نشطاء المناخ ينتقدون خطة اليابان لخفض الانبعاثات.. جدل حول مدى نظافة الأمونيا بيبئيا وقدرتها في إزالة الكربون

كتبت : حبيبة جمال

في أواخر الشهر الماضي، استضافت اليابان مؤتمرها الدولي الثالث بشأن وقود الأمونيا كجزء من سلسلة من الأحداث التي تروج للتحول إلى الطاقة النظيفة.

وكان من بين المتحدثين مسؤولين من وزارة الصناعة، ووكالة الطاقة الدولية، وممثلي الشركات الصناعية العملاقة، من شركة ميتسوبيشي إلى أرامكو، حيث تناولوا موضوعات مثل سلاسل التوريد وإزالة الكربون من صناعة الشحن.

وكان المؤتمر علامة أخرى على التزام اليابان الثابت بحل المناخ الذي يقول النشطاء إنه أبعد ما يكون عن أن يكون نظيفاً وقد لا يتناسب مع الجدول الزمني لعالم يحتاج إلى خفض الانبعاثات بسرعة.

وتأمل الحكومة والصناعات الكبرى في استخدام الأمونيا، وهو غاز يتكون من النيتروجين والهيدروجين، على نطاق واسع للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم عن طريق استبدال جزء من وقود الفحم بالأمونيا في عملية تعرف باسم “CO” إطلاق”، لا تنبعث الأمونيا من ثاني أكسيد الكربون عند حرقها، وبالتالي فإن كمية الأمونيا التي يتم حرقها بشكل مشترك ترتبط ارتباطًا مباشرًا بانخفاض الانبعاثات في المصنع.

ولا يتطلب تجهيز محطة الفحم الحالية للحرق المشترك إجراء تعديلات تحديثية كبيرة، مما يسمح للمرافق بالاستمرار في استخدام أصولها الحالية.

ازالة الكربون من قطاع الطاقة

مثل جميع الدول، تحتاج اليابان بشكل عاجل إلى إزالة الكربون من قطاع الطاقة لديها؛ وشكل الفحم، وهو أقذر أنواع الوقود الأحفوري، 27.8% من مزيج الطاقة في البلاد في عام 2022.

وتهدف خطة الطاقة الحالية للحكومة إلى خفض حصة الفحم إلى 19% بحلول عام 2030، على الرغم من دعوات الأمم المتحدة والمنظمات البيئية لدول منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية بوقف جميع أنواع الوقود الأحفوري.

استخدام الفحم بحلول ذلك الوقت، وتتوقع نفس خطة الطاقة أن توفر الأمونيا، جنبا إلى جنب مع الهيدروجين، 1% من احتياجات اليابان من الطاقة بحلول عام 2030.

ويبدو أن حرق الأمونيا لتوليد الطاقة أمر ممكن من الناحية الفنية – وإن كان مكلفا – ولكن لم يتم تنفيذه على نطاق واسع بعد.

هذا العام، تقوم شركة JERA اليابانية باختبار نسبة حرق مشترك للأمونيا إلى الفحم تبلغ 20:80 في وحدة تابعة لمحطة هيكينان للطاقة الحرارية في محافظة آيتشي.

تهدف JERA إلى زيادة نسبة الإطلاق المشترك تدريجيًا بمرور الوقت، مع الهدف النهائي المتمثل في أن يصبح حرق الأمونيا بنسبة 100٪ متاحًا بحلول عام 2050، في حين تهدف خارطة الطريق الانتقالية للحكومة، إما إلى الاحتراق المخصص أو الإطلاق المشترك جنبًا إلى جنب مع احتجاز الكربون وتخزينه (CCS)، التكنولوجيا بحلول ذلك العام.

ولكن مع اندفاع الحكومة والشركات لإنشاء سلاسل توريد تغذيهم بوقود الأمونيا من جميع أنحاء العالم، يتساءل خبراء سياسة المناخ وتلوث الهواء عما إذا كانت الأمونيا بالفعل وقودًا نظيفًا يمكن أن يساعد في إزالة الكربون في اليابان.

مخاوفهم البيئية ذات شقين. فأولا، يطلق إنتاج الأمونيا الحالي كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، وهذا يعني أن مجرد الاستعاضة عن الفحم بالأمونيا قد لا يساهم في الحد من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

ثانيا، قد يؤدي تلوث الهواء عبر سلسلة توريد الأمونيا إلى الإضرار بصحة البشر والنظم البيئية.

