ما هي تكنولوجيا الفحم النظيف

Advertisements

ما هي تكنولوجيا الفحم النظيف ؟

 

كان “الفحم النظيف” في وقت من الاوقات بالنسبة للبعض وسيلة واعدة للحد من الملوثات السامة وانبعاثات الكربون

في إنتاج الفحم عندما تكون الخيارات الأفضل أكثر تكلفة وأقل توافرا على نطاق واسع.

 

وبالنسبة للآخرين، كان “الفحم النظيف” دائما تناقضا.

واليوم تعد التكنولوجيات الجديدة بجعل الفحم أنظف ولكن بغض النظر عن مدى “نظافة” الفحم ،

فإنه سيظل أكثر قذارة وتكلفة وأقل طاقة متجددة من الرياح والطاقة الشمسية وغيرها من مصادر الطاقة النظيفة.

كان الفحم في قلب العصر الصناعي منذ أن أتقن جيمس وات المحرك البخاري في عام 1776. وبحلول عام 1850، تم توفير جميع الطاقة تقريبا (98٪)

 

ووفقا للإدارة الأميركية لسلامة الألغام والصحة، كان هناك 104,894 حالة وفاة بسبب تعدين الفحم وغيره من الأنشطة المتعلقة بالفحم

 

في الولايات المتحدة بين عامي 1900 و2020. كما غذى الفحم نمو مصانع القماش في القرن التاسع عشر، مما زاد من الطلب على القطن الجنوبي،

وبالتالي ضاعف عدد المستعبدين في الولايات المتحدة أربع مرات .

حرق الفحم يطلق السخام وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين والزئبق وعدد من المركبات العضوية

المتطايرة الضارة بالنباتات والحيوانات على حد سواء.

الفحم هو الأكثر كثافة الكربون من بين جميع أنواع الوقود الحفرى وهذا هو السبب في حرق يجعلها إلى حد بعيد أقذر

وإطلاق المزيد من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عن طريق الكتلة من أي وقود آخر.

ووفقا لإدارة معلومات الطاقة الأميركية، فإن الفحم لا يمثل سوى 10٪ من إجمالي استهلاك الطاقة في الولايات المتحدة،

ومع ذلك فهو ينتج 19٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالطاقة.

في قطاع الكهرباء، ينتج الفحم 54٪ من جميع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، على الرغم من إنتاج 23٪ فقط من الكهرباء في الولايات المتحدة.

وعلى الصعيد العالمي، يمثل حرق الفحم 29٪ من جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري المرتبطة بالطاقة، وهي أكبر من أي مصدر آخر، وفقا للوكالة الدولية للطاقة.

ومن شأن تنظيف الفحم أن تقطع شوطا طويلا نحو تحسين صحة الإنسان والوصول إلى الأهداف المناخية لاتفاق باريس.

ومن شأن القضاء على الفحم تماما أن يفعل أكثر من ذلك.

 

ظهور “الفحم النظيف”

 

وقد بذلت جهود كثيرة لخلق تكنولوجيا فحم أنظف في عصر كان فيه الفحم إلى حد بعيد أكبر مصدر وحيد للطاقة في العالم،

ولكن أيضا عندما تركزت المخاوف بشأن حرق الفحم على الأمطار الحمضية بدلا من الاحترار العالمي.

بدأت وزارة الطاقة الأميركية برنامجها التجريبي لتكنولوجيا الفحم النظيف في عام 1986،

بهدف الحد من انبعاثات الجسيمات وثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين، وهي المساهمين الرئيسيين في الأمطار الحمضية.

 

وفضل ابتكارات البرامج في خفض انبعاثات أكاسيد النيتروجين من محطات الفحم بنسبة 82٪، وانبعاثات أكاسيد الكبريت بنسبة 88٪

وانبعاثات الجسيمات بنسبة 96٪، حتى مع زيادة استخدام الفحم بنسبة 183٪ بين عامي 1970 و2008.

في عشرينيات القرن العشرين تغير معنى “الفحم النظيف” ليشمل معالجة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بعد أن أعلنت وكالة

حماية البيئة الأميركية ثاني أكسيد الكربون وغيره من ملوثات غازات الاحتباس الحراري في عام 2009،

 

وخاصة عندما أطلقت إدارة أوباما خطة عملها المناخية، وحولت تركيز برنامج تكنولوجيا الفحم النظيف إلى احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه( CCUS).

 

ويطلق عليه الآن مكتب إدارة الفحم النظيف والكربون للتأكيد على الدور الذي يلعبه احتجاز الكربون في البرنامج.

وإلى جانب قطاعي النفط والغاز، يشجع قادة صناعة الفحم في العالم مصانع الفحم “ذات الكفاءة العالية والانبعاثات المنخفضة”

التي تستخدم تكنولوجيات احتجاز الكربون كطرق لمواصلة حرق الوقود الأحفوري بطريقة محايدة من حيث الكربون.

ولم يؤتي هذا الوعد ثماره بعد.

