سلبية في العالم الحقيقي من أجل الحفاظ على درجة حرارة الكوكب عند مستوى آمن.

ارتفعت درجات الحرارة بالفعل بنسبة 1.2-1.3 درجة مئوية. تركيزات ثاني أكسيد الكربون الحالية هي 406 * 10 ^-6 . بحسب سابين فاس وجان مينكس من معهد أبحاث تغير المناخ. ميركاتورا ، ميزانيتنا البالغة 1.5 درجة مئوية تفشل تقريبًا - ويتفق معها العديد من الخبراء. إذا كان لديك مزاج حزين ، يمكنك إلقاء نظرة على المؤقت الذي يحسب ميزانية الكربون على موقع المعهد. يعتقدون أنه بدون إجراءات هامة من قبل المجتمع العالمي للحد من الانبعاثات ، سيتم استنفاد ميزانية الدرجتين بحلول عام 2030 [وفقًا لمؤقت المعهد ، سيتم استنفاد الميزانية لمدة 18 عامًا (2035) بمتوسط ​​القيم ، وفي أسوأ الحالات ، 8 سنوات فقط (2025) السنة) / تقريبًا. ترجم.].

السؤال هو ، هل يمكن لتكنولوجيا الانبعاثات السلبية أن تعمل في العالم الحقيقي على نطاق عالمي؟ لدراسة هذه المسألة ، قمنا بزيارة مشروع عمل في Decatur ، جهاز الكمبيوتر. إلينوي ، استشهد به المصممون كدليل على الوجود الحقيقي لـ BECCS.


عمال في محطة مملوكة لشركة آرتشر دانيلز ميدلاند في ديكاتور ، إلينوي ، يضخون ثاني أكسيد الكربون النظيف في مرافق التخزين تحت الأرض. من الناحية النظرية ، يمكن تخزينها هناك إلى الأبد.

ربما لم تتخيل المستقبل مثل ما يمكنك رؤيته من خلال القيادة جنوبًا من شيكاغو ، واتباع الإشارات إلى ممفيس ، مع أخذ بضع مئات الآلاف من الهكتارات من حقول الذرة إلى اليمين ، واللافتات الماضية التي صنعت ذاتيًا والتي تدعو إلى البيع الحر للأسلحة ، و علامات تروج للوقود الحيوي (هذه ليست حقول نفط في الشرق الأوسط ، إنها حقول وقود الديزل الحيوي لفول الصويا). كان هنا ، قبل 10 سنوات ، قبل انهيار سوق الوقود الحيوي ، يمكن للناس أن يعجبوا بثرواتهم - حقول فول الصويا والذرة - الممتدة إلى الأفق. من ديكاتور ، تحتاج إلى المغادرة نحو محطة آرتشر دانيال ميدلاند ، من بعيد ، مع أبراجها البيضاء المربعة وقبة غامضة تبدو وكأنها مدينة إميرالد بدون زجاج مع زجاج أخضر.

عندما تقترب من البوابة بأمان ، تتحول المحطة إلى محطات فرعية متناثرة عشوائيًا ، وخزانات كبيرة وخطوط أنابيب ، محاطة برائحة كريهة تذكرنا بطعام القطط. تنقل القطارات والشاحنات أطنانًا من فول الصويا والذرة هنا لمعالجتها في المواد الكيميائية للأغذية والإيثانول للوقود. وفي مكان ما في أحشاء هذا العملاق الزراعي في الغرب الأوسط هو مشروع إلتقاط الكربون الصناعي في إلينوي ، والمعروف أيضًا باسم مشروع BECCS الوحيد في العالم.

تقول سالي غرينبرغ ، عالمة الجيولوجيا وأول مدير مساعد لأبحاث الطاقة وتطويرها في مكتب ولاية إيلينوي للجيولوجيا ، شريك ADM ، الذي افتتح المقطع الدعائي الأبيض الذي يعمل كمقر للمشروع: "لقد حذرت من أنه لم يكن هناك الكثير للنظر إليه". ومع ذلك ، تقول إن المشروع زاره أكثر من 900 شخص من 30 دولة: "إنه من الدرجة الأولى".

