يحوّل التقاط الكربون واستخدامه (CCU) ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات ذات قيمة وله أهمية خاصة في القطاعات التي يصعب تقليل انبعاثاتها والتي تسعى إلى إزالة الكربون.
إذا تم تنفيذ هذه التقنية بالكامل، يمكن استخدام ما يصل إلى 27 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون بشكل تراكمي بحلول عام 2050، مما يفتح فرصة اقتصادية تقدر بـ 4.4 تريليون دولار.
تدعم مبادرة تحدي الابتكار في التقاط الكربون واستخدامه من منصة UpLink حالياً 11 شركة ناشئة تقدم طرقاً لاستغلال ثاني أكسيد الكربون يمكن أن تلعب دوراً في إزالة الكربون من الصناعات.
يتطلب تقليل تأثير تغير المناخ اتخاذ إجراءات عاجلة لخفض انبعاثات الوقود الأحفوري. وبينما تنتقل العديد من الصناعات إلى بدائل منخفضة الكربون، تواجه القطاعات التي يصعب تقليل انبعاثاتها – مثل الوقود والكيماويات والبلاستيك ومواد البناء – تحديات كبيرة في إزالة الكربون بالكامل. يمكن أن يكون CCU جزءاً من استراتيجية شاملة للتخفيف من حدة الانبعاثات من خلال تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى موارد ذات قيمة.
تُستخدم تقنيات CCU، التي تلتقط وتحول ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات مثل الوقود المستدام والمواد الكيميائية ومواد البناء، ويمكن أن تستفيد من ما يصل إلى 27 جيجا طن من ثاني أكسيد الكربون بشكل تراكمي بحلول عام 2050، مما يفتح فرصة اقتصادية تبلغ 4.4 تريليون دولار. ورغم أن CCU ليس أكبر رافعة لخفض الانبعاثات، إلا أنه قد يلعب دوراً في سيناريوهات تكون فيها الحلول الأخرى – مثل الكهرباء والطاقة المتجددة أو تحسين الكفاءة – أقل جدوى في قطاعات مثل الأسمنت والصلب والطيران والبتروكيماويات. تضيف هذه التقنية قيمة من خلال تحويل الانبعاثات إلى منتجات قابلة للتسويق، مما يساعد على تعويض بعض تكاليف إزالة الكربون.
سيتطلب تحقيق هذا الإمكان التغلب على تحديات رئيسية، تشمل التكاليف العالية، والتمويل المحدود، والفجوات السياسية، وسلاسل القيمة المجزأة. يعتمد توسيع نطاق CCU على الابتكار المستمر، والاستثمارات الاستراتيجية من الأطراف الرائدة، والتعاون بين الصناعات، والأطر السياسية الداعمة. من خلال دمج ثاني أكسيد الكربون الملتقط في العمليات الصناعية، يدعم CCU اقتصاداً دائرياً أكثر استدامة، مع المساهمة المحتملة في خفض الانبعاثات في القطاعات التي يصعب إزالة الكربون منها.
أطلقت منصة UpLink، بالشراكة مع وزارة الاقتصاد والتخطيط ووزارة الطاقة في المملكة العربية السعودية، تحدي الابتكار في التقاط الكربون واستخدامه لتسريع التقدم. حددت هذه المبادرة 11 شركة ناشئة رائدة تطور حلولاً تدمج بين العلوم والتكنولوجيا والأعمال لتحويل نفايات الكربون إلى قيمة. هؤلاء المبتكرون لا يلتقطون ثاني أكسيد الكربون فحسب، بل يخلقون أيضاً أسواقاً جديدة للوقود المستدام والمواد المتقدمة والتطبيقات الصناعية.
الابتكارات في التقاط الهواء المباشر وإزالة الكربون الهجينة
يُعد إزالة ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء المحيط أحد أكثر الأساليب طموحاً لمواجهة تغير المناخ. تدفع شركة Parallel Carbon هذا المجال إلى الأمام من خلال دمج التقاط الهواء المباشر (DAC) مع التحليل الكهربائي للماء، باستخدام الطاقة المتجددة، لإزالة ثاني أكسيد الكربون وإنتاج الهيدروجين النظيف في الوقت نفسه. لا يقتصر هذا المسار المزدوج على التقاط الكربون، بل يدعم أيضاً الانتقال إلى الوقود الأخضر، مما يوفر بديلاً للهيدروجين القائم على الوقود الأحفوري في الصناعات الثقيلة.
تعمل Greenlyte Technologies على تطوير عملية منخفضة الطاقة ومنخفضة التكاليف لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء المحيط، مع إنتاج الهيدروجين لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الهيدروكربونات. يتيح نهجهم عملية تجديد ماصة كاملة الدوران، مما يجعل إزالة الكربون أكثر كفاءة وقابلة للتوسع.
