قواعد جديدة لتقليل الانبعاثات الضارة الناجمة عن القطاع الصناعي بحوالي 85% في العالم
الحديد والصلب والمواد الكيميائية والأسمنت والمواد الغذائية والمشروبات تمثل ربع انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية
يمكن تقليل الانبعاثات الضارة الناجمة عن القطاع الصناعي بنسبة تصل إلى 85% في جميع أنحاء العالم، وفقًا لبحث جديد. وينبعث من هذا القطاع، الذي يشمل الحديد والصلب، والمواد الكيميائية، والأسمنت، والمواد الغذائية والمشروبات، نحو ربع انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية – الغازات المسببة للاحتباس الحراري التي تؤدي إلى تغير المناخ والطقس المتطرف.
وجدت دراسة جديدة، بقيادة جامعة ليدز كجزء من مساهمتها في مركز أبحاث الطاقة في المملكة المتحدة (UKERC)، أن إزالة الكربون من القطاع أمر ممكن من الناحية الفنية من خلال مزيج من التقنيات “عالية ومنخفضة النضج” – تلك التي تم تجربتها واختبارها، إلى جانب التكنولوجيا القادمة التي ليست جاهزة بعد للاستخدام في الصناعة.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، أحمد جيلاني، زميل باحث في إزالة الكربون الصناعية في كلية ليدز للهندسة الكيميائية والعمليات، “إن إزالة الكربون هي أولوية عالمية للحكومات والشركات والمجتمع ككل، لأنها تلعب دورًا حيويًا في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.
“تمثل النتائج التي توصلنا إليها خطوة كبيرة إلى الأمام في المساعدة على تصميم استراتيجيات إزالة الكربون الصناعية وهذا احتمال مشجع حقًا عندما يتعلق الأمر بصحة الكوكب في المستقبل.”
صافي الهدف صفر
هذا البحث الجديد، الذي نشر في مجلة جول، بحث في الطرق التي يمكن بها تحقيق ذلك للصناعة، ووجدت أن التقنيات الراسخة “متوسطة إلى عالية النضج” التي تتضمن احتجاز الكربون وتخزينه، أو تحويل الوقود إلى الهيدروجين أو الكتلة الحيوية، يمكن أن توفر في المتوسط ما يقرب من 85٪ من الانبعاثات في معظم القطاعات الصناعية.
ويشير أيضًا إلى أن التقنيات الكهربائية منخفضة النضج، مثل المفرقعات البخارية الكهربائية – والتي تعد من المعدات الرئيسية لإنتاج المنتجات البتروكيماوية – يمكنها نظريًا إزالة الكربون بنسبة تتراوح بين 40% و100% من الانبعاثات المباشرة لهذا القطاع. ويمكن لتقنيات الكهربة الجديدة الأخرى أن تساعد أيضًا في تقليل الانبعاثات الناتجة عن العمليات كثيفة الاستهلاك للطاقة مثل الفولاذ والأسمنت والسيراميك، والتي لم يكن يُعتقد في بعض الحالات أنها ممكنة من قبل.
تمكين الكهربة الصناعية
وقد تم بالفعل تضمين بعض نتائج الدراسة في مشاورة حول تمكين الكهربة الصناعية من قبل وزارة أمن الطاقة في المملكة المتحدة وNet Zero.
تُستخدم المنتجات الصناعية مثل الصلب والمواد الكيميائية والأسمنت على نطاق واسع في الاقتصاد العالمي. لقد زاد الطلب على هذه المواد وإنتاجها بشكل ملحوظ خلال العقود الأخيرة، مما أدى إلى ارتفاع استهلاك الطاقة وانبعاثات الغازات الدفيئة. ومع ذلك، سيتعين القضاء على الانبعاثات الصناعية العالمية تقريبًا لتحقيق أهداف اتفاق باريس بشأن تغير المناخ.
وقال بيتر تايلور، المؤلف المشارك للدراسة وأستاذ أنظمة الطاقة المستدامة في كليات الأرض والبيئة والهندسة الكيميائية وهندسة العمليات في ليدز، إن “إزالة الكربون الصناعية تمثل تحديًا مقارنة بالقطاعات الأخرى ولكن يمكن تحقيقها إذا كانت قائمة على الأدلة”.
تم تصميم الاستراتيجيات لتمكين تطوير تقنيات جديدة، وتشجيع الاستثمار في البنية التحتية ذات الصلة، وتقليل الحواجز الأخرى التي تجعل من الصعب على الشركات اتخاذ الإجراءات اللازمة.
