إسفنجة كبيرة.. تقنية جديدة لإزالة ثاني أكسيد الكربون من مياه البحر لمواجهة الاحتباس الحراري

المحيطات، التي تغطي معظم الكرة الأرضية، هي بالفعل أحواض الكربون الرئيسية على كوكب الأرض، وتعمل كعازل حاسم في أزمة المناخ، حيث تمتص ربع إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بالإضافة إلى 90 % من الاحترار الذي حدث في العقود الأخيرة بسبب زيادة غازات الاحتباس الحراري.

لقد عمل العلماء من جامعة كاليفورنيا لوس أنجلوس (UCLA) لمدة عامين على مشروع SeaChange – وهو مشروع طموح يمكن أن يزيد يومًا ما كمية ثاني أكسيد الكربون، وهو أحد الغازات الدفيئة الرئيسية، والذي يمكن أن تمتصه بحارنا.

هدفهم هو “استخدام المحيط كإسفنجة كبيرة”، وفقًا لجوراف سانت، مدير معهد إدارة الكربون بالجامعة (ICM)، لكنهم يشعرون بالتوتر، يزداد حموضة المحيطات، كما أن ارتفاع درجات الحرارة يقلل من قدرتها على الامتصاص.

استخدام عملية كهروكيميائية لإزالة الكربون من المياه

يريد فريق جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس زيادة هذه السعة باستخدام عملية كهروكيميائية لإزالة كميات هائلة من ثاني أكسيد الكربون الموجود بالفعل في مياه البحر – بدلاً من عصر الإسفنج للمساعدة في استعادة قدرته على الامتصاص.

وقال سانت لوكالة فرانس برس، “إذا كان بإمكانك التخلص من ثاني أكسيد الكربون الموجود في المحيطات، فأنت تجدد بشكل أساسي قدرتها على امتصاص ثاني أكسيد الكربون الإضافي من الغلاف الجوي”.

في ميناء لوس أنجلوس، تحتوي البارجة ذات المظهر الغريب المغطاة بالأنابيب والخزانات على مفهوم يأمل في المساعدة في معالجة ظاهرة الاحتباس الحراري.

مسحوق أبيض ناعم

قام المهندسون ببناء مصنع صغير عائم على قارب طوله 100 قدم (30 مترًا) يضخ مياه البحر ويخضعها لشحنة كهربائية.

تؤدي التفاعلات الكيميائية الناتجة عن التحليل الكهربائي إلى تحويل ثاني أكسيد الكربون المذاب في مياه البحر إلى مسحوق أبيض ناعم يحتوي على كربونات الكالسيوم – المركب الموجود في الطباشير والحجر الجيري والمحار أو أصداف بلح البحر.

وأوضح سانت، أن هذا المسحوق يمكن التخلص منه مرة أخرى في المحيط، حيث يظل في حالة صلبة، وبالتالي تخزين ثاني أكسيد الكربون “بشكل دائم للغاية … على مدى عشرات الآلاف من السنين”.

وفي الوقت نفسه، تعود المياه التي يتم ضخها إلى البحر، لتكون جاهزة لامتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.

يثق سانت وفريقه من أن العملية لن تضر بالبيئة البحرية، على الرغم من أن هذا سيتطلب مزيدًا من الاختبارات للتأكيد.

الهيدروجين كمنتج ثانوي

من الفوائد الإضافية المحتملة للتقنية أنها تنتج الهيدروجين كمنتج ثانوي، مع تقدم ما يسمى بـ “الثورة الخضراء”، يمكن استخدام الغاز على نطاق واسع لتشغيل السيارات والشاحنات والطائرات النظيفة في المستقبل.

بطبيعة الحال، فإن الأولوية في كبح ظاهرة الاحتباس الحراري، هي أن يقلل البشر بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الحالية – وهو أمر نكافح من أجل تحقيقه.

لكن في موازاة ذلك، يقول معظم العلماء، إن تقنيات احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في الحفاظ على كوكب الأرض صالحًا للعيش.

يمكن أن تساعد إزالة ثاني أكسيد الكربون (CDR) في تحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050، لأنها تعوض الانبعاثات من الصناعات التي يصعب بشكل خاص إزالة الكربون منها، مثل الطيران، وإنتاج الأسمنت والصلب.

يمكن أن يساعد في معالجة مخزونات ثاني أكسيد الكربون التي تراكمت في الغلاف الجوي منذ عقود.

حل واعد

سيتطلب إبقاء الاحتباس الحراري تحت السيطرة إزالة ما بين 450 مليار و 1.1 تريليون طن من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بحلول عام 2100، وفقًا للتقرير العالمي الأول المخصص لهذا الموضوع، والذي صدر في يناير.

قال جريجوري نيميت، الأستاذ في جامعة ويسكونسن ماديسون، أحد مؤلفي هذا التقرير، إن ذلك سيتطلب من قطاع CDR “أن ينمو بمعدل حوالي 30 % سنويًا على مدى الثلاثين عامًا القادمة، تمامًا مثل ما حدث مع طاقة الرياح والطاقة الشمسية”.

وأوضح نيميت،  إن تقنية SeaChange التابعة لجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس “تتناسب مع فئة من الحلول الواعدة التي يمكن أن تكون كبيرة بما يكفي لتكون ذات صلة بالمناخ”.

التقاط الهواء المباشر

من خلال عزل ثاني أكسيد الكربون في شكل معدني داخل المحيط ، فإنه يختلف بشكل ملحوظ عن طرق “التقاط الهواء المباشر” (DAC) الحالية ، والتي تتضمن ضخ الغاز وتخزينه تحت الأرض من خلال عملية معقدة للغاية ومكلفة.

تعود المياه التي يتم ضخها إلى البحر، لتكون جاهزة لامتصاص المزيد من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي.
تخطط شركة مبتدئة ، Equatic ، لتوسيع نطاق تقنية UCLA وإثبات جدواها التجارية ، من خلال بيع أرصدة الكربون للمصنعين الراغبين في تعويض انبعاثاتهم.

بالإضافة إلى بارجة لوس أنجلوس ، يتم حاليًا اختبار قارب مماثل في سنغافورة، يأمل سانت أن تؤدي البيانات من كلا الموقعين بسرعة إلى بناء مصانع أكبر بكثير قادرة على إزالة “آلاف الأطنان من الكربون” كل عام، قائلا: “نتوقع أن نبدأ تشغيل هذه المصانع الجديدة في غضون 18 إلى 24 شهرًا”.