تحويل الوقود لمكافحة تغير المناخ - رأس مال ائتمان الكربون

تحويل الوقود لمكافحة تغير المناخ – رأس مال ائتمان الكربون

الطابع الزمني: 14 سبتمبر 2023 6:03 صباحًا
عقدة المصدر: 2881501

مع استمرار ارتفاع درجات الحرارة العالمية إلى مستويات قياسية جديدة مثيرة للقلق، تسعى الحكومات الوطنية والشركات المتعددة الجنسيات والشركات الصغيرة والأفراد بشكل عاجل إلى استكشاف طرق لتقليل انبعاثات الغازات الدفيئة بشكل كبير وتخفيف مخاطر تغير المناخ. إحدى الطرق الشائعة والمؤثرة بشكل متزايد والتي تكتسب قوة جذب كبيرة هي استخدام أرصدة الكربون لتوفير حوافز مالية قوية للشركات والمستهلكين لخفض الانبعاثات ودعم التطور السريع لمصادر الطاقة المتجددة.

هذا المنشور الغني بالمعلومات هو الدفعة الرابعة في سلسلتنا الجديدة المشهورة والمبنية على التقدير العالي لمنظمتنا التقرير السنوي لتغير المناخ وأسواق الكربون لعام 2023.

المشاركات السابقة في هذه السلسلة المضيئة حتى الآن كانت:

في هذا المقال، سنلقي نظرة فاحصة على مصادر واستراتيجيات الطاقة المختلفة، مع التركيز على أهمية الحلول المتنوعة مثل تبديل الوقود والطاقة المتجددة والطاقة النووية واحتجاز الكربون لمكافحة تغير المناخ وتحقيق مستقبل الطاقة المستدامة.

نظرية الوتد – نهج المحفظة لخفض الانبعاثات

يقترح خبراء المناخ إطار "نظرية الإسفين" لوضع تصور لمجموعة الحلول اللازمة للحد من انبعاثات الغازات الدفيئة وتحقيق استقرار المناخ. ويتطلب هذا النهج نشر تكنولوجيات واستراتيجيات متنوعة، كل منها يوفر "إسفيناً" من الانبعاثات التي تم تجنبها، مما يضيف إلى إجمالي التخفيضات المطلوبة. دعت النظرية الأصلية إلى 7 أسافين، لكن الانبعاثات استمرت في الارتفاع، لذلك مطلوب الآن 9 أسافين. وتشمل الأوتاد مصادر الطاقة المتجددة، والطاقة النووية، وتبديل الوقود، وكفاءة الطاقة، والغابات والتربة، واحتجاز الكربون وتخزينه.

فهم تبديل الوقود

ويستلزم تحويل الوقود استبدال أنواع الوقود كثيفة الكربون مثل الفحم والنفط بأنواع أقل كثافة من الكربون مثل الغاز الطبيعي. على سبيل المثال، يمكن للتحول من الفحم إلى الغاز أن يقلل من انبعاثات محطات الطاقة بنسبة 60% لكل كيلووات/ساعة.

  • الفحم: 25 طن متري من الكربون لكل تيراجول
  • النفط: 20 طن متري من الكربون لكل تيراجول
  • الغاز الطبيعي: 14 طن متري من الكربون لكل تيراجول

لذا فإن التحول إلى الغاز يوفر "جسراً" لأنظمة الطاقة الخالية من الكربون. وقد أدت طفرة الغاز الصخري التي تحققت بفضل التكسير الهيدروليكي إلى تسريع هذا الاتجاه في الولايات المتحدة. ومع ذلك، لا يمكن تجاهل الآثار البيئية لتقنيات مثل التكسير الهيدروليكي.

الطاقة النووية: مصدر متجدد؟

الطاقة النووية، التي غالبًا ما يتم الترحيب بها كمصدر للطاقة النظيفة، مشتقة من عملية تقسيم ذرات اليورانيوم من خلال الانشطار. تعمل عملية الانشطار هذه على تسخين الماء لإنتاج البخار، والذي بدوره يقوم بتدوير التوربينات، مما يؤدي في النهاية إلى توليد الكهرباء. ولا ينبعث من الإجراء برمته أي غازات دفيئة، مما يجعله خيارا جذابا في مكافحة تغير المناخ. ومع ذلك، فإن مسألة ما إذا كان يمكن تصنيف الطاقة النووية على أنها "طاقة متجددة" تظل موضوع خلاف بين الخبراء ونشطاء البيئة. في حين أنه يوفر بديلاً أكثر استدامة للوقود الأحفوري، فإن المخاوف بشأن النفايات المشعة، والطبيعة المحدودة لموارد اليورانيوم، والمخاطر المحتملة على السلامة تجعل تصنيفه كمصدر للطاقة المتجددة مثيرًا للنقاش.