وأضاف: “بالنسبة للمملكة المتحدة، إذا لم نقم بإزالة الكربون من الصناعة، فلن نحقق أهدافنا المتعلقة بتغير المناخ، وفي نهاية المطاف ستنتقل الصناعة إلى مكان آخر، لأنه على المدى الطويل، سيبحث الناس عن المنتجات المصنوعة في بيئة نظيفة وخضراء”،. وإذا لم تتمكن صناعتنا من إنتاج هذه الأشياء فإنها ستصبح صناعة الماضي، وليست صناعة المستقبل”.
حواجز إضافية
وقال الدكتور جيلاني إن الدراسة تصف إزالة الكربون في القطاع بأنها “ممكنة من الناحية الفنية” لأنه على الرغم من قيام الباحثين بمراجعة التقنيات المطبقة، إلا أنهم لم يأخذوا في الاعتبار العوائق الأخرى، مثل تلك المتعلقة بالقضايا الاجتماعية أو الاقتصادية أو البنية التحتية.
وأضاف: “أردنا أن نكون واضحين بشأن حقيقة أن تركيزنا كان على الجانب الفني لإزالة الكربون الصناعي. هناك بالطبع العديد من العوائق الأخرى التي يجب التغلب عليها. على سبيل المثال، إذا كانت هناك حاجة إلى تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه ولكن وسائل نقل ثاني أكسيد الكربون مطلوبة”، “لم يتم تنفيذ القرار رقم 2 بعد، وهذا النقص في البنية التحتية سيؤخر عملية خفض الانبعاثات. لا يزال هناك قدر كبير من العمل الذي يتعين القيام به”.
ويتأثر استيعاب العديد من تقنيات إزالة الكربون الصناعية حاليًا بارتفاع تكاليف رأس المال والتشغيل، حتى لو كان من الممكن حل التحديات التقنية التي تواجهها.
عادةً ما تكون تكاليف تشغيل تقنيات الكهربة أعلى بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات مقارنة بالتقنيات القائمة على الوقود الأحفوري بسبب ارتفاع تكلفة الكهرباء في العديد من الأسواق.
وأجريت الدراسة بالتعاون مع باحثين من جامعة باث وكلية إمبريال كوليدج لندن، وقامت بتقييم الإمكانات التقنية للانبعاثات وتوفير الطاقة من أهم تقنيات خفض الانبعاثات.
قام الفريق بمراجعة الأبحاث المنشورة ومصادر البيانات الأخرى للعثور على خيارات التخفيض المطبقة في جميع القطاعات ومستوى جاهزيتها التكنولوجية (TRL).
وصلوا إلى رقم 85% من خلال حساب إمكانية خفض الانبعاثات للتكنولوجيات الواعدة في كل قطاع وأخذ المتوسط، وكانت القطاعات التي تم تحليلها هي الحديد والصلب، مواد كيميائية؛ الاسمنت والجير، طعام و شراب؛ لب الورق والورق؛ زجاج؛ الألومنيوم والتكرير والسيراميك.
قال مدير UKERC، البروفيسور روب جروس، “تعد إزالة الكربون الصناعية أولوية بحثية مهمة لـ UKERC حيث أن العثور على الحلول الأكثر ملاءمة يتطلب نهجًا متكاملاً للأنظمة، تعتمد العديد من خيارات التخفيض الصناعي الواعدة على الوصول إلى البنية التحتية الداعمة سواء كانت هيدروجينًا وخطوط أنابيب ثاني أكسيد الكربون، أو توصيلات الكهرباء المحسنة”.
خطوة أولى مهمة
وقال الدكتور جيلاني، إن البحث كان خطوة أولى مهمة لمساعدة صناع السياسات على فهم إمكانات التقنيات المختلفة لخفض الانبعاثات التي يمكن استخدامها في كل قطاع صناعي، وبالتالي مساعدتهم على اتخاذ قرارات مستنيرة حول أفضل طريقة للمضي قدمًا.
ومع ذلك، أشار الفريق أيضًا إلى أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم الإمكانات العملية لتنفيذ هذه التقنيات في مختلف البلدان والمناطق، وسيتطلب ذلك فهمًا دقيقًا للظروف المحلية بما في ذلك السياق الاجتماعي والاقتصادي والسياسة والأسواق والتنظيم ونماذج الأعمال والبنية التحتية وتوافر الموارد.
