هل يمكننا حقًا إخراج ثاني أكسيد الكربون من الهواء؟

الإنسانية على جليد رقيق . فقط التخفيضات السريعة في استخدام الوقود الأحفوري ، وزيادة الكفاءة والتخفيضات الكبيرة في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في جميع القطاعات يمكن أن تعني أننا نتجنب أسوأ ما في تغير المناخ ، وفقًا لتقرير جديد نشرته اللجنة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ التابعة للأمم المتحدة.

يجب أن يكون التقرير الجديد بمثابة “دليل للبقاء على قيد الحياة للبشرية”، وفقًا للأمين العام للأمم المتحدة أنطونيو جوتيريش ، الذي أوصى بـ ” كل شيء ، في كل مكان ، دفعة واحدة” ” للعمل المناخي.

إلى جانب تدابير تقليل كمية الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي، من المحتمل أن يتضمن هذا النهج إجراءً آخر يراه العلماء ضروريًا بشكل متزايد ، إذا كان محبطًا ، وهو إزالة ثاني أكسيد الكربون (CO2).

يشير المصطلح إلى مجموعة متنوعة من الآليات والتقنيات التي من شأنها سحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء وحبسه حتى لا يساهم في تأثير الاحتباس الحراري الذي يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة كوكبنا.

الفكرة هي عكس الانبعاثات التي يضخها البشر في الغلاف الجوي. تشمل التقنيات المطروحة على الطاولة كل شيء بدءًا من التقاط الهواء المباشر أو الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) إلى الفحم الحيوي أو التجوية المعززة للصخور.

ولكن ما مدى جدوى توسيع نطاق الأساليب المقترحة المتنوعة لإزالة ثاني أكسيد الكربون إلى المستويات التي من شأنها أن تحدث فرقًا ذا مغزى في المناخ؟ هل بعض الخيارات أفضل من الأخرى؟ وما هي المخططات التي تتعرض لخطر كونها مجازفة للغاية بحيث لا تتاح لها أي فرصة على الإطلاق؟

نظرًا لأن العالم فشل منذ عقود في الحد من ارتفاع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، فإن العديد من العلماء ينظرون الآن إلى شكل من أشكال إزالة ثاني أكسيد الكربون على أنه ضروري للحد من تغير المناخ الخطير.

يقول روب بيلامي، المحاضر في المناخ والمجتمع بجامعة مانشستر، إن تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ يوضح أن إخراج ثاني أكسيد الكربون من الهواء “ليس مجرد خيار – ولكنه ضرورة”، لكنه حذر من أن طرق إزالة الكربون تجلب أيضًا مخاطر كبيرة لكل من الناس والبيئة.

وأضاف”نحن الآن بحاجة إلى محادثة مجتمعية واسعة النطاق حول الأساليب التي يجب المضي قدمًا بها ، وكيفية تحفيزها ، وفي النهاية كيفية التحكم فيها. لا تخطئ ، نحن بحاجة إلى إزالة الكربون؛ لكننا بحاجة إلى القيام بذلك بمسؤولية.”

على وجه الخصوص، يشير تقرير IPCC الجديد إلى أن إزالة ثاني أكسيد الكربون ستكون ضرورية لموازنة “انبعاثات غازات الدفيئة المتبقية التي يصعب تخفيفها” من أجل الوصول إلى صافي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أو انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. تشمل القطاعات التي تحتوي على هذه الانبعاثات التي يصعب تخفيفها الزراعة والطيران والشحن والعمليات الصناعية ، كما يشير التقرير (تعتبر هذه القطاعات من الصعب الحد من الانبعاثات إما بسبب نقص التكنولوجيا أو ارتفاع تكلفة إزالة الكربون).

لكن ليس كل العلماء يتفقون. يشعر البعض بالقلق بشأن جدوى إزالة ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع ويقولون إنه سيكون من الخطأ الاعتماد بشكل كبير عليه.

كما حذروا من أنه يمكن أن يوفر ذريعة غير مبررة ومحفوفة بالمخاطر للحكومات لتجنب التخفيضات العميقة للانبعاثات اللازمة لمعالجة تغير المناخ.