تسخير مصادر لا تنضب: دور مصادر الطاقة المتجددة

توفر الطاقة المتجددة المستمدة من مصادر طبيعية لا تنضب مثل ضوء الشمس والرياح والمياه إمكانات هائلة مع انبعاثات قليلة من الغازات الدفيئة أو معدومة. إن تنمية مصادر الطاقة المتجددة أمر بالغ الأهمية للتخفيف من آثار تغير المناخ.

الطاقة الشمسية: تحسين التقنيات باستمرار

الطاقة الشمسية، وهي حجر الزاوية في مصادر الطاقة المتجددة، تستغل الطاقة الوفيرة التي تشعها الشمس. ويتم تحقيق ذلك في المقام الأول من خلال تقنيتين: الخلايا الكهروضوئية ومحطات الطاقة الشمسية المركزة. تم تصميم الخلايا الكهروضوئية، المعروفة باسم الألواح الشمسية، لتحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء. لقد حققوا هذا التحول باستخدام مواد شبه موصلة مصنوعة خصيصًا تلتقط الفوتونات وتطلق تيارًا كهربائيًا. إحدى الميزات البارزة لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية هي قدرتها على التكيف. ويمكن تركيبها على نطاق واسع لأغراض المرافق، أو تزويد مجتمعات بأكملها أو حتى مدن بالطاقة. وبدلاً من ذلك، يمكن تركيبها في تكوينات أصغر وموزعة، مثل أسطح المنازل الفردية، مما يسمح لأصحاب المنازل بتوليد الكهرباء الخاصة بهم وحتى إعادة الطاقة الزائدة إلى الشبكة. مع استمرار التقدم التكنولوجي، لا بد أن تتوسع كفاءة وتطبيقات الطاقة الشمسية، مما يجعلها جزءًا لا يتجزأ من مشهد الطاقة لدينا.

 

الطاقة الحرارية الأرضية: الاستفادة من حرارة الأرض

الطاقة الحرارية الأرضية هي شكل رائع من أشكال الطاقة التي تستفيد من الطاقة الحرارية الفطرية للأرض المخزنة تحت قشرتها. تنشأ هذه الطاقة من التحلل الإشعاعي للمواد الموجودة في أعماق الكوكب والحرارة الأصلية الناتجة عن تكوين الأرض. وفي المناطق ذات درجات الحرارة تحت السطح الواضحة، والتي غالبًا ما تتميز بالنشاط البركاني أو التكتوني، تكون إمكانية توليد الكهرباء الحرارية الأرضية مرتفعة بشكل خاص. تتضمن العملية النموذجية الوصول إلى خزانات الماء الساخن الموجودة تحت السطح. وهذه المياه، عند ضخها عبر الآبار المتخصصة، تتحول إلى بخار بسبب اختلاف الضغط. يقوم هذا البخار بعد ذلك بدفع المولدات التوربينية، وتحويل حرارة الأرض إلى كهرباء قابلة للاستخدام. باعتبارها مصدر طاقة مستدامًا وصديقًا للبيئة، توفر الطاقة الحرارية الأرضية بديلاً ثابتًا وموثوقًا لطرق توليد الطاقة التقليدية.

الطاقة المائية وطاقة الرياح: الاستفادة من الموارد المتدفقة

تعمل الطاقة الكهرومائية على تحويل الطاقة الحركية للمياه المتدفقة إلى كهرباء باستخدام مولدات توربينية. السدود مع الخزانات
توفر كهرباء مائية موثوقة وواسعة النطاق، في حين أن أنظمة جريان النهر لها تأثير أقل.

تستغل طاقة الرياح الطاقة الحركية للرياح، وتقوم مرة أخرى بإدارة التوربينات لإنتاج الطاقة. تتوسع مزارع الرياح البرية والبحرية بسرعة مع انخفاض التكاليف.

لكن الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح تواجهان تحديات تتمثل في قيود الموقع، واحتياجات النقل، والتقطع. ومع ذلك، فهي أجزاء حيوية ومتنامية من أحجية مصادر الطاقة المتجددة.

