Limited contribution of novel Carbon Dioxide Removal and Geological Carbon Storage to reducing peak warming
على الرغم من كونها ضرورية لأهداف المناخ طويلة الأجل، تجد الدراسة أن تقنيات إزالة ثاني أكسيد الكربون والتخزين الجيولوجي المستحدثة لن تقدم سوى مساهمة ضئيلة في الحد من ذروة الاحترار بحلول عام 2050 بسبب بطء التوسع الأولي، مما يعني أنها لا يمكن أن تكون بديلاً عن الخفض الفوري والعميق للانبعاثات.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
لفهم رهانات هذا البحث، يجب أولاً استيعاب التحدي المزدوج الذي يواجه مناخنا: وقف تدفق الغازات المحبسة للحرارة إلى الغلاف الجوي، والعمل، لفترة من الوقت، على إزالة ما هو موجود هناك بالفعل. لقد وضع العالم هدفاً للحد من الاحترار العالمي عند 1.5 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة، وهو هدف لا يتطلب فقط خفض الانبعاثات الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري، بل يتطلب أيضاً نشر تقنيات لسحب ثاني أكسيد الكربون من الهواء وتخزينه بأمان تحت الأرض. وتعتبر تقنيات الإزالة هذه، والتي تُسمى غالباً إزالة ثاني أكسيد الكربون، وأنظمة التخزين الجيولوجي التي تحفظ الغاز الملتقط، أدوات أساسية في نظر الكثيرين للوصول إلى صافي انبعاثات صفري، وتبريد الكوكب في نهاية المطاف إذا ارتففت درجات الحرارة بشكل كبير. ومع ذلك، فإن هذه التقنيات لا تزال في مهدها حالياً، حيث تعمل على نطاق ضئيل جداً مقارنة بالحجم الهائل للانبعاثات التي ينتجها البشر كل عام. والسؤال الحاسم لصناع السياسات والعلماء على حد سواء هو ما إذا كان بإمكان هذه الأدوات أن تتوسع بسرعة كافية لإحداث فرق ملموس في العقود القادمة، أم أنها ستصل متأخرة جداً لمنع أسوأ آثار تغير المناخ.
لقد تصدى فريق من الباحثين في معهد بوتسدام لأبحاث تأثير المناخ وجامعة ستراثكلايد لهذا السؤال من خلال بناء محاكاة تفصيلية لكيفية نمو هذه التقنيات بمرور الوقت. لم يفترضوا ببساطة أن هذه التقنيات ستتوسع بسرعة؛ بل قاموا بنمذجة نموها بناءً على التاريخ الواقعي لكيفية انتشار تقنيات الطاقة الجديدة، مع مراعاة العملية البطيئة والصعبة لبناء البنية التحتية اللازمة، وتأمين التصاريح، وإيجاد مواقع التخزين المناسبة. ركز تحليلهم على نوع محدد من التخزين يُعرف بالتخزين الجيولوجي للكربون، حيث يتم حقن ثاني أكسيد الكربون في أعماق الأرض داخل التكوينات الصخرية، والمختلف من الطرق التي تعتمد عليه، مثل التقاط الكربون من الطاقة الحيوية أو مباشرة من الهواء. ومن خلال تشغيل هذه السيناريوهات عبر نموذج حاسوبي متطور للاقتصاد العالمي وأنظمة الطاقة، هدف الباحثون إلى معرفة مدى قدرة هذه الأدوات على منع الاحترار بحلول منتصف هذا القرن، ومدى مساهمتها في تبريد الكوكب بحلول نهاية القرن.
تقدم نتائج هذه المحاكاة واقعاً مثبطاً للهمم. فحتى في ظل أكثر الافتراضات تفاؤلاً - حيث تقدم الحكومات دعماً هائلاً، وتنخفض معدلات الفشل للمشاريع الجديدة بشكل كبير، وتكون مواقع التخزين وفيرة - فإن مساهمة هذه التقنيات في وقف الاحترار العالمي على المدى القريب ضئيلة بشكل مفاجئ. فبحلول عام 2050، سيكون إجمالي كمية ثاني أكسيد الكربون التي يمكن لهذه الأنظمة إزالتها وتخزينها بين 32 و51 مليار طن. ولتوضيح الصورة، فإن هذا المبلغ التراكمي يعادل تقريباً عاماً واحداً من الانبعاثات الكربونية العالمية الحالية. ولأن كمية الكربون المزاحة صغيرة جداً مقارنة بإجمالي الانبعاثات خلال العقود الق الماضية، فإن التأثير على ذروة درجة الحرارة التي سيشهدها العالم يكاد يكون معدوماً، حيث يقلل من أقصى ارتفاع في درجة الحرارة بنحو 0.025 درجة مئوية فقط. ويحدث هذا التأثير الضئيل لأن هذه التقنيات تبدأ من قاعدة صغيرة جداً؛ إذ يتبع نموها منحنى بطيئاً في البرى، مما يعني أنه حتى مع التوسع القوي، فإن الحجم الإجمالي للكربون الذي يتم التعامل معه في العشرين سنة الأولى يظل مجرد قطرة في بحر مقارنة بالانبعاثات التي ننتجها حالياً.