“تُظهر تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أنه يمكننا منع حدوث ضرر لا رجعة فيه للناس والكوكب إذا قمنا بتوسيع نطاق الحلول المؤكدة المتاحة الآن: استبدال الوقود الأحفوري بمصادر متجددة ، وزيادة كفاءة الطاقة ، وتقليل استخدام الطاقة والموارد هي الطريق الأضمن للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري 1.5C “، كما تقول ليلي فور، نائبة مدير برنامج المناخ والطاقة ، في مركز القانون البيئي الدولي (Ciel) ، وهي شركة قانونية بيئية غير ربحية مقرها في جنيف ، سويسرا.

يقول فوهر: “إن بناء استراتيجيات التخفيف الخاصة بنا على النماذج التي تحبس بدلاً من ذلك النمو غير العادل وتتجنب بشكل ملائم مخاطر المثبتات التقنية مثل التقاط الكربون وتخزينه وإزالة ثاني أكسيد الكربون ، يتجاهل رسالة التوضيح ويزيد من احتمالية التجاوز”.

في وقت سابق من هذا العام ، قدم تقرير بقيادة باحثين في جامعة أكسفورد أول تقييم كامل على الإطلاق للحالة الحالية لإزالة ثاني أكسيد الكربون من قبل البشر على مستوى العالم .

حسبت هذا الرقم بحوالي ملياري طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا ، الغالبية العظمى من الأرض، وهذا يعادل 5٪ تقريبًا من 36.6 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في الغلاف الجوي عن طريق استخدام الوقود الأحفوري والأسمنت في عام 2022.

ووجد التقرير أنه لا يوجد حاليًا سوى عدد قليل من الخطط من قبل البلدان لتوسيع نطاق إزالة ثاني أكسيد الكربون فوق المستويات الحالية.

في تقييماتها الخاصة ، تنظر الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ في مسارات مختلفة لتحقيق تخفيضات في الانبعاثات تتماشى مع درجات الطموح المختلفة.

تتطلب معظم هذه المسارات الآن مستوى معينًا من تقنيات إزالة ثاني أكسيد الكربون ، وجميع السيناريوهات المتوافقة مع أهداف اتفاقية باريس للحد من الاحترار إلى 1.5 درجة مئوية أو أقل بكثير من 2 درجة مئوية تتضمن على الأقل بعض إزالة ثاني أكسيد الكربون.

يسير العالم حاليًا على المسار الصحيح لارتفاع 2.4 درجة مئوية بحلول عام 2100 إذا تم تنفيذ جميع تعهدات الأمم المتحدة بشأن المناخ بالكامل ، أو 2.8 درجة مئوية بحلول عام 2100 إذا تم النظر فقط في سياسات المناخ المعمول بها بالفعل.

ومع ذلك ، فإن المقدار الدقيق للإزالة اللازمة للوصول إلى هذا المستوى يعتمد بشدة على التخفيضات التي يتم إجراؤها على الانبعاثات – مما يجعل من الصعب تحديد رقم دقيق لها. تتطلب السيناريوهات التي تظهر تخفيضات حادة وسريعة للانبعاثات أقل كمية لإزالة ثاني أكسيد الكربون.

تسمح بعض سيناريوهات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أيضًا بـ “التجاوز المناخي” – وهي الفترة التي يتم فيها تجاوز أهداف درجة الحرارة العالمية مؤقتًا قبل التراجع إلى القيمة المستهدفة. يقول IPCC إن خفض درجات الحرارة مثل هذا يتطلب نوعًا من إزالة ثاني أكسيد الكربون.

ما هي الخيارات؟

هناك مجموعة كبيرة ومتنوعة من الطرق المختلفة التي يمكننا من خلالها إزالة ثاني أكسيد الكربون من الهواء، تجدر الإشارة إلى أنه لم يتم إثبات أي أساليب تكنولوجية على نطاق واسع.

يوضح الرسم البياني أدناه إمكانية الحد من الانبعاثات المقدرة للعديد من التقنيات المختلفة من تقييم إزالة ثاني أكسيد الكربون.

الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) هي الطريقة التكنولوجية الأبرز في تقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ. هنا ، تُزرع الأشجار لتلتقط ثاني أكسيد الكربون قبل حرقها في مصنع للحصول على الطاقة. يتم التقاط الانبعاثات من المصنع وتخزينها بشكل دائم تحت الأرض ، وهي ممارسة تُعرف باسم CCS.

هناك طريقة تكنولوجية أخرى تمت مناقشتها كثيرًا لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وهي الالتقاط المباشر للهواء (DAC).

تستخدم هذه التقنية آلات لسحب ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء، إذا تم تخزين ثاني أكسيد الكربون بشكل دائم تحت الأرض باستخدام احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ، فإن الانبعاثات الكلية تكون سالبة.

ركزت الغالبية العظمى من الاستثمار بين عامي 2020 و 2022 على هذا الشكل من إزالة ثاني أكسيد الكربون.

استخدام الفحم الحيوي لإزالة ثاني أكسيد الكربون ، في الوقت نفسه ، قد يتضمن استخدام الكتلة الحيوية مثل الأشجار أو المواد النباتية ، التي احتجزت الكربون أثناء النمو، حيث يتم تسخينها (تسخينها في غياب الأكسجين) لإنتاج مادة سوداء تشبه الفحم تتكون أساسًا من عنصر كربون. يمكن بعد ذلك إضافة هذا الفحم الحيوي إلى التربة ، نظريًا لحبس الكربون بعيدًا.

كما تم اقتراح تحسين التجوية الصخرية كطريقة لإزالة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

سيتكون هذا من نشر كميات كبيرة من صخور السيليكات المطحونة بدقة مثل البازلت على الأرض في محاولة لتقليد التجوية الطبيعية للصخور ، مما يؤدي في النهاية إلى احتباس ثاني أكسيد الكربون في المحيط على شكل بيكربونات أو حبسه في قاع البحر.

أخيرًا، قلوية المحيطات هي عملية مقترحة أخرى تتضمن إضافة مواد قلوية إلى المحيط مثل صخور السيليكات أو الكربونات لزيادة كمية ثاني أكسيد الكربون التي تستوعبها.

وبالمثل ، فإن تخصيب المحيطات سيشمل تحفيز نمو العوالق النباتية في المحيط لتعزيز عزل الكربون.

على الرغم من أن هذه الأساليب “الجديدة” لثاني أكسيد الكربون لا تزال في الواقع في مهدها ، على الرغم من كونها مبالغًا فيها. يلاحظ ستيف سميث ، المدير التنفيذي لـ Oxford Net Zero و CO2RE في جامعة أكسفورد والمؤلف الرئيسي لتقييم إزالة ثاني أكسيد الكربون ، أنه حتى الجمع بين جميع الأساليب المذكورة أعلاه يزيل فقط مليوني طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا (Mt CO2 / سنة)، هذا مبلغ يساوي 0.005٪ من انبعاثات الوقود الأحفوري والأسمنت العالمية في عام 2022.

وفقًا لتقييم إزالة ثاني أكسيد الكربون ، يجب أن ينمو الالتقاط من خلال هذه الأساليب بمقدار أربعة إلى ستة أوامر من حيث الحجم بحلول منتصف القرن لتلبية أهداف درجة الحرارة لاتفاقية باريس.

وأشار التقييم إلى أن هناك طرقًا أخرى لالتقاط الكربون وتخزينه ، وهي بالفعل قيد الاستخدام على نطاق أوسع بكثير. في الواقع ، 99.9٪ من 2 جيجا طن من إزالة ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية والتي تحدث كل عام تحدث من خلال طرق ندير بها الأرض – ولا سيما إدارة الغابات والتشجير وإعادة التحريج .

إن استعادة النظم البيئية الأخرى التي تخزن الكثير من الكربون ، مثل أراضي الخث وأشجار المانغروف هي أيضًا مصادر مهمة.

توفر استعادة هذه النظم البيئية أيضًا منافع مشتركة ضخمة لأنها ضرورية لزيادة المرونة في مواجهة آثار تغير المناخ ومعالجة أزمة التنوع البيولوجي .

