منوعات

خريطة الطريق لإغلاق دورة الكربون

ويعتمد النهج الرئيسي لتحقيق صافي انبعاثات كربونية صِفر على تحويل أجزاء مختلفة من الاقتصاد، مثل المركبات الشخصية والتدفئة، لتعمل بالكهرباء المولدة من مصادر متجددة. لكن لا يمكن القضاء على الكربون من جميع أجزاء المجتمع. لا يمكن إزالة الكربون من المواد البلاستيكية، المنتشرة في كل مكان في العالم الحديث، لأنها مصنوعة من جزيئات ذات أساس كربوني.

بقيادة الكيميائي ويندي شو من مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL)، أنتج جهد متعدد المؤسسات خريطة طريق جديدة للحد من الانبعاثات في قطاعات الاقتصاد التي يصعب كهربتها. يتضمن النهج متعدد الأوجه تطوير أنواع وقود خالية من الكربون، وإيجاد مصادر الكربون غير الأحفورية، والحفاظ على الكربون في مكانه بمجرد دخوله الدورة، مما يؤدي بشكل مثالي إلى استخدامات متعددة لكل ذرة كربون.

يقول مؤلفو خارطة الطريق إن الكربون أحادي الاستخدام لم يعد من الممكن تعميمه. يجب الحفاظ على الكربون من خلال الاقتصاد الدائري حيث يتم استخدام كل ذرة كربون عدة مرات. ويمكن إعادة استخدام الكربون داخل نفس القطاع الصناعي أو استخدامه كمادة خام لقطاع صناعي جديد. على سبيل المثال، سيكون تطوير عمليات إعادة تدوير البوليمر وإعادة الاستخدام الفعال للمواد القائمة على الكربون أمرًا ضروريًا لمستقبل خالٍ من صافي انبعاثات الكربون.

قال مدير PNNL ستيفن أشبي: “نحن بحاجة إلى حلول مبتكرة ومبتكرة لتحقيق أهدافنا في إزالة الكربون”. “والتعاون ضروري لتسريع البحث العلمي المستوحى من الاستخدام في مجالات الحفز والفصل التي ستدعم هذه الحلول، وإنني أتطلع إلى هذه النتائج ونشرها في مجال الطيران والنقل بالشاحنات الثقيلة والنقل البحري.

انبثقت الأفكار من ورشة عمل حول “إغلاق دورة الكربون”، استضافتها بشكل مشترك PNNL، ومختبر أميس الوطني، ومختبر أرجون الوطني، ومختبر بروكهافن الوطني، ومختبر لورانس بيركلي الوطني، ومختبر أوك ريدج الوطني، ومختبر المسرع الوطني SLAC. وكان من بين رؤساء كل مختبر شو، وجيمس موريس، وماكس دلفرو، وسانجايا سيناناياكي، وفرانشيسكا توما، وميشيل كيدر، وسيمون باري، على التوالي.

وقال بول كيرنز، مدير شركة أرجون: “إن تطوير تقنيات إعادة تدوير الكربون وتحويله هو أمر أساسي لمستقبل الطاقة النظيفة، وشركة أرجون ملتزمة بدعم تطويرها”. “أشيد بالباحثين الذين يتعاونون عبر مجمع المختبرات الوطنية التابع لوزارة الطاقة لدفع هذه الابتكارات التحويلية لتحقيق صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050.”

خارطة طريق لإزالة الكربون

يتمتع كل من الهيدروجين والأمونيا بإمكانية استخدامهما كوقود خالي من الكربون. ومع ذلك، فمن الواضح أن تنفيذ هذين التدبيرين يطرح مشاكل. وعلى وجه الخصوص، فإن تكلفة تخزين ونقل الهيدروجين تجعله غير عملي مع التقنيات الحالية. إن العمل على تطوير جزيئات ومواد حاملة لتمكين نقل الهيدروجين بشكل آمن وبأسعار معقولة سوف يكمل هدف Hydrogen Earthshot التابع لوزارة الطاقة المتمثل في إنتاج الهيدروجين بشكل متجدد مقابل دولار واحد للكيلوغرام الواحد أو أقل. يمكن أن يساعد خفض التكلفة هذا في إنشاء أنظمة قابلة للحياة تعتمد على الهيدروجين.

يقع استخدام الكربون من مصادر مختلفة في قلب النهج المقترح. سيظل الكربون ضروريًا للعديد من القطاعات الاقتصادية الحيوية. وهذه القطاعات مرشحة لدورة الكربون الدائرية من خلال إعادة تدوير ودمج مصادر الكربون المتعددة. تشمل المصادر المحتملة للكربون الثمين الكتلة الحيوية ونفايات الطعام والنفايات البلاستيكية. إن جعل هذه العملية حقيقة يتطلب عمليات فصل وتحويلات تتسم بالفعالية والكفاءة، حيث تشكل الخلائط المعقدة معظم تدفقات الكربون غير الأحفوري.

وقال شو، مدير العلوم والتكنولوجيا في مديرية العلوم الفيزيائية والحاسوبية في PNNL: “يجب النظر إلى الكربون باعتباره سلعة قيمة يجب الحفاظ عليها وإعادة استخدامها”. “تتمثل رؤيتنا في تحويل دور الكربون في اقتصادنا من خلال إعادة استخدام كل ذرة كربون عدة مرات في اقتصاد دائري.”

ويظل تحويل النفايات “التقليدية” بكفاءة إلى مواد قابلة لإعادة الاستخدام أمرا ضروريا. يمكن أن يكون الجمع بين خطوات الفصل والتحويل عبر عمليات الفصل التفاعلية أسلوبًا عمليًا. تجمع عمليات الفصل التفاعلية بين التفاعلات الكيميائية وعمليات الفصل المنقية ويمكن أن توفر تكثيفًا للعملية، وتحويل الكربون غير الأحفوري بشكل أكثر كفاءة.

وقال موريس: “نحن بحاجة إلى تطورات علمية أساسية جديدة لإنتاج مناهج صناعية متكاملة”. “وسوف تخلق التقنيات الناتجة فرصًا اقتصادية جديدة وتطويرًا تعليميًا ونموًا إضافيًا لفرص العمل.”

وتمثل خريطة الطريق مستقبلاً خاليًا من النفايات، حيث يتم التعامل مع الكربون باعتباره سلعة قيمة وليس موردًا يمكن التخلص منه. يعد دمج مصادر الكربون المستدامة في اقتصاد دائرة الكربون أمرًا ضروريًا لهذا المستقبل.

خارطة الطريق هذه هي نتيجة ورشة عمل بعنوان “