تعد حملة وكالة حماية البيئة على انبعاثات محطات الطاقة خطوة أولى كبيرة – ولكن بدون شهادة قوية ، سيكون من الصعب ضمان بقاء الكربون المحتجز

تخطط حكومة الولايات المتحدة للقضاء على انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري في محطات توليد الطاقة ، ونتيجة لذلك ، فإن الكثير من الأموال على وشك ضخها في التكنولوجيا التي يمكنها التقاط ثاني أكسيد الكربون من المداخن وحبسه بعيدًا.

وهذا يثير سؤالًا مهمًا: بمجرد التقاط ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ، كيف يمكننا ضمان بقاءه في مكانه؟

تطلق محطات الطاقة التي تحرق الوقود الأحفوري ، مثل الفحم والغاز الطبيعي ، الكثير من ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لتراكم ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، فإنه يحبس الحرارة بالقرب من سطح الأرض ، مما يؤدي إلى الاحتباس الحراري.

ولكن إذا أمكن احتجاز انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بدلاً من ذلك وحبسها بعيدًا لآلاف السنين ، يمكن لمحطات الطاقة الحالية التي تعمل بالوقود الأحفوري تلبية المعايير الفيدرالية الجديدة المقترحة وتقليل تأثيرها على تغير المناخ.

نحن نعمل على تقنيات وسياسات التقاط الكربون وتخزينه كعالم ومهندس. اقترح أحدنا ، كلاوس لاكنر ، عقيدة منذ أكثر من عقدين تتجسد في المعايير المقترحة: بالنسبة لجميع الكربون المستخرج من الأرض ، يجب التخلص من كمية متساوية بشكل آمن ودائم.

لضمان حدوث ذلك ، يحتاج احتجاز الكربون وتخزينه إلى نظام اعتماد فعال.

حملة الكربون المقترحة من وكالة حماية البيئة

تستند قواعد محطة الطاقة الجديدة المقترحة ، التي أعلنتها وكالة حماية البيئة في 11 مايو 2023 ، إلى معايير الأداء الخاصة بإطلاقات ثاني أكسيد الكربون. لم يتم الانتهاء منها بعد ، ومن المحتمل أن يواجهوا تحديات قانونية شرسة ، لكن الصناعة تولي اهتمامًا.

يمكن لمالكي محطات الطاقة تلبية المعايير المقترحة بأي عدد من الطرق ، بما في ذلك عن طريق إغلاق محطات تعمل بالوقود الأحفوري واستبدالها بالطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح.

بالنسبة لأولئك الذين يخططون لمواصلة حرق الغاز الطبيعي أو الفحم ، فإن التقاط الانبعاثات وتخزينها على المدى الطويل هو الخيار الأكثر ترجيحًا.

كيف يعمل CCS لمحطات الطاقة

يبدأ التقاط الكربون عادةً عند المدخنة باستخدام “أجهزة تنقية الغاز” الكيميائية التي يمكنها إزالة أكثر من 90٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. يتم ضغط ثاني أكسيد الكربون الملتقط وإرساله عبر خطوط الأنابيب للتخزين.

في معظم مواقع التخزين ، يتم حقن ثاني أكسيد الكربون في الخزانات الجوفية ، عادةً في الصخور المسامية التي يزيد ارتفاعها عن 3300 قدم (1000 متر) تحت السطح.

يبحث الجيولوجيون عن مواقع ذات طبقات حماية متعددة ، بما في ذلك طبقات صخرية غير منفذة فوق الخزان يمكن أن تمنع تسرب الغاز. في بعض المواقع ، يتفاعل ثاني أكسيد الكربون كيميائيًا مع المعادن ويثبت في النهاية على شكل كربونات صلبة.

يعد احتجاز الكربون وتخزينه مكلفًا حاليًا ، ومن المحتمل أن يستغرق تطوير خط الأنابيب والبنية التحتية للتخزين سنوات. ولكن مع بناء المزيد من مشاريع احتجاز الكربون وتخزينه – بمساعدة بعض الإعفاءات الضريبية السخية في قانون خفض التضخم لعام 2022 – من المرجح أن تنخفض التكاليف.

قام مشروع سليبنر في بحر الشمال بإخراج ما يقرب من مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا منذ عام 1996. في أيسلندا ، يتم حقن ثاني أكسيد الكربون في صخور البازلت البركانية ، حيث يتفاعل مع الحجر ويشكل كربونات معدنية صلبة بسرعة.