وجد الباحثون أن المحرك الأساسي للحد من ذروة الاحترار يظل هو الخفض الفوري والعميق للانبعاثات من الوقود الأحفوري وتغيرات استخدام الأراضي، وليس الوعد المستقبلي لإزالة الكربون. في عمليات المحاكاة الخاصة بهم، يمكن لخفض الانبعاثات التقليدية أن يمنع 365 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون من دخول الغلاف الجوي بحلول عام 2050، وهو خفض من شأنه أن يخفض درجات الحرارة القصوى بمقدار 0.16 درجة مئوية. وهذا تأثير أكبر بكثير مما يمكن لتقنيات الإزالة الجديدة تحقيقه في نفس الإطار الزمني. ويجادل البحث صراحة ضد فكرة أنه يمكننا الاعتماد على هذه التقنيات الناشئة لتعويض الانتقال البطيء بعيداً عن الوقود الأحفوري. إن الوقت الذي يستغرقه بناء السلاسل المعقدة من الالتقاط والنقل والتخزين يعني أن هذه الأنظمة ببساطة لا يمكن نشرها بالسرعة الكافية لتكون بديلاً للحاجة الملحة لوقف حرق الفحم والنفط والغاز اليوم.
ومع ذلك، تتغير القصة عند النظر إلى المستقبل البعيد. فبينما تكون المساهمة في المدى القريب محدودة، فإن إمكانات هذه التقنيات تنمو بشكل كبير بحلول نهاية القرن. فبحلول عام 2100، يمكن أن يرتفع إجمالي كمية ثاني أكسيد الكربون التي تمت إزالتها وتخزينها إلى ما بين 300 و875 مليار طن. وهذا الحجم الأكبر سيكون قادراً على خفض درجات الحرارة العالمية بمقدار 0.14 إلى 0.39 درجة مئوية بعد الوصول إلى ذروة الاحترار. وهذا يشير إلى أنه بينما لا تستطيع هذه الأدوات منع الارتفاع الأولي في درجة الحرارة، إلا أنها ضرورية للنصف الثاني من القرن، حيث توفر وسيلة لخفض درجات الحرارة وإعادة الكوكب إلى مستويات أكثر أماناً إذا تجاوزنا أهدافنا. تسلط الدراسة الضوء على أن القدرة على تحقيق هذا التبريد طويل الأمد تعتمد بشدة على السرعة التي نبدأ بها في بناء هذه الأنظمة الآن. فإذا ظل النشر بطيئاً، فستكون الفائدة التراكمية بحلول عام 2100 أصغر بكثير، ولكن مع الدعم الطموح، تصبح إمكانية عكس مسار الاحترار حقيقة واقعة.
اكتشف الباحثون أيضاً أن النوع المحدد من تقنية إزالة الكربون يفرق كثيراً اعتماداً على سرعة النشر. ففي السيناريوهات التي يكون فيها النمو بطيئاً، تهيمن الطرق التي لا تتطلب تخزيناً تحت الأرض، مثل تعزيز التجوية الصخرية أو إنتاج الفحم الحيوي (biochar)، على المشهد لأنها تتجنب عقبة البحث عن مواقع التخزين. وفي المقابل، في أكثر السيناريوهات قوة حيث يتوسع سعة التخزين بسرعة، تصبح التقنيات التي تعتمد على التخزين الجيولوجي، مثل التقاط الكربون من الطاقة الحيوية، هي الطريقة الأساسية للإزالة. ويكشف هذا الديناميكي عن قيد حاسم: توافر مواقع التخزين تحت الأرض هو عامل مقيد يحد من نمو العديد من التقنيات الواعدة. وحالياً، تركز الغالبية العظمى من مشاريع احتجاز الكربون المعلنة على التقاط الكربون من مصادر الوقود الأحفوري، ومع ذلك تشير الدراسة إلى أنه لتحقيق أهداف المناخ، يجب إعطاء الأولوية لموارد التخزين هذه لإزالة الكربون من الغلاف الجوي ومن المصادر البيولوجية.
في نهاية المطاف، يوضح هذا البحث دور إزالة ثاني أكسيد الكربون والتخزين الجيولوجي في مكافحة تغير المناخ. فهو يؤكد أن هذه التقنيات ليست حلاً سريعاً للأزمة الراهنة المتمثلة في ارتفاع درجات الحرارة. إن النافذة لمنع أسوأ ذروة للاحترار تتحدد بمدى سرعة خفضنا للانبعاثات اليوم، وليس بمدى سرعة قدرتنا على بناء محطات إزالة جديدة غداً. ومع ذلك، تؤكد الدراسة أيضاً أن هذه التقنيات لا غنى عنها على المدى الطويل. فهي تمثل المسار الوحيد المعروف لخفض درجات الحرارة العالمية بعد ارتفاعها، وتعمل كأداة ضرورية لترميم المناخ في النصف الثاني من القرن. ويتطلب المسار إلى الأمام استراتيجية مزدوجة: خفض فوري وجذري لاستخدام الوقود الأحفوري للحد من الضرر، يليه توسع سريع ومستدام لتقنيات الإزالة لإصلاح الغلاف الجوي بمجرد انتهاء الأسوأ. وبدون كليهما، يظل هدف الوصول إلى مناخ مستقر بعيد المنال.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.