Accounting for non-equivalence of carbon emissions and removals in meeting national net zero emissions targets in the United Kingdom

تخيل الغلاف الجوي للأرض كأنه حوض استحمام ضخم يسرب الماء. لعقود من الزمن، كنا نصب الماء الساخن (ثاني أكسيد الكربون الناتج عن حرق الوقود الأحفوري) في هذا الحوض بسرعة أكبر مما يمكن للبالوعة التعامل معه، مما تسبب في ارتفاع مستوى الماء وارتفاع حرارة الكوكب. ولإصلاح ذلك، يقول العلماء إننا بحاجة للوصول إلى "صافي الصفر" (net zero)—وهي نقطة يتساوى فيها مقدار الماء الذي نضيفه مع مقدار الماء الذي نزيله. ولكن الجزء الصعب هنا هو أن ليس كل الماء متشابهًا؛ فبعض الماء هو ماء ساخن من الصنبور سيبقى ساخنًا للأبد إذا لم يتم تصريفه، بينما الماء الآخر هو مجرد رشقة من دلو قد تتبخر أو تنسكب عائدةً مرة أخرى لاحقًا.

يغوص هذا البحث في نسخة محددة وعالية المخاطر من هذه المشكلة تسمى "صافي الصفر الجيولوجي" (GNZ). فكر في الأمر كأنه كتاب قواعد صارم لحوض الاستحمام. القاعدة تقول: إذا صببت "ماءً أحفوريًا" (كربون من النفط والغاز والفحم كان محبوسًا بأمان تحت الأرض)، فيجب عليك إزالة كمية مساوية من "الماء الأحفوري" وحبسها مرة أخرى في الصخور العميقة في قشرة الأرض. لا يمكنك الموازنة باستخدام إسفنجة مؤقتة (مثل زراعة الأشجار) التي قد تجف أو تشتعل فيها النيران لاحقًا. يتساءل المؤلفون سؤالًا كبيرًا: ماذا سيحدث لخطط الطاقة لدينا إذا اتبعنا هذه القاعدة الصارمة "المثل بالمثل"؟ يستخدمون محاكاة حاسوبية ضخمة لنظام الطاقة في المملكة المتحدة بالكامل ليروا ما إذا كان بإمكاننا فعل ذلك حقًا، وما هي التكلفة التي ستكبدها اقتصادنا وبنيتنا التحتية.

---

المقايضة الكبرى للكربون: قصة أحواض الاستحمام، والكبسولات الزمنية، وحدود السرعة

إذًا، أنت تريد منع الكوكب من السخونة الزائدة. الخطة المعتادة هي التوقف عن حرق الوقود الأحفوري وزراعة الكثير من الأشجار. لكن العلماء بدأوا يدركون أن الأشجار والصخور ليستا متطابقتين تمامًا. الأشجار تشبه الإسفنجة المؤقتة؛ فهي تمتص الكربون، ولكن إذا ضرب حريق غابة أو أصاب الغابة مرض، يمكن لهذا الكربون أن يتسرب عائدًا للخارج. أما الصخور، فهي تشبه الكبسولة الزمنية؛ فإذا دفنت الكربون عميقًا تحت الأرض في تخزين جيولوجي، فسيظل هناك لملايين السناوات، تمامًا كما فعل الوقود الأحفوري قبل أن نحفره.

يجادل البحث بأنه لكي نوقف الاحتباس الحراري حقًا، نحتاج إلى قاعدة جديدة: صافي الصفر الجيولوجي (GNZ). وهذا يعني أن كل طن من الكربون نستخرجه من الأرض ونحرقه، يجب أن يقابله طن من الكربون ندفنه عائدًا في الأرض. لا موازنة بالإسفنجات المؤقتة. قرر المؤلفون، وهم فريق من خبراء الطاقة، اختبار هذه الفكرة باستخدام المملكة المتحدة كحالة دراسية. لقد بنوا "توأمًا رقميًا" لنظام الطاقة في المملكة المتحدة—وهو بمثابة لعبة فيديو ضخمة ومعقدة تحاكي كيفية عمل الكهرباء والنقل والتدفئة—وسألوا: "ماذا لو أجبرنا المملكة المتحدة على اتباع قاعدة GNZ؟"