الطاقة الحيوية: الاستفادة من مصارف الكربون الطبيعية

تبرز الطاقة الحيوية كشكل فريد من أشكال الطاقة المتجددة لأنها تستفيد من الطاقة الكيميائية المخزنة بشكل طبيعي داخل المواد العضوية. وتستمد هذه الطاقة من الكائنات الحية، مثل النباتات والحيوانات، وتلك التي ماتت مؤخرا. ويمكن تحويل مجموعة متنوعة من المصادر، بما في ذلك الكتلة الحيوية للغابات، ومخلفات الأنشطة الزراعية والثروة الحيوانية، فضلا عن مجاري النفايات المختلفة، إلى كهرباء متجددة، ووقود للنقل، وتدفئة للمنازل والصناعات.

ومع ذلك، فمن الضروري التعامل مع الطاقة الحيوية بعين ثاقبة. ورغم أن الطاقة الحيوية تحمل إمكانات كبيرة، إلا أنه ليس كل شكل من أشكال الطاقة الحيوية مفيداً للبيئة. على سبيل المثال، يمكن أن تؤدي إزالة مساحات شاسعة من الغابات لزراعة محاصيل الطاقة إلى انبعاثات كربونية كبيرة وتعطيل النظم البيئية الحساسة. وهذا لا ينفي فوائد الكربون فحسب، بل يشكل أيضًا تهديدات للتنوع البيولوجي. وبالنظر إلى الجوانب الإيجابية فيمكن الحصول على الطاقة الحيوية من مخلفات الكتلة الحيوية أو زراعتها في الأراضي التي لا تصلح للأغراض الزراعية الأخرى. وهذا لا يوفر حلاً مستدامًا فحسب، بل له أيضًا تأثير إيجابي على المناخ. وتضمن مثل هذه الممارسات تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة إلى الحد الأدنى، مما يجعل الطاقة الحيوية بديلاً للطاقة قابلاً للتطبيق وصديقًا للبيئة.

تحويل النفايات إلى طاقة: التقاط غاز مدافن النفايات

تعمل مشاريع غاز مدافن النفايات (LFG) على منع انبعاثات غاز الميثان من مدافن النفايات عن طريق احتجاز غاز الميثان لإشعاله أو استخدام الطاقة. الميثان هو أحد الغازات الدفيئة القوية، لذا فإن تحويله إلى ثاني أكسيد الكربون عن طريق الاحتراق يوفر فوائد مناخية فورية. تعمل مشاريع LFG أيضًا على تقليل تلوث الهواء المحلي.
يمكن استخدام LFG الملتقط في الموقع لتوليد الكهرباء أو الحرارة أو حتى وقود المركبات. توفر هذه المشاريع فوائد بيئية واجتماعية واقتصادية للمجتمعات القريبة من مدافن النفايات.

عزل الكربون: تخزين الانبعاثات

يهدف احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS) إلى تحقيق التوازن بين الاستخدام المستمر للوقود الأحفوري وتخزين الكربون المعادل في أماكن أخرى. تعمل تقنية CCUS على إزالة ثاني أكسيد الكربون من المصادر الكبيرة مثل محطات الطاقة أو تستخرج ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء المحيط. يتم بعد ذلك تخزين الكربون عن طريق الحقن في التكوينات الجيولوجية أو خزانات النفط والغاز القديمة أو تحويله كيميائيًا إلى مواد صلبة مستقرة.
وعلى الرغم من إمكانية استخدام تكنولوجيا احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه من الناحية التكنولوجية، إلا أنها لا تزال تواجه تحديات تتعلق بتوسيع نطاق البنية التحتية، وضمان التخزين الدائم، وخفض التكاليف. وهناك حاجة إلى المزيد من الاستثمار لتطوير تقنية احتجاز وتخزين الكربون وتحويلها إلى إسفين قابل للحياة.

الجهد الشامل المطلوب

إن ثني منحنى الانبعاثات العالمية نحو الأسفل يتطلب اتخاذ إجراءات عاجلة على مستوى الاقتصاد في جميع القطاعات. إن الاستفادة بذكاء من تبديل الوقود، والطاقة النووية، والطاقة المتجددة، والطاقة الحيوية، وفي نهاية المطاف تخزين الكربون توفر مسارات نحو مستقبل محايد للكربون. ولكن الوقت يمر. ويتطلب تفعيل هذه الأوتاد المناخية بنجاح سياسات وشراكات وتمويل على نطاق واسع. إن مستقبلنا يعتمد على الارتقاء إلى مستوى هذا التحدي الكبير.

لمعرفة المزيد عن الدور الذي يلعبه تبديل الوقود في مكافحة تغير المناخ تواصل معنا للتقرير الكامل.

-

تصوير جيسون بلاكيي on Unsplash

الطابع الزمني:

اكثر من رأس مال ائتمان الكربون