تخفيضات ثاني أكسيد الكربون موضع شك

على الرغم من أن الأمونيا لا تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون عند حرقها، إلا أن إنتاج الأمونيا يتطلب كميات كبيرة من الطاقة. تمثل صناعة الأمونيا 1.3% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية.

يستخدم الخبراء نظام الألوان لتصنيف الأمونيا على أساس كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة في إنتاجها. والفئات الثلاث الرئيسية هي: الأمونيا “الرمادية” المنتجة باستخدام الوقود الأحفوري، وتحديداً الغاز الطبيعي؛ يتم إنتاج الأمونيا “الزرقاء” باستخدام الوقود الأحفوري ولكن مع 80-90% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التي يتم التقاطها بواسطة تكنولوجيا احتجاز وتخزين الكربون؛ والأمونيا “الخضراء” المنتجة باستخدام الطاقة المتجددة.

في السنوات الأخيرة، أعلنت الحكومة والشركات اليابانية عن سلسلة من الشراكات ودراسات الجدوى لإنتاج وقود الأمونيا مع نظرائهم في الخارج.

تقوم شركة ميتسوي وشركاه وماروبيني والعديد من المرافق اليابانية باستكشاف طرق لإنتاج الأمونيا الزرقاء في أستراليا. وتتطلع ماروبيني أيضًا إلى تطوير سلسلة توريد للأمونيا الزرقاء من كندا.

الشركة المصنعة للصناعات الثقيلة IHI، وشركة الشحن Mitsui O.S.K. تعاونت شركة Lines وشركة النفط INPEX في مشروع توضيحي لإنتاج وشحن الأمونيا الزرقاء من دولة الإمارات العربية المتحدة. ووافقت جيرا أيضًا على العمل في مجال الأمونيا مع شركة نفط وغاز مملوكة للدولة في الإمارات العربية المتحدة.

وفي المملكة العربية السعودية، تدعم الحكومة اليابانية والشركات اليابانية أيضًا مشروع الأمونيا الزرقاء مع شركة الوقود الأحفوري العملاقة أرامكو.

الامونيا الزرقاء

وتعتمد الأمونيا الزرقاء على تكنولوجيا احتجاز وتخزين الكربون للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ولكن احتجاز وتخزين الكربون باهظ الثمن، ولا يستخدم على نطاق واسع، وكان أداء العديد من مشاريع احتجاز وتخزين الكربون القائمة على مستوى العالم أقل من المستوى المطلوب.

وقال تقرير صادر عن مركز الأبحاث الياباني كلايمت إنتيجريت إنه “حتى لو أصبح احتجاز وتخزين الكربون ممكنا في الممارسة العملية، فإن معدلات احتجاز الكربون ستظل عند نحو 80% إلى 85%، وهو ما يعني أن الانبعاثات الصفرية ستظل غير ممكنة”.

وقالت كيميكو هيراتا، المديرة التنفيذية لمنظمة كلايمت إنتيجريت: “من خلال فهمي للبيانات التي يمكن الوصول إليها، فإن غالبية المشاريع التي تنتج الأمونيا هي من الوقود الأحفوري”، ومن وجهة نظرها، فإن احتجاز وتخزين الكربون هو “مجرد ذريعة” للاستمرار في إنتاج الأمونيا بالغاز.

ومع ذلك، هناك عدد قليل من مشاريع الأمونيا قيد التطوير صديقة للبيئة. وفي ماليزيا، دخلت شركة IHI في شراكة مع إحدى الشركات التابعة لشركة Petronas لإجراء دراسة جدوى للأمونيا الخضراء، وتتعاون شركة Sumitomo Corp في مجال الأمونيا الخضراء مع أحد منتجي الطاقة في تشيلي.

ومع ذلك، فإن جميع الأمونيا التي تستوردها اليابان حاليًا هي باللون الرمادي، حيث لم يتم بعد إنتاج الأمونيا الزرقاء والخضراء بكميات كبيرة، وفقًا لموتويتشي كاتو، نائب الأمين العام لجمعية أمونيا الوقود النظيف (CFAA)، وهي مجموعة صناعية تضم في عضويتها جميع أعضائها تقريبًا، من أصحاب المصلحة الرئيسيين في اليابان المشاركين في وقود الأمونيا.