في الولايات المتحدة ، تقوم الشركات بحقن ثاني أكسيد الكربون في الخزانات الجوفية لعقود – في البداية ، كطريقة لإجبار المزيد من النفط على الخروج من الأرض. اليوم ، يمكن لمشاريع “الاستخراج المعزز للنفط” هذه الحصول على إعفاءات ضريبية لشركة CO₂ التي لا تزال تحت الأرض. نتيجة لذلك ، يقوم البعض الآن بحقن الكربون في الأرض أكثر مما يستخرجونه كزيت.

على الرغم من عدم وجود انبعاثات ملحوظة لثاني أكسيد الكربون من التخزين الجيولوجي ، فإن تسريبات تخزين الغاز الأخرى توضح أن الحقن يجب أن يتبع قواعد سلامة محددة جيدًا. لا شيء مضمون.

هذا هو سبب أهمية المراقبة والاعتماد.

كيفية التصديق بشكل فعال على تخزين الكربون

لدى وكالة حماية البيئة قواعد لمواقع تخزين ثاني أكسيد الكربون ، لكنها تركز على حماية مياه الشرب بدلاً من المناخ. بموجب هذه القواعد ، يلزم المراقبة لجميع مراحل المشروع ولمدة 50 عامًا بعد الإغلاق للتحقق من سلامة المياه الجوفية والتأكد من أن المواد المحقونة تحت الأرض لا تلوثها.

ومع ذلك ، فإن تقنيات المراقبة الحالية لا تقيس كمية الكربون المخزنة ، والقواعد لا تتطلب استبدال الكربون المتسرب.

لتوفير مزيد من التوجيه ، قمنا بتطوير إطار عمل اعتماد مصمم لضمان تخزين كل الكربون بأمان ولعشرات الآلاف من السنين اللازمة لحماية المناخ.

نتصور المسؤولية عن انتقال ثاني أكسيد الكربون الملتقط من مالك محطة الطاقة إلى مشغل موقع التخزين بمجرد نقل ثاني أكسيد الكربون. وهذا يعني أن مشغل موقع التخزين سيكون مسؤولاً عن أي تسريبات.

وبموجب هذا الإطار ، ستقوم سلطة إصدار الشهادات بفحص مشغلي التخزين وإصدار شهادات عزل الكربون للكربون المخزن. يمكن أن يكون لهذه الشهادات قيمة سوقية ، كما تقترح وكالة حماية البيئة ، إذا تم تحميل مشغلي محطات الطاقة المسؤولية عن الكربون المخزن. يمكن أن توسع اللوائح المستقبلية هذا المطلب ليشمل مصادر أخرى للانبعاثات ، أو تطلب ببساطة إزالة أي كربون مُطلق بشهادة مقابلة تُظهر أنه تم عزل نفس الكمية من الكربون.

يمكن أن تساعد المراقبة الدقيقة ، المقترنة بالشهادة التي تتطلب من مالكي مواقع التخزين لتعويض أي خسائر ، في تجنب الغسل الأخضر والتأكد من أن الاستثمارات تلبي الأهداف المناخية للدولة.

يمكن أن تكون الشهادة مفيدة للكربون المخزن في أي خزان تخزين قابل للقياس الكمي ، بما في ذلك الأشجار والمحيطات والبنية التحتية البشرية مثل الأسمنت. نعتقد أن اتباع نهج عالمي للشهادة يحدد الحد الأدنى من المتطلبات والمسؤوليات ضروري لضمان تخزين الكربون بأمان مع ضمان الاستمرارية ، بغض النظر عن كيفية القيام بذلك.

سيكلف تغير المناخ تريليونات الدولارات ، وتضع الحكومة الفيدرالية مليارات الدولارات في الأبحاث والإعفاءات الضريبية لتشجيع تطوير مواقع احتجاز الكربون وتخزينه. لتجنب الأساليب المشبوهة والقطع الركنية والغسيل الأخضر ، يجب الالتزام بمعايير عالية لتخزين الكربون. لا تستطيع الولايات المتحدة تحمل تكلفة تثبيت جزء كبير من استراتيجيتها المناخية على تخزين الكربون دون دليل.