الطرق الثلاثة للعب اللعبة

لم يختبر الباحثون طريقة واحدة فقط للقيام بذلك؛ بل جربوا ثلاثة مستويات مختلفة من "الصعوبة" ليروا كيف سيتفاعل نظام الطاقة في المملكة المتحدة:

1. وضع "الصرامة" (Strict Mode): هذا هو المستوى الأصعب. بدءًا من عام 2030، يجب على المملكة المتحدة أن تدفن كل عام كمية كربون مساوية تمامًا لما تنبعث منه. لا استدانة من المستقبل، ولا أعذار. الأمر يشبه قول: "يجب أن تدفع إيجارك بالكامل، في كل شهر، بدءًا من العام القادم".
2. وضع "التراكمي" (Cumulative Mode): هذا الوضع أكثر مرونة. يقول: "بين عامي 2030 و2050، يجب أن يكون إجمالي الكمية التي تدفنها مساويًا لإجمالي الكمية التي تنبعث منك". يمكنك انبعاث المزيد في البداية، طالما أنك ستدفن كمية هائلة لاحقًا لتعويض ما فاتك. إنه يشبه طالبًا يتغيب عن بعض الواجبات المنزلية لكنه يعد بإنجاز مشروع ضخم في نهاية الفصل الدراسي ليعوض ما فاته.
3. وضع "التدريجي" (Progressive Mode): هذا هو نهج "التدرج في التصاعد". تبدأ بمطابقة نسبة مئوية صغيرة من انبعاثاتك في عام 2030، ثم تزيد هذه النسبة ببطء كل عام حتى تصل إلى 100% بحلول عام 2040. إنه يشبه التدريب على ماراثون: تبدأ بالجري ببطء ثم تسرع تدريجيًا حتى تصل إلى مرحلة الركض السريع.

قارنوا بين هذه الأوضاع الثلاثة لـ "GNZ" وبين وضع "الأساس" (Baseline)، وهو ما تخطط له المملكة المتحدة حاليًا (تلبية القوانين الحالية دون قاعدة المطابقة الجيولوجية الصارمة).

النتائج: أسرع، أصعب، وأكثر كهرباء

كشفت عمليات المحاكاة عن نتائج مفاجئة ومكثفة.

1. الوضع "التراكمي" يفرض تسريع الوصول إلى "صافي السالب":
إذا اضطرت المملكة المتحدة لاتباع قاعدة GNZ التراكمية تحديدًا، فإن البلاد ستصل إلى حالة "صافي سالب" (إزالة كربون أكثر مما تنبعث منه) في وقت مبكر يصل إلى 2042. هذا يسبق بكثير هدف عام 2050 الحالي. ومع ذلك، فإن الوصول إلى ذلك ليس سهلاً. في سيناريو "الصرامة"، يصطدم النظام بحائط في أوائل ثلاثينيات القرن الحالي لأن التكنولوجيا ليست جاهزة لدفن الكربون بالسرعة الكافية. ولحل هذه المشكلة، اضطر النموذج لاستخدام خيار "الاحتياط الآمن"—وهي طريقة نظرية باهظة الثمن لإزالة الكربون لمجرد جعل الحسابات تعمل. هذا يشير إلى أنه إذا حاولنا القيام بكل شيء دفعة واحدة، فقد ينفد منا الوقت والمال. بشكل عام، تفرض أوضاع "الصرامة" و"التراكمي" انخفاضًا أسرع في الانبعاثات مقارنة بالخطط الحالية، ولكن المسار التراكمي هو الوحيد الذي يحقق علامة "صافي السالب" المحددة بحلول عام 2042.

2. الوضع "التدريجي" هو المنطقة المثالية:
بدا السيناريو التدريجي هو المسار الأكثر واقعية. فقد اقترح أن المملكة المتحدة يمكنها الوصول إلى توازن 1:1 (مطابقة كل طن من الكربون الأحفوري المنبعث بطن مدفون) بحلول عام 2040. هذا المسار يتجنب تكاليف "الاحتياط الآمن" الهائلة للوضع الصارم، ولكنه لا يزال ينجز المهمة بشكل أسرع من الخطط الحالية. وسيوفر ما بين 0.9 و2.34 جيجا طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون بين عامي 2030 و2050 مقارنة بما نفعله الآن. هذه كمية هائلة من الكربون التي ستُبقى بعيدًا عن السماء!