 

فعلى سبيل المثال، كان من المقرر وقف تشغيل محطة هازلوود للفحم في أستراليا، التي طالما اعتبرت “محطة توليد الطاقة الأكثر تلويثا للفحم في العالم”،

 

في عام 2009 بسبب انبعاثاتها العالية من ثاني أكسيد الكربون، ولكن المحطة تمكنت من تأجيل إغلاقها حتى عام 2031 من خلال بدء برنامج تجريبي لاحتجاز الكربون وتخزينه،

واستخراج ثاني أكسيد الكربون من مداخنه وتحويله إلى كربونات الكالسيوم.

ولكن في مواجهة ارتفاع التكاليف والمنافسة من الغاز الطبيعي ومصادر الطاقة المتجددة، أغلق مصنع هازلوود أبوابه في عام 2016.

في يوليو 2021، اقترح المطورون مزرعة رياح تطل على مصنع الفحم المغلق.

ولم تسمح لجنة CCUS “بالفحم النظيف” حتى الان .

وتصف “آفاق تكنولوجيا الطاقة لعام 2020” التي أطلقتها الوكالة الدولية للطاقة احتجاز الكربون وتخزينه بأنه “المجموعة الوحيدة من التكنولوجيات التي تساهم في خفض الانبعاثات في القطاعات الرئيسية مباشرة وفي إزالة ثاني أكسيد الكربون لتحقيق التوازن بين الانبعاثات التي لا يمكن تجنبها”.

المفتاح لCCUS هو جعلها فعالة من حيث التكلفة.

وكما يشير تقرير وكالة الطاقة الدولية، فإن الأسواق وحدها لن تحول CCUS إلى قصة نجاح الطاقة النظيفة التي يجب أن تصبح

عليها”، ولهذا السبب تلتزم كل من الإدارة الأمريكية والاتحاد الأوروبي بالمساعدة في خفض التكاليف.

وكما هو الحال مع المجالات الأخرى في مجال الطاقة النظيفة، قد يسمح الدعم الحكومي للتكنولوجيات المكلفة في البداية بأن تصبح ناضجة وفعالة بما يكفي لتكون قابلة للتسويق.

 

وبدون هذه الجدوى الاقتصادية، فإن “الفحم النظيف” يشكل في الواقع تناقضا غير اقتصادي من حيث المصطلحات.

ومن أجل تحقيق أهداف اتفاق باريس للمناخ، سوف يحتاج الفحم إلى الانخفاض بمعدل سنوي يبلغ 11٪ سنويا حتى عام 2030.

وتشير التوقعات الأخيرة إلى أن 89٪ من الفحم المتاح يجب أن يبقى في الأرض إذا أردنا أن يكون لدينا فرصة بنسبة 50٪ للوصول إلى هدف البقاء تحت درجة حرارة 1.5 درجة مئوية.

وستحتاج CCUS إلى لعب دور في محاولة للحفاظ على كوكب الأرض من ارتفاع درجة الحرارة، ولكنها ستحتاج إلى القيام بذلك دون الحفاظ على محطات الفحم على قيد الحياة.

وفي حين تواصل الدول الصناعية المتقدمة الابتعاد عن الفحم،

لا يزال الفحم مصدرا ميسور التكلفة للطاقة بالنسبة للعديد من الاقتصادات النامية.

فهي لا تزال توفر 33.8٪ من الكهرباء في العالم

أكبر مصدر منفرد، وفقا لمجلة إمبر العالمية للكهرباء لعام 2021.

ومع ذلك، فإن توليد الفحم على الصعيد العالمي آخذ في الانخفاض.

كانت الصين الدولة الوحيدة في العالم التي توسعت في إنتاج الفحم في عام 2020 – بنسبة 2٪

وفي جميع أنحاء العالم، انخفض إنتاج الفحم بنسبة 4٪ في عام 2020،

في حين توسعت الرياح والطاقة الشمسية معا بنسبة 15٪، وفقا لإمبر.

وحتى أستراليا، التي لا تزال المصدر الرئيسي للفحم في العالم والبلد الذي قدم الفحم 85٪ من الكهرباء في عام 2010، لا تزال تسجل أرقاما قياسية جديدة لكمية الكهرباء المولدة من مصادر متجددة – التي تصل الآن إلى 57٪

في الولايات المتحدة، بلغ إنتاج الفحم ذروته في عام 2008 ويستمر في الانخفاض،

وفقا لإدارة معلومات الطاقة الأميركية. في أبريل 2019، أنتجت مصادر الطاقة المتجددة كهرباء أكثر من الفحم لأول مرة.

ويكلف الآن الحفاظ على تشغيل العديد من محطات الفحم الحالية أكثر مما يكلفه تركيب محطة جديدة للطاقة الشمسية.

وبمجرد تركيبها، فإن الطاقة الشمسية لديها تكاليف هامشية تقترب من الصفر (لا تكلف شيئا تقريبا لتشغيلها)، وهذا يعني أنها تفوق الفحم في أسواق الطاقة.

وهذا هو السبب في أن 80٪ من محطات الفحم في الولايات المتحدة إما من المقرر أن تتقاعد بحلول عام 2025 أو أنها غير اقتصادية مقارنة بالموارد المحلية للرياح والطاقة الشمسية.

 

 

Tags: , , , , ,