تكلفة احتجاز الكربون المباشر في الهواء ستظل أعلى من المتوقع

تخطط سويسرا لخفض صافي انبعاثاتها الكربونية إلى الصفر بحلول عام 2050 على الأقل، ولتحقيق ذلك، ستحتاج إلى خفض انبعاثات الغازات الدفيئة بشكل كبير.

في استراتيجيتها المناخية، تعترف الحكومة السويسرية بأن بعض هذه الانبعاثات، وخاصة في الزراعة والصناعة، يصعب أو يستحيل تجنبها.

ولذلك فإن سياسة المناخ السويسرية تتوخى إزالة 5 ملايين طن متري من ثاني أكسيد الكربون من الهواء بشكل فعال وتخزينه بشكل دائم تحت الأرض.

وعلى سبيل المقارنة، تشير تقديرات الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ إلى ضرورة إزالة ما يصل إلى 13 مليار طن متري من ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي كل عام اعتبارا من عام 2050.

سيكون من الصعب تحقيق هذه الأهداف ما لم يتم العثور على طرق لتقليل تكلفة تقنيات التقاط الهواء المباشر (DAC) تدير شركة Climeworks التابعة لشركة ETH مصنعًا في أيسلندا يلتقط حاليًا 4000 طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا، بتكلفة تتراوح بين 1000 و1300 دولار للطن المتري، ولكن ما مدى سرعة انخفاض هذه التكاليف مع زيادة النشر؟

طور باحثو ETH طريقة جديدة توفر تقديرًا أكثر دقة للتكلفة المستقبلية لتقنيات DAC المختلفة.

تخفيف جهود خفض انبعاثات الكربون

ومع التوسع في التكنولوجيات، سيصبح الالتقاط المباشر للهواء أرخص بكثير ــ وإن لم يكن رخيصا كما يتوقع بعض أصحاب المصلحة حاليا، وبدلاً من الرقم الذي يُستشهد به كثيرًا، وهو 100 إلى 300 دولار، يشير الباحثون إلى أن التكاليف من المرجح أن تتراوح بين 230 و540 دولارًا.

يقول بيارن ستيفن، أستاذ تمويل وسياسات المناخ في ETH “مجرد توفر تقنيات DAC، فهذا لا يعني بالتأكيد أنه يمكننا تخفيف جهودنا لخفض انبعاثات الكربون، ومع ذلك، لا يزال من المهم المضي قدمًا في توسيع محطات DAC، لأننا سنحتاج إلى هذه التقنيات لخفض الانبعاثات من الصعب أو المستحيل تجنبه”.

قام بتطوير الطريقة الجديدة مع كاترين سيفرت، طالبة الدكتوراه في مجموعته البحثية، والبروفيسور توبياس شميدت من ETH .

ثلاث تقنيات وتكاليفها

طبق الباحثون في ETH طريقتهم على ثلاث تقنيات لالتقاط الهواء المباشر، كان الهدف هو مقارنة الكيفية التي من المحتمل أن تتطور بها تكلفة كل تقنية بمرور الوقت.

تشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن العملية التي طورتها شركة Climeworks السويسرية، والتي يقوم فيها مرشح صلب ذو مساحة كبيرة بحبس جزيئات ثاني أكسيد الكربون، يمكن أن تكلف ما بين 280 و580 دولارًا أمريكيًا للطن المتري بحلول عام 2050.

وتقع التكاليف المقدرة لتقنيتي DAC الأخريين ضمن نطاق مماثل، وحسب الباحثون سعرًا يتراوح بين 230 و540 دولارًا للطن المتري لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي باستخدام محلول مائي من هيدروكسيد البوتاسيوم، وهي عملية تم تسويقها تجاريًا، على سبيل المثال، من قبل شركة Carbon Engineering الكندية، وقدرت تكلفة احتجاز الكربون باستخدام أكسيد الكالسيوم المشتق من الحجر الجيري بما يتراوح بين 230 و835 دولارًا.

يتم تقديم هذه الطريقة الأخيرة من قبل شركة Heirloom Carbon Technologies الأمريكية، من بين شركات أخرى.

التركيز على المكونات

تقدير مدى تغير تكلفة التكنولوجيات الجديدة بمرور الوقت أمر صعب بشكل خاص في المواقف التي لا يتوفر فيها سوى القليل جدًا من المعلومات التجريبية، يمثل هذا النقص في البيانات الواقعية تحديًا لتقنيات DAC، فهي لم يتم استخدامها لفترة كافية للسماح بوضع توقعات حول كيفية تطور تكلفتها في المستقبل.

ولمعالجة هذه المعضلة، ركز الباحثون في ETH على المكونات الفردية لأنظمة DAC المختلفة وقدروا تكلفتها واحدًا تلو الآخر.

ثم طلبوا من 30 خبيرًا في الصناعة تقييم مدى تعقيد التصميم لكل مكون تكنولوجي وتحديد مدى سهولة توحيد المعايير.

بنى الباحثون عملهم على افتراضات معينة، وهي أن تكلفة المكونات الأقل تعقيدًا التي يمكن إنتاجها بكميات كبيرة ستنخفض بشكل أكثر حدة، في حين أن تكلفة الأجزاء المعقدة التي يجب تصميمها لتناسب كل نظام على حدة ستنخفض ببطء.

تشتمل أنظمة DAC أيضًا على مكونات ناضجة مثل الضواغط، والتي لا يمكن جعلها أرخص كثيرًا.

وبمجرد أن قام الباحثون بتقدير تكلفة كل جزء على حدة، قاموا بعد ذلك بإضافة تكلفة دمج جميع المكونات وتكاليف الطاقة والتشغيل.

كما تقول كاترين سيفرت، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت مؤخرا في مجلة جول، على الرغم من الشكوك الكبيرة في حساباتهم، كانت رسالة الباحثين واضحة: “في الوقت الحاضر، ليس من الممكن التنبؤ بأي من التقنيات المتاحة سوف تكون لها الغلبة، لذلك من الأهمية بمكان أن نواصل متابعة جميع الخيارات”.