تعد المحطة مكانًا مثاليًا لالتقاط ودفن الكربون ، ولهذا السبب قررت وزارة الطاقة الأمريكية منذ 15 عامًا تقريبًا تنفيذ مشروع تجريبي هنا. في أعماق المحطة ، يتم تخمير السكر المستخرج من حبات الذرة لإنتاج الإيثانول ، والذي _{يتم من} خلاله _إطلاق ثاني أكسيد الكربون ، وهو ما يسهل التقاطه: تحتاج فقط إلى فصله عن الإيثانول والتخلص من الماء. ثم _يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون هذا ، وتغذيته في أنبوب وإدخاله في خزان عميق بمياه مالحة وجدران من الحجر الرملي ، تقع على بعد كيلومترين تحت المحطة.

لإلقاء نظرة على بئر تصريف الغاز الجديد ، الذي بدأ تشغيله في مايو الماضي ، عدنا من المحطة بعد اتباع لافتات بروجرس سيتي ، مجمع معارض زراعي من ADM ، حيث استمتع السكان المحليون بطقس أكتوبر الدافئ بشكل غير معتاد في يوم سلامة الأسرة. على بعد كيلومتر ونصف من المحطة ، قمنا بالفرملة على حاقن مسيجة - أنبوب صدئ ، مع العديد من الانحناءات وأدوات القياس ، تختفي في كتلة الأسمنت في الأرض. وقفنا هناك وسكب ثاني أكسيد الكربون على الأرض بهدوء وبصورة غير ملحوظة. الآن المخزنة تحت الأرض 1.4 مليون طن CO ₂ شأنه تلويث وإلا فإن الغلاف الجوي للكوكب.

من الناحية النظرية ، فإنه يلهم ؛ في الواقع ، وقفنا في حقول الذرة العارية ، وننظر إلى أنبوب يبدو مريبًا بشكل مريب لمثل هذا المشروع المتقدم. بصراحة ، تم إخفاء التركيب الأكثر إثارة للإعجاب تحت الأرض.



هل شاهدنا عمل تقنيتنا المفضلة لمصممي الأزياء لإنقاذ العالم؟ إن ADM ليس من نوع BECCS الذي مثله العلماء - أي ليس محطة توليد كهرباء تنتج الكهرباء عن طريق حرق الحبوب. التقى جرينبيرج عمومًا بمصطلح BECCS قبل بضع سنوات فقط ، على الرغم من حقيقة أنه بدأ العمل في المشروع في عام 2005 ، ويقول إنه حتى الآن لم يتصل بها أي متخصص في نماذج التقييم المعقدة.

ولكن ، من خلال فرصة محظوظة ، أصبحت Decatur أول محطة BECCS في العالم. يمكن أن تسمى عملية تحويل الذرة إلى إيثانول تقنيًا بالطاقة الحيوية ، وتنتج هذه العملية انبعاثات سلبية ، على الأقل وفقًا للتقديرات التقريبية. بشكل تقريبي ، يتم تحويل ثلثي الكربون من الذرة إلى إيثانول ، ثم يتم إطلاقه في الغلاف الجوي بعد الاحتراق في محركات السيارات. يتم ضخ الثلث المتبقي من الكربون تحت الأرض. يقول Greenberg أن الفريق لم يأخذ في الاعتبار جميع النفقات العامة ، بما في ذلك نقل الذرة ، لكن BECCS لم يكن الهدف الأصلي لهذا المشروع.

إحدى الحجج من هذا المشروع لصالح BECCS هي أنه يمكننا إلى الأبد تخزين كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض. مرة واحدة في خزان ماء مملح، CO ₂يتفاعل مع الماء الملحي والحجري الملزم ، وعلى قمة حوض السباحة مغطى بطبقة من الحجر المغلق ، مما يضمن عدم حدوث تسرب. تتبع الوضع CO ₂ تحت الأرض، لم ير الأمر علامات الحركة أو التسرب. يقول غرينبرغ: "يمكن الاحتفاظ بها هناك إلى الأبد". وهذا الخزان وحده قادر على تخزين ثاني أكسيد الكربون بحوالي 100 مليار طن ، وفقًا للدراسات ، مما يجعل احتمالية الحفاظ على 600 مليار طن - الكمية الموصوفة في النماذج - معقولة.

