کربن زدایی صنعت نفت کاهش دی اکسید کربن یا ماندگاری وضع موجود ؟

به گزارش معاصر، به نقل از هفته‌نامه بررسی تحولات بین‌المللی انرژی و تغییر اقلیم مدیریت کل امور اوپک و روابط با مجامع انرژی، فناوری‌های جذب کربن در حال پیشرفت است. شرکت‌هایی مانند شورون در حال توسعه فناوری برای جذب دی‌اکسیدکربن از دودکش‌ها هستند، در حالی‌ که دیگران مانند شرکت مایکروسافت در حال سرمایه‌گذاری در شرکت‌های دانش‌بنیانی هستند که روی فناوری‌های حذف مستقیم کربن از هوا کار می‌کنند.

دولت‌ها و فعالان اقلیمی به شرکت‌ها فشار می‌آورند تا انتشار گازهای گلخانه‌ای خود را حذف کنند، اما این تردید وجود دارد که انرژی خورشیدی، باد و باتری‌ها بتوانند این کار را به‌تنهایی انجام دهند.

ایالات متحده، به لطف میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری وزارت انرژی این کشور در فناوری جذب کربن و اعطای معافیت‌های مالیاتی جذاب در قانون کاهش تورم (RIA) برای توسعه‌دهندگان پروژه‌ها، بر افزایش ظرفیت جذب کربن متمرکز شده است.

همچنین مجموعه رو به رشد علم نشان می‌دهد جهان در دهه‌های آینده به جذب کربن در مقیاس نسبتاً گسترده نیاز دارد تا گرمایش جهانی را به ۱.۵ درجه سانتیگراد محدود کند.

با این حال، با وجود این اقدام‌ها و نیازها، فناوری جذب کربن مخالفان زیادی دارد. مداخله صنعت سوخت‌های فسیلی در این فرآیند، به‌ویژه این نگرانی را برای فعالان اقلیمی ایجاد کرده است که می‌توان از فناوری جذب کربن برای طولانی کردن استخراج نفت و گاز استفاده کرد. هزینه‌های بالا نیز می‌تواند کاربرد آن را محدود کند و پرسش‌هایی وجود دارد که آیا این فناوری حتی می‌تواند در مرحله اول مقیاس، توسعه یابد.

این تنش‌ها در مذاکرات اقلیمی کاپ ۲۸ در کشور نفت‌خیز امارات متحده عربی، محور اصلی بحث‌ها بود، به‌طوری‌ که این فناوری یکی از موارد اصلی توافق نهایی اجلاس را تشکیل داد.

در سال‌های آتی، جهان باید تصمیم بگیرد که آیا فناوری جذب کربن را می‌توان با مسئولیت‌پذیری مستقر کرد؟ و در ضمن دی‌اکسیدکربن جذب‌شده را چه‌کار کرد؟ آیا جذب کربن را می‌توان با مسئولیت‌پذیری مستقر کرد؟

برای جذب کربن دو روش اصلی وجود دارد: یک روش، فناوری جذب و ذخیره‌سازی کربن (CCS) است که دی‌اکسیدکربن را در دودکش سایت‌هایی مانند کارخانه‌های صنعتی جذب می‌کند.

روش دیگر، فرآیند جذب مستقیم از هوا (DAC :capture air Direct) است که کربن منتشره از قبل را از هوای محیط بیرون می‌کشد.

جذب مستقیم کربن از هوا: دانشمندان برآورد می‌کنند که تا اواسط قرن، جهان باید سالانه میلیاردها تن دی‌اکسیدکربن را از جو حذف کند تا گرمایش جهانی در سطح نسبتاً ایمن ۱.۵ درجه سانتی‌گراد محدود شود. ظرفیت جهانی کنونی در حد هزاران تن است و نیاز است این کار در مقیاس بزرگ انجام شود. در عین حال، به‌کارگیری این فناوری باید هم‌زمان با اقدام‌های کربن‌زدایی در مجموعه اقتصاد کشورها انجام شود. در واقع در حالی‌ که کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن، اولویت اول است، برای دستیابی به اهداف اقلیمی جهان حذف کربن‌های قدیمی واردشده به جو طی بیش از دو قرن گذشته نیز باید انجام شود.

فناوری CCS: این فناوری را می‌توان در تأسیسات نفت، گاز و صنایع سنگین مستقر کرد اما کاربرد واقعی آن در بخش‌هایی است که انتشار دی‌اکسیدکربن آنها به‌سختی قابل‌ کاهش است. یکی از این بخش‌ها، تولید سیمان است که حدود ۸ درصد از انتشار جهانی را تشکیل می‌دهد، در حالی‌ که بخش‌هایی از فرآیند تولید سیمان را می‌توان برقی کرد، مقداری از انتشار دی‌اکسیدکربن جزئی از فرآیند اصلی تولید است.

برخی شرکت‌های دانش‌بنیان (مانند Brimstone) در زمینه توسعه روش‌های کربن‌زدایی بخش سیمان‌کار می‌کنند، اما بسیاری از این روش‌ها هنوز برای مرحله تجاری و کاربرد در مقیاس بزرگ آماده نیستند.

فولادسازی یکی دیگر از فرآیندهای صنعتی است که راهکارهای کربن‌زدایی آن محدود است. اگر چه شرکت‌های دانش‌بنیان و شرکت‌های تولید فولاد به‌دنبال توسعه راه‌هایی برای تولید بدون انتشار کربن پرمصرف‌ترین فلز جهان هستند، هزینه‌های این کار بسیار زیاد است و از طرف دیگر، این صنعت باید به‌سرعت انتشار گازهای گلخانه‌ای خود را کاهش دهد.