حدود الانبعاثات السلبية

ومع ذلك ، لا تزال هناك حدود لمقدار قدرة هذه الأنظمة الطبيعية على احتجاز الكربون.

حذر العلماء من أننا يجب ألا نضع الكثير من الثقة في الأشجار لإنقاذنا ، وأنهم بالتأكيد لا يستطيعون عكس تغير المناخ بمفردهم. هناك أيضًا مخاطر تتمثل في أن استعادة هذه النظم البيئية قد لا تكون دائمة ، خاصة مع ارتفاع درجات الحرارة ، وبالتالي فإن ثاني أكسيد الكربون الذي خزنته قد ينتهي به الأمر إلى إطلاقه مرة أخرى في الغلاف الجوي.

ويحذر العلماء من أنه قد تكون هناك مشكلات كبيرة تتعلق بتوسيع نطاق العديد من التقنيات الجديدة أيضًا، على سبيل المثال، يعتبر العديد من الخبراء أن قلونة المحيطات والتخصيب محفوف بالمخاطر للغاية بالنسبة للبيئة البحرية ويعتقدون أنها قد لا تعمل على أي حال.

في غضون ذلك ، سيتطلب نشر الطاقة الحيوية على نطاق واسع باستخدام تقنية احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ، تحويل مساحات شاسعة من الأراضي إلى محاصيل الطاقة الحيوية ، مما قد يؤدي بدوره إلى تعريض النظم الغذائية والحفاظ على النظم البيئية للخطر.

هناك مخاوف مماثلة بشأن كمية الأراضي الكبيرة التي ستكون مطلوبة لإنتاج الفحم الحيوي ( التأثيرات طويلة المدى لاستخدام الفحم الحيوي على نطاق واسع غير معروفة أيضًا ) ، ودرجات الحرارة المرتفعة اللازمة لإنتاج الفحم الحيوي تتطلب الكثير من الطاقة .

وبالمثل ، فإن تكسير الصخور لتحسين تجوية الصخور من شأنه أيضًا أن يستخدم الكثير من الطاقة وقد يكون مكلفًا للغاية.

Dac مع CCS هو أيضًا كثيف الطاقة ويمكن أن يكون مكلفًا للغاية لنشره على نطاقات كبيرة، على الرغم من أن بعض العلماء يعملون على طرق جديدة يأملون أن تكون أرخص.

هناك أعداد متزايدة من مرافق احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في جميع أنحاء العالم ، ولكن تخزين الكربون لم يتحقق بعد على نطاق واسع ، وتلاحظ الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ ، أنها حاليًا أقل بكثير مما هو مطلوب.

ومع ذلك ، تقول الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ أن هناك سعة تخزين جيولوجية تقنية كافية على مستوى العالم لجميع عمليات تخزين ثاني أكسيد الكربون اللازمة حتى عام 2100 للحد من الاحتباس الحراري إلى 1.5 درجة مئوية.

على الرغم من أن العلماء يستقرون على الحاجة إلى انبعاثات سلبية في مرحلة ما في المستقبل، إلا أن نصيب الأسد من فجوة الانبعاثات حتى عام 2030 لا يزال يتعين سدها عن طريق خفض الانبعاثات ، كما يقول سميث.

وفي حالة عدم وجود سياسات جديدة لمعالجة تغير المناخ ، فإننا نصل تقريبًا إلى خط ثابت للانبعاثات العالمية خلال الفترة 2020-2030. ويقول إن إزالة ثاني أكسيد الكربون تصبح بعد ذلك أمرًا بالغ الأهمية – خاصة على المدى الطويل.

رداً على التقرير الجديد للفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ، وصفت الناشطة المناخية جريتا ثونبرج فشل من هم في السلطة في التعامل مع أزمة المناخ بأنه “خيانة غير مسبوقة”.

للأسف ، ربما يكون العالم الآن قد دخل إلى منطقة الاضطرار إلى إصلاح الضرر باستخدام أساليب أكثر صعوبة وخطورة بكثير مما كان يمكن أن يكون لوقف الانبعاثات في المقام الأول.

تابعنا على تطبيق نبض