التقاط الكربون وتحويله إلى مواد
يمكن استغلال التقاط الكربون الصناعي ليس فقط لتقليل الانبعاثات، بل أيضاً لإنشاء مواد عالية الأداء تدعم سلاسل التوريد المستدامة. تستخدم شركة Up Catalyst تقنية التقاط الكربون بالأملاح المنصهرة والتحول الكهروكيميائي (MSCC-ET) لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد نانوية كربونية مستدامة وغرافيت.
هذه المواد، الحيوية لإنتاج البطاريات والدهانات والخرسانة المسلحة، توفر بديلاً للمدخلات المستخرجة من الوقود الأحفوري، مما يقلل من الأثر البيئي.
تسلك شركة Carbon to Stone (CTS) نهجاً مختلفاً من خلال تحويل ثاني أكسيد الكربون والنفايات الصناعية إلى كربونات صلبة، مع استعادة معادن حرجة مثل الليثيوم والكوبالت، الضرورية لإنتاج البطاريات وتطبيقات التكنولوجيا النظيفة. من خلال دمج استخدام الكربون مع استخراج المواد، تقوم الشركة بتحويل الانبعاثات الصناعية إلى موارد ذات قيمة.
استخدام الكربون لإنتاج الوقود والمواد الكيميائية والتطبيقات الصناعية المتقدمة
بالنسبة للقطاعات التي لا يمكنها التحول بسهولة إلى الكهرباء، يمثل تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود ومواد كيميائية صناعية ومنتجات متخصصة مساراً محتملاً نحو الحياد الكربوني، حسب مصادر ثاني أكسيد الكربون المستخدمة.
تقوم شركة ICODOS بإحداث ثورة في إنتاج الميثانول الإلكتروني من خلال تصميم عملية مرنة تتكيف مع تقلبات الطاقة المتجددة ومصادر ثاني أكسيد الكربون المتنوعة، مما يجعلها بديلاً أكثر استدامة للشحن والصناعات ذات الانبعاثات العالية.
تستخدم شركة D-CRBN تقنية البلازما المعيارية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون، وهو مادة أولية أساسية للوقود المحايد للكربون، والأحماض العضوية، والبوليمرات، مما يقلل الاعتماد على البتروكيماويات.
تستخدم شركة Dioxycle الكهرباء المتجددة لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الإيثيلين، وهو مكون رئيسي في وقود الطائرات والمنسوجات ومواد البناء.
وبالمثل، طورت شركة eChemicles محلل كهربائي قابل للتوسع لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون باستخدام الكهرباء الخضراء، مع تحويله إلى أول أكسيد الكربون والإيثيلين، مع تحقيق انخفاض بنسبة 90٪ في البصمة الكربونية مقارنة بالطرق التقليدية.
توفر شركة Oxylus Energy حلاً فعالاً من حيث التكلفة وقابلاً للتوسع لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الميثانول، مما يمكّن الصناعات الثقيلة من إزالة الكربون في الموقع، مع توفير مدخلات مستدامة للتطبيقات البتروكيميائية.
وبعيداً عن الوقود، يمكن أيضاً تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى مواد كيميائية متخصصة تدعم تطبيقات صناعية متقدمة.
تستخدم شركة enaDyne التحفيز بالبلازما غير الحرارية لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى الميثانول والإيثيلين، وهما مكونان أساسيان لإنتاج المواد الكيميائية المستدامة. من خلال تقديم بديل منخفض الطاقة للطرق التقليدية، تقود الشركة الابتكار في استخدام الكربون في قطاع الكيماويات.
تتبنى شركة Nanjing Gasgene Biotechnology نهجاً بيولوجياً، باستخدام تحرير الجينات وتخمير الغاز لتحويل غاز العادم الصناعي إلى مواد كيميائية محايدة للكربون وبروتينات للأعلاف. لا تسهم هذه الابتكارات في خفض الانبعاثات فحسب، بل تتماشى أيضاً مع أهداف الاستدامة الأوسع، بما في ذلك الأمن الغذائي.
تُجسد هذه الشركات الناشئة قيمة تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى منتجات ذات قيمة، قد تسهم في تحقيق الحياد الكربوني، ولكنها أيضاً تخلق مصادر دخل جديدة وتدعم تطوير اقتصاد دائري. تسلط ابتكاراتهم الضوء على إمكانات التعاون بين القطاعات للعمل نحو صافي انبعاثات صفرية والاستفادة من الإمكانات الاقتصادية للكربون كمورد.