در برخی موارد ممکن است بازسازی یک کارخانه فولاد جدید با فناوری جذب کربن منطقی‌تر از اجرای راه‌های دیگر مانند برقی‌سازی باشد. کربن‌زدایی در صنعت فولاد می‌تواند سالانه تا ۶۰۰ میلیون تن دی‌اکسیدکربن را تا اواسط قرن کاهش دهد.

در عین حال، نتایج چند کار تحقیقاتی نشان می‌دهد ممکن است استفاده از فناوری CCS اقتصادی نباشد. مؤسسه اقتصاد انرژی و تحلیل مالی که یک نهاد غیرانتفاعی طرفدار گذار از سوخت‌های فسیلی است، طی گزارشی (مارس ۲۰۲۳) نشان داد تولید برق با فناوری CCS می‌تواند قیمت برق تولیدی را در مقایسه با گزینه‌های جایگزین، از جمله انرژی تجدیدپذیر گران‌تر کند. مطالعه دیگری در سال ۲۰۱۹ در نشریه «انرژی نیچر» (Energy Nature) نشان می‌دهد انرژی‌های تجدیدپذیر در مقایسه با استفاده فناوری جذب کربن از نظر هزینه تولید برق رقابتی هستند.

با کربن جذب‌شده، چه باید کرد؟

یک نگرانی رایج درباره جذب کربن این است که این فناوری به‌ جای کمک به کاهش معنادار انتشار دی‌اکسیدکربن یا پرداختن به منابع سرسخت انتشار، به سمت ماندگاری ادامه وضع موجود پیش رود.

طبق تحقیقات مؤسسه «بلومبرگ‌ان‌ئی‌اف» (BloombergNEF)، در حالی‌ که اکثر پروژه‌های اعلام‌شده جذب مستقیم هوا قصد دارند کربن را زیر زمین ذخیره کنند، ۱۹ درصد به‌عنوان ماده اولیه برای تولید سوخت پایدار هوانوردی (SAF) استفاده می‌شود.

بخش هوانوردی مسئول حدود ۲ درصد از انتشار جهانی است که تقریباً برابر با انتشار ژاپن یا آلمان است. گزینه‌های کربن‌زدایی در این بخش بسیار اندک است و استفاده از دی‌اکسیدکربن جذب‌شده برای تولید سوخت می‌تواند منطقی باشد. به اعتقاد برخی کارشناسان استفاده از آن برای تولید سوخت پایدار هوانوردی در مقایسه با ذخیره‌سازی آن در زیر زمین می‌تواند به «سود دو برابری» منجر شود.

صنعت سوخت‌های فسیلی طرح‌های مختلفی برای کربن جذب شده دارد. این صنعت می‌خواهد آن را با تزریق در میدان‌های قدیمی، نفت باقیمانده آنها را استخراج کند، فرآیندی که به‌عنوان ازدیاد برداشت نفت (OR) شناخته می‌شود. این روش از دهه ۱۹۷۰ مورداستفاده قرار گرفته است، اما اکنون تعدادی از شرکت‌های نفتی می‌خواهند آن را گسترش دهند.

یکی از بزرگ‌ترین حامیان جذب مستقیم کربن از هوا، شرکت اکسیدنتال پترولیوم اعلام کرده است در بعضی از پروژه‌ها از دی‌اکسیدکربن جذب‌شده برای افزایش تولید نفت استفاده می‌شود. طبق برآورد مؤسسه «بلومبرگ‌ان‌ئی‌اف»، حدود ۸ درصد دی‌اکسیدکربن جذب‌شده برای ازدیاد برداشت نفت استفاده خواهد شد.

صنعت نفت و گاز از بزرگ‌ترین حامیان توسعه فناوری CCS است و شرکت‌های متعددی به دنبال تجهیز نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌ها به این فناوری هستند. انجام این کار تاکنون برای صنعت نفت چالش‌برانگیز بوده است، اما مشوق‌های مالیاتی قانون کاهش تورم آمریکا علاقه و انگیزه بیشتری را برای شرکت‌های نفتی ایجاد کرده است.

مقام‌های وزارت انرژی آمریکا معتقدند مواردی وجود دارد که می‌توان از CCS در نیروگاه‌های سوخت فسیلی موجود به‌طور مسئولانه استفاده کرد. برای مثال نیروگاه‌های جدید گاز طبیعی در سال ۲۰۲۲ نزدیک به ۵.۷ گیگاوات به ظرفیت جدید تولید برق در ایالات متحده اضافه کرد. گاز طبیعی سال ۲۰۱۶ از زغال‌ سنگ به‌عنوان بزرگ‌ترین منبع انرژی تولید برق ایالات متحده آمریکا پیشی گرفت و اکنون تقریباً ۴۴ درصد از منابع انرژی مورد استفاده در تولید برق این کشور را تشکیل می‌دهد.

در عین حال برخی شرکت‌های دانش‌بنیان فعال در توسعه فناوری جذب کربن در آمریکا از جمله شرکت «کلایم ورکس» Climeworks و شرکت «هیرلوم» (Heirloom) استفاده از دی‌اکسیدکربن جذب‌شده برای تولید سوخت‌های فسیلی بیشتر را خط‌ قرمز خود می‌دانند و بر مدیریت مسئولانه کربن جذب‌شده تأکید دارند.