3. نظام الطاقة يحصل على تغيير جذري شامل:
لتحقيق ذلك، يجب أن يتغير نظام الطاقة في المملكة المتحدة بشكل كبير.

• الكهرباء: ستحتاج البلاد إلى توليد كهرباء أكثر بكثير. في السيناريو التراكمي، ستحتاج إنتاج الكهرباء إلى القفز لتصل ما بين 734 و968 تيراواط ساعة بحلول عام 2050. هذه قفزة هائلة من المستويات الحالية.
• الهيدروجين: سنحتاج إلى إنتاج الكثير من وقود الهيدروجين، لكن الكمية تعتمد على السيناريو. تتطلب بعض المسارات كمية أقل من الهيدروجين لأننا ننتقل إلى السيارات الكهربائية والمضخات الحرارية، بينما تتطلب مسارات أخرى المزيد منه لتشغيل آلات التقاط الكربون.
• الكتلة الحيوية والأشجار: اعتمدت عمليات المحاكاة بشكل كبير على تقنية "BECCS" (الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه). وهذه طريقة متطورة تعني أننا نحرق النباتات (الكتلة الحيوية) لإنتاج الطاقة، ثم نلتقط الدخان، وندفنه. أظهر النموذج أنه إذا نفد من النباتات المستدامة القابلة للحرق، فإن الخطة بأكملها ستتأخر. في الواقع، إذا كانت إمدادات الكتلة الحيوية منخفضة، فإن الخطة التدريجية ستتأخر إلى عام 2045، وقد لا يكمل الخطة التراكمية مهمتها بحلول عام 2050.

4. واقع "الاحتياط الآمن" (Fail-Safe):
يسلط البحث الضوء على ثغرة رئيسية. في سيناريو "الصرامة"، يعتمد النظام على خيار "الاحتياط الآمن" لموازنة الحسابات عندما لا تكون التكنولوجيا الواقعية جاهزة. هذا يشبه امتلاك بطاقة ائتمان بلا حد أقصى تأمل ألا تضطر لاستخدامها أبدًا. يحذر المؤلفون من أنه إذا لم نبنِ البنية التحتية (الأنابيب، مواقع التخزين، وآلات الالتقاط) بالسرعة الكافية، فقد نضطر إلى الاعتماد على هذه الحلول المكلفة وغير المثبتة.

الخلاصة الكبرى

يخلص البحث إلى أنه بينما يعد "صافي الصفر الجيولوجي" هو الطريقة العلمية الصحيحة لضمان بقاء الكوكب باردًا، إلا أنه يمثل تحديًا هائلاً. الأمر لا يتعلق فقط بزراعة الأشجار؛ بل يتعلق ببناء آلة صناعية كاملة لاستخراج الكربون من الهواء ودفنه عميقًا تحت الأرض.

يبدو النهج التدريجي—البدء ببطء ثم التسارع—هو المسار الأكثر عملية. فهو يشير إلى أنه يمكننا الوصول إلى توازن 1:1 بحلول عام 2040، ولكن فقط إذا بدأنا في بناء البنية التحتية اللازمة الآن. إذا انتظرنا، أو إذا نفدت من الموارد الرئيسية مثل الكتلة الحيوية المستدامة أو مساحات التخزين، فقد تنهار الخطة.

يؤكد المؤلفون بحذر أن هذا مجرد محاكاة وليس ضمانًا. لقد استخدموا نموذجًا حاسوبيًا لاستكشاف سيناريوهات "ماذا لو"، وتشير النتائج إلى أنه بينما الهدف قابل للتحقيق، فإنه يتطلب مستوى من السرعة والتنسيق لم نشهده من قبل. إنه سباق مع الزمن، وقد انطلقت صافرة البداية بالفعل. يتعين على المملكة المتحدة (وربما دول أخرى) أن تقرر ما إذا كانت مستعدة لاستبدال خططها الحالية بهذا المسار الأكثر صرامة، وديمومة، وتطلبًا.