وكتب كاتو عبر البريد الإلكتروني: “اعتبارًا من عام 2027 تقريبًا، سيكون لون وقود الأمونيا المستورد أزرقًا وليس رماديًا”، وأوضح أنه على الرغم من أن خارطة طريق CFAA تظهر أن النسبة المئوية للأمونيا الخضراء تتزايد بمرور الوقت، إلا أن “نسب اللونين الأزرق والأخضر مائعة، اعتمادًا على تكلفة كل منهما”.

ومع ذلك، حتى الأمونيا الخضراء يمكن أن تنبعث منها غازات دفيئة – أكسيد النيتروز (N2O) – إذا لم يتم حرقها بشكل صحيح.

ويمكن أن ينبعث أكسيد النيتروز، وهو أكثر قوة من ثاني أكسيد الكربون، إذا كان احتراق الأمونيا بطيئا وغير مكتمل، وهو التحدي الذي يتطلع الصناعيون اليابانيون إلى معالجته.

التلوث عبر سلسلة التوريد

بالإضافة إلى المخاوف بشأن دورة حياة الأمونيا من انبعاثات الغازات الدفيئة، يتساءل الخبراء عن كيفية إنتاج وحرق هذه الكميات الكبيرة من الأمونيا – ستحتاج اليابان إلى ما يقدر بنحو 3 ملايين طن بحلول عام 2030 و 30 مليون طن بحلول عام 2050 – يمكن أن يؤثر على جودة الهواء والمياه.

يحذر موقع “Climate Integrate” من أن تثبيت النيتروجين من الغلاف الجوي لإنتاج الأمونيا قد يؤدي إلى زيادة عدم توازن دورات النيتروجين في العالم، ويمكن أن تؤدي زيادة النيتروجين إلى إثراء النظم الإيكولوجية البحرية، فضلا عن تلوث الهواء وتلوث المياه الجوفية.

ومن أجل التخفيف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن شحن الأمونيا، تعمل الشركات اليابانية على تطوير السفن التي تعمل بوقود الأمونيا لنقل حمولتها الثمينة، ومع ذلك، فإن تزويد السفن بالأمونيا ينتج عنه انبعاثات خاصة به وما يرتبط به من مخاطر بيئية، وفقا لتقرير حديث صادر عن مركز ميرسك ماكيني مولر للشحن الخالي من الكربون ومقره الدنمارك.

أولاً، يشكل انزلاق الأمونيا – أي تسرب الأمونيا غير المحترقة، وهي مادة سامة – إلى الغلاف الجوي خطراً على سلامة الطاقم على متن السفينة، وكذلك على المجتمعات المحلية والبيئات على طول طرق الشحن. ثانيًا، ستنتج أيضًا أكاسيد النيتروجين، وملوثات الهواء التي يمكن أن تؤثر على صحة الإنسان والبيئة. ومع ذلك، خلص المركز إلى أن إدارة التلوث ممكنة من خلال تقنيات الابتكار ومعالجة الانبعاثات.

إن تلوث الهواء المحتمل الناتج عن احتراق الأمونيا في محطات الفحم في اليابان هو محل نقاش ساخن.

أبحاث الطاقة والهواء

استخدم باحثون من مركز أبحاث الطاقة والهواء النظيف (CREA)، ومقره فنلندا، بيانات من مصنع هيكينان التابع لشركة JERA ودراسات علمية أخرى لتقدير كمية PM2.5 – وهي مادة جسيمية دقيقة يمكن أن يكون لها تأثير شديد على صحة الإنسان – و سيتم إنتاج الغازات الأولية PM2.5 من الأمونيا المشتركة.

حتى باستخدام تقديرات متحفظة للانبعاثات، وجدوا أن تلوث الهواء خلال دورة الحياة زاد بنسبة 67% عند استخدام الأمونيا بنسبة حرق مشترك قدرها 20% وبنسبة 167% عند نسبة حرق مشترك بنسبة 50%، مع انبعاثات غاز الأمونيا من الشحن وحسابات الاحتراق. بالنسبة لمعظم الزيادة.

وقد استجابت JERA علناً لتقرير CREA، الذي نُشر في مايو ، وأصرت على أن “الحرق المشترك للأمونيا لا يزيد من ملوثات الهواء”.