من ناحية أخرى ، يسلط المشروع الضوء على نطاق مهمة تنفيذ BECCS. في المستقبل ، يخطط تركيب ديكاتور لتوفير 5 ملايين طن أخرى من ثاني أكسيد الكربون على مدى السنوات القليلة القادمة - وفي عام 2016 بلغ متوسط ​​كمية الانبعاثات في الولايات المتحدة 14 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون يوميًا. كم عدد المحطات التي نحتاجها لـ BECCS؟

إذا فكرت جيدًا في هذا السؤال ، سيتضح مدى صعوبة الإجابة عليه. في العمل الأخيرقام المهندسون ماثيلد فاجاردي ونيال ماك دويل من إمبريال كوليدج لندن بدراسة أفضل وأسوأ خيارات تطوير BECCS. في أسوأ الحالات (على سبيل المثال ، عندما ينمو حرق الصفصاف على المراعي الأوروبية) ، من الممكن ألا يتم تحقيق انبعاثات سلبية على الإطلاق. ستنفق الكثير من الكربون على نقل النباتات [تستخدم بعض أنواع الصفصاف والحور كمحاصيل طاقة / تقريبًا. ترجمة.] ، إعداد التربة وبناء المحطة. وحتى في أفضل الحالات (باستخدام سريعة النمو العشب الفيل على الأراضي الصالحة للزراعة غير مستغلة في البرازيل) المطلوبةمساحة الأرض قابلة للمقارنة مع الهند ، وكمية المياه المماثلة لتلك التي تستهلكها جميع الزراعة في العالم. أخبرنا لوكنر "إذا استقررت كمية إنتاج المحاصيل بالمقياس المطلوب ، فهذه كارثة".

لا تزال هناك مشكلة في المال. لا تقوم محطات BECCS بجني محطات حرق المال إلا بمقدار النصف فقط مثل حرق الفحم. في الولايات المتحدة ، يمكن تشجيع BECCS من خلال فرض رسوم على الشركات لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون - لكن خطة ضريبة الكربون التي يروج لها العديد من الجمهوريين في الولايات المتحدة لا تتناسب مع خط المناخ الجديد لإدارة ترامب. من حيث المبدأ ، تحصل بعض الشركات الأمريكية على ائتمانات ضريبية لتخزين CO ₂ تحت الأرض ، ولكن باستثناء ADM ، فإنها تفعل ذلك لتحسين إنتاج النفط عن طريق حقن CO ₂في آبار جافة تقريبًا للوصول إلى زيت يصعب الوصول إليه. وبالرغم من أن بعض CO ₂ رفات تحت الأرض، وهذه العملية تفرج عن أكثر من الوقود الأحفوري إلى أن تحرق.

لذا ، عندما غادرنا ديكاتور ، على الرغم من جدوى المشروع ، كان من الصعب جدًا تصور استخدام BECCS بالمقياس الضروري لهذه السيناريوهات.

لقد شاركنا حماسنا مع نوح ديتش ، الذي يطلق على نفسه مستشارًا في إدارة الاسترداد ، ومؤسس أول منظمة للانبعاثات السلبية في العالم ، وهي مركز إزالة الكربون. اقترح Deich أن نلقي نظرة مختلفة على تكنولوجيا الانبعاثات السلبية - ليس كحل عالمي ، ولكن "كمحفظة". في هذه المحفظة تشمل النهج الطبيعية لعزل الكربون، مثل تطوير بالوعات الكربون (الأرض، واستيعاب المزيد من الكربون من التغوط)، والتشجير، الفحم النباتي (المضافة للتربة الفحم يربط بشكل دائم CO ₂ )، وكذلك تقنيات مثل محطة BECCS و كمية الهواء المباشرة.

حتى الآن ، لا يوجد التقاط مباشر للهواء من هذه المحفظة إلا على مستوى جداول المختبر. في جامعة أريزونا ، يجرب لوكنر صناديق صغيرة محمولة تزيل ثاني أكسيد الكربون من الهواء. ولكن هناك عدد قليل جدًا من الشركات التي لديها خطة عمل مربحة. واحد منهم ينتمي إلى عالم مناخية هارفارد ، ديفيد كيث.

في مدينة سكواميش ، على بعد ساعة بالسيارة من فانكوفر ، يبدو أنه لا توجد حاجة لإنقاذ العالم. تقع المدينة في شبه جزيرة ضيقة بين قناة داخلية زرقاء داكنة وجبال ساحلية مع قمم ثلجية في كولومبيا البريطانية ، حيث يحب المتسلقون الازدحام في مقاهي ستاربكس. تقول الشائعات أن مايكروسوفت تخطط لبناء حرم جامعي هنا. أحد فروع شبه الجزيرة ، في موقع المحطة التي كانت تستخدم لإنتاج المواد الكيميائية لصناعة الورق ، هو شركة ناشئة أسسها Keith في عام 2009 وتمويلها من قبل بيل جيتس ، وهي واحدة من عدد قليل من شركات الالتقاط المباشر في العالم. في المقر الرئيسي ، يحتسي المهندسون المترابطون في سترات صوفية متماسكة القهوة على طاولة مشتركة ، وتشمل قائمة العمال ثلاثة كلاب يتجولون أيضًا في المكاتب.

فقط هذا الأسبوع ، وصل الفريق إلى هدفه الطويل الأمد: لقد صنعوا وقودًا صناعيًا (يمكنك إعادة تزويده بالوقود بالسيارات) فقط من ثاني أكسيد الكربون المستخرج من الهواء والهيدروجين المستخرج من الماء. لماذا الوقود؟ ليس فقط للتدليل على عملية القبض على الهواء مباشرة على نطاق واسع، ولكن أيضا لإظهار كيف يمكنك ان تجعل الوصول إليها بحرية CO ₂ - وهذا الجانب من التجاوز، كما BECCS مبين، يمكن أن يكون من الصعب الوصول إليها.

في جولة في المحطة التجريبية ، رفض جيف هولمز ، وهو طالب سابق في الصين ومدير تطوير الأعمال لديه ، الإعجاب بالمشروع ، موضحًا أنه يمكن التقاط ثاني أكسيد الكربون باستخدام معدات كيميائية للمدرسة.

في تجربة هندسة الكربون ، التي تتم في موقع بناء وفي حظيرة ، تعمل أربعة هياكل ، توحدها أنابيب مختلفة ، وكل هذا يذكر ببعض ألعاب الفأر العبقرية الفريدة ذات الحجم الضخم. في المرحلة الأولى ، يتم امتصاص ثاني أكسيد الكربون ، المكون للحمض في محلول ، بواسطة هيدروكسيد البوتاسيوم (القاعدة). في آلة ضغط قوالب صوامع ، يتم تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى قوالب من كربونات الكالسيوم (الطباشير) من خلال رد فعل آخر من دروس الكيمياء في المدرسة الثانوية. عندما تحملهم في يدك ، تشبه الكرات البيضاء الصغيرة. من الناحية النظرية ، في مثل هذه القوالب CO ₂يمكن تخزينها إلى الأبد. يتم بعد ذلك تسخين القوالب في مكلس لإطلاق ثاني أكسيد الكربون ، ولإغلاق العملية ، تتم معالجة الكالسيوم المتبقي للخطوة التالية. تمتص العملية الهواء والماء والكهرباء فقط ، والتي يتم توفيرها بالكامل تقريبًا في كولومبيا البريطانية من خلال محطات الطاقة الكهرومائية للطاقة المتجددة. الناتج تيار نظيف من ثاني أكسيد الكربون.

الخطوة التالية: صنع شيء يباع من ثاني أكسيد الكربون. في هذا العام ، بدأت شركة Climeworks السويسرية المملوكة مباشرة ، بيع ثاني أكسيد الكربون إلى دفيئة مجاورة. قررت شركة كربون للهندسة إنتاج وقود شبيه بالبنزين باستخدام عملية فيشر تروبش. تنبثق هذه التكنولوجيا من عشرينيات القرن العشرين ، وعادة ما تستخدم الفحم والهيدروجين منها. خلال الحرب العالمية الثانية ، استخدم الألمان هذه التكنولوجيا بسبب نقص النفط. لكن هندسة الكربون تنتج الهيدروجين من الماء. باستخدام هذه المواد ، يمكن للمحطة التجريبية إنتاج عدة براميل من الوقود الاصطناعي النظيف في اليوم ، والتي بسعر 60 دولارًا للبرميل ، لن تدفع مقابل العديد من رواتب الشركة التي توظف 32 شخصًا.

يقول المخرج أدريان كورليس: "يستغرق تطوير مثل هذه التكنولوجيا الكثير من الوقت والكثير من المال". وقال إنه على مدار أربع سنوات ، تخطط الشركة للتوسع إلى محطة عرض قادرة على إنتاج آلاف البراميل من الوقود يوميًا. تشمل الأسواق المحتملة ولايات مثل كاليفورنيا أو كولومبيا البريطانية التي تشجع الشركات على استخدام أنواع وقود أكثر كفاءة. هذه القواعد يمكن أن تجعل مثل هذا الوقود أكثر تنافسية.

هل يعتبر الوقود الذي تتلقاه الشركة انبعاثات سلبية؟ لا - في أفضل الأحوال ، هذه عملية محايدة للكربون ، لأن جميع الذرات التي تم التقاطها ستعود إلى الغلاف الجوي عندما يحترق الوقود. لكن من الناحية النظرية هذه الشركة يمكن أن تدفع محطة الحصول على الانبعاثات السلبية لتصنيع الوقود ضخ CO ₂تحت الأرض - إذا كان السوق على استعداد لدفع ثمن هذه الخدمة.

من مكتبه في كامبردج ، أخبرنا كيث ، المعروف بعمله الرائد في الهندسة الجيولوجية الشمسية ، على سكايب أنه أسس هندسة الكربون ، حيث أعجبه التقاط الهواء المباشر "وهي تقنية سيكون من الجميل امتلاكها إذا عرفنا كم تكلف ". وأوضح لاحقًا: "إن أفضل طريقة أعرفها لمعرفة التكلفة هي أن نشمر عن سواعدك وأن نغمر نفسك في العملية الهندسية".

ولكن عند مناقشة قضايا التأثير العالمي ، لم تصف كيت هذه التكنولوجيا بأنها عصا سحرية - وبقية أعضاء الفريق لديهم نفس الرأي. وقال إن تكنولوجيا التقاط الهواء المباشر منخفضة التكلفة سيكون لها "فوائد بيئية كبيرة". لا يحب كيث الصفات مثل "المبتكر" و "الرائد" ، أو حتى "المثير للاهتمام" ، الذي بدأنا نعتقد أنه بسبب ظهور نوع من التكنولوجيا الثورية يمكن أن ينقذ العالم. يتذكر أن بعض أهم التطورات التكنولوجية التي تهدف إلى التخفيف من تغير المناخ لم تكن مثل الإنجازات المفاجئة ، ولكن قصص النجاح المتسقة المؤلمة للنجاح الهندسي - على سبيل المثال ، الانخفاض التدريجي في الألواح الشمسية السعرية ، والتي كانت موجودة من حيث المبدأ منذ عام 1970 ق.من أجل لفت انتباه الموظفين إلى ذلك ، في الأيام الأولى من وجود الشركة ، قام حتى بتعليق لافتة في المكتب عليها نقش "لا علم".

يعتقد كيث أننا بحاجة إلى بحث منسق حول جميع أنواع تقنيات الانبعاثات السلبية ، حيث أن تركيز الكربون قد ارتفع بالفعل. يقول كيث: "إن الحد من الانبعاثات لن يحل مشكلة المناخ". "سيوقف ببساطة تطور الأحداث من سيء إلى أسوأ."

عند زيارة هندسة الكربون ، يصبح من الواضح أن هذه الدراسات لن تتطلب فقط حلولاً مفاهيمية أو مراجعة لمعايير نماذج الكمبيوتر ، ولكن أيضًا ، كما يقول كيث ، "طحن هذه المهمة" ، على أساس يومي ، لعدة سنوات - فقط لتحويل التكنولوجيا ، كل التي كانت مكوناتها موجودة في المختبرات لعقود ، إلى واقع ذي معنى. ومن الواضح أيضًا مدى صعوبة مثل هذا البحث التطبيقي ، حتى بالنسبة للعبقري البصيرة بتمويل من المليارديرات والنهج المتفائل في العمل الذي تتوقعه من فريق من المهندسين الكنديين.

عبر الهاتف بعد ساعات قليلة من إنشاء الفريق لما يسميه الجميع ببساطة "الوقود الأول" ، يشرح هولمز بفرح أن هندسة الكربون ليست في الواقع أول شركة لتصنيع الوقود المشتق من ثاني أكسيد الكربون من الهواء. لكنه يؤكد أنهم أول من يفعل ذلك على المعدات التي يمكن تحجيمها على نطاق صناعي. أولاً بمعنى إظهار الفائدة المحتملة للتكنولوجيا.


في مصنع كربون للهندسة في سكواميش ، كولومبيا البريطانية ، كندا ، ينتج المهندسون وقود السيارات من مواد كيميائية غير قابلة للمزج في الهواء مختلطة بالماء.



الحديث عن تغير المناخ في الولايات المتحدة يتعلق بالحديث عن كيفية خروج ترامب من اتفاقية باريس للمناخ - و ليس عن ما هو مكتوب بخط صغير.

إذا سارت الانتخابات بشكل خاطئ ، فقد تكون الانبعاثات السلبية جزءًا من مناقشتنا. بعد أيام قليلة من انتخابات عام 2016 في اجتماع في مراكش ، نشر جون كيري ، وزير الخارجية آنذاك ، تقريرًا طموحًا يصف كيف يمكن للولايات المتحدة "إزالة الكربون بشكل عميق" عن طريق خفض انبعاثات غازات الدفيئة بنسبة 80٪ أو أكثر بحلول عام 2050. في التقرير ، الجهات الفاعلة الرئيسية هي الانبعاثات السلبية و BECCS ، بالإضافة إلى سيناريوهين - أحدهما يعين دورًا محدودًا لـ BECCS ، والآخر يستبعده تمامًا. تقول إميلي ماكجلين ، التي كتبت هذا الجزء من التقرير ، أنه يمكن تحقيق هذا الهدف دون أي تقنيات انبعاث سلبية - سيكون أكثر تكلفة.

عندما سئل عن كيفية الارتباط بنتائج نماذج التقييم المتكاملة المتضاربة ، يتنهد ماكجلين. "إن معظم التنبؤات IPCC مهمة هي أن نغطي، إذا فشلنا في فهم كيفية إزالة CO ₂ من الغلاف الجوي، لأننا لم نكن نعمل بأسرع ما يمكن، - كما تقول. أعتقد أن هذا هو الأهم ».

ومع ذلك ، لم يتم ذكر الانبعاثات السلبية في اتفاقية باريس أو في مفاوضات المناخ الدولية الرسمية. كما أشار مؤخرابيترز وجيدن ، لم يذكر بلد واحد BECCS في خططهم الرسمية لخفض الانبعاثات لتحقيق هدف 2 درجة مئوية ، ولم يذكر سوى اثني عشر منهم استخراج الكربون وتخزينه. لا يطور السياسيون على وجه التحديد خططًا معقدة لتنفيذ BECCS ، حيث تمتد سلاسل التوريد عبر القارات ، مع مراعاة الكربون الذي استمر لعقود. لذلك حتى إذا ثبت أن الانبعاثات السلبية من أي نوع قابلة للتطبيق من الناحية الفنية والاقتصادية ، فمن الصعب فهم كيف يمكن تنفيذها على الصعيد العالمي في الوقت الضئيل الذي تركناه - من 13 إلى 3 سنوات فقط ، كما تتوقع بعض السيناريوهات.

إذا قمنا بدراسة BECCS والتقاط الهواء المباشر أكاديميًا بحتًا ، فمن الواضح بشكل خاص أن سرعة تنفيذها محدودة للغاية ، وأن المصممين والمهندسين والسياسيين وكل شخص آخر قد يواجهون الحاجة إلى إدخال انبعاثات سلبية.

في بريطانيا وأوروبا ، يبحث الأشخاص على الأقل عن الانبعاثات السلبية ، وإن لم يكن بالسرعة التي يرغب بها رجل الأعمال في BECCS هنريك كارلسون. شركته لديها موظف واحد. ويقول إن التمويل "صفر". ومع ذلك ، فإن كارلسون متفائل بشأن المشروع ، الذي من المقرر تنفيذه مع مصفاة النفط السويدية.

وفي الوقت نفسه ، أطلقت بريطانيا أول برنامج حكومي لدراسة الانبعاثات السلبية - وإن كان بسعر متواضع يبلغ 11.5 دولارًا ، ولكن هذه ليست سوى البداية. من المرجح أن يتم نشر المفاوضات و BECCS على نطاق واسع في المفاوضات الدولية الخريف المقبل في التقرير الخاص للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ حول كيفية وصول العالم إلى هدفه عند 1.5 درجة مئوية. صرح بذلك محرر التقارير Joery Rogeli ، الذي تحدث معنا على سكايب في أكتوبر ، عندما كانت درجة حرارة نيويورك 32 درجة مئوية - قبل وقت قصير من إنهاء وكالة حماية البيئة ، سكوت بريويت خطة الطاقة النظيفة.

في ترامب أمريكا ، نحرق ميزانية الكربون كما لو أن الغد لن يأتي أبدًا. لم يتم استخدام تقرير منتصف القرن المقدم في مراكش - وتم حذف بيانات المناخ مؤخرًا من موقع وكالة حماية البيئة ، وتم أرشفته فقط. ولكن من هناك يمكن تنزيلها إذا لزم الأمر في المستقبل.

وسنفعل ذلك.

المؤلفون: الصحفي ومعلم الأدب آبي رابينوفيتش ، الذي كتب لصحف مثل نيويورك تايمز ، الجارديان ، الجمهورية الجديدة ، بوزفيد ونائب ؛ محاضرة الهندسة الكيميائية أماندا سيمسون في كلية كوبر يونيون ، حيث تركز أيضًا على أبحاث الطاقة المتجددة.