ودعمت الشركة ادعاءاتها بنتائج اختبار حرق الأمونيا المشترك بنسبة 20%، والذي تم إجراؤه في عام 2019 في منشأة اختبار، ولم يتم إطلاق الأمونيا خارج الموقع، بالإضافة إلى ذلك، ذكرت جيرا أنها إما تستخدم الأمونيا غير المحترقة كعامل لتقليل الملوثات، وبالتالي تستهلكها بالكامل، أو يتم تطهيرها من المعدات في المحطة بالماء.

أشار جيمي كيلي، محلل جودة الهواء والمؤلف المشارك للتقرير في CREA، إلى أن تلوث الهواء الناتج عن حرق الوقود المشترك لا يزال يشكل خطرًا على صحة الإنسان حتى لو ظل التلوث عند نفس المستوى الناتج عن محطات الطاقة التي تعمل بالفحم بنسبة 100٪. وفي اليابان، يؤدي PM2.5 إلى ما يقدر بنحو 43000 حالة وفاة مبكرة كل عام، وتساهم محطات الطاقة التي تعمل بالفحم بنسبة 12٪ من تركيز PM2.5 في البلاد، وفقًا لبيانات من State of Global Air.

وقال كيلي إن التحول إلى الطاقة المتجددة سيحد من العديد من هذه الوفيات. وأضاف أنه على الرغم من أن الخبراء في تلوث الهواء والصحة والنظم البيئية لديهم وعي قوي بالمخاطر المحتملة للأمونيا، “لا أرى هؤلاء الأشخاص أو هذه الحجج متورطة” في مناقشة الأمونيا كطاقة بديلة.

كتب كاتو من CFAA أن التلوث الناتج عن الحرق المشترك لا ينبغي أن يكون مصدر قلق لأن القوانين الوطنية والمحلية تضع بالفعل حدودًا صارمة للملوثات (بما في ذلك انبعاثات أكسيد النيتروز التي تمت مناقشتها أعلاه)، والتي تم تصميم تكنولوجيا الحرق المشترك للوفاء بها.

ويقدم الموقع الإلكتروني للمنظمة ادعاءات مماثلة بشأن انبعاثات المداخن، لكنه يعترف بأن انبعاثات الأمونيا الشاردة أثناء الإنتاج “أمر لا مفر منه”، على الرغم من أنه يقول إن ذلك لن يمثل سوى 0.001% من الانبعاثات.

التوسع في الخارج

وتأمل اليابان في توسيع استخدام وقود الأمونيا في الخارج أيضًا، وخاصة في آسيا. JERA، على سبيل المثال، تجري دراسات جدوى مشتركة مع شركاء محليين في الفلبين وتايلاند وماليزيا. تدرس شركة IHI وشركة Mitsubishi Heavy Industries تكنولوجيا حرق الأمونيا المشترك مع شركة PLN التابعة للدولة في إندونيسيا.

ومع ذلك، فقد رفضت العشرات من المجموعات البيئية في هذه البلدان، وأماكن أخرى استخدام الأمونيا كوقود انتقالي. يستشهدون بالنتائج التي توصلت إليها منظمة TransitionZero غير الربحية المعنية بسياسات المناخ والتي تعتمد على البيانات، والتي تقول إن نسبة إطلاق النار المشترك بنسبة 50٪ ستظل بالكاد تجعل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات الفحم على قدم المساواة مع انبعاثات محطات الغاز الطبيعي في المنطقة.

وقالت إيزابيلا سواريز، محللة المشاركة في TransitionZero، في جميع أنحاء آسيا، ستحتاج المرافق إلى تعديل تخطيطها من الوقود الأحفوري الأساسي، الذي تفضله كمصدر طاقة مستقر، إلى الطاقة المتجددة المتقطعة من أجل تحقيق أهدافها الصافية الصفرية. وأضافت: “من المنطقي أن نبدأ هذا التحول، بدلاً من التمسك بهذه التقنيات (الوقود الأحفوري).”

واعترفت سواريز بأن وقود الأمونيا يمكن أن يصبح مفيدًا في القطاعات الصناعية التي يصعب إزالة الكربون منها بحلول عام 2050، بمجرد أن تجعل وفرة الطاقة المتجددة الأمونيا الخضراء متاحة بسهولة أكبر، وعلى المدى القصير، يشكك خبراء المناخ في فائدة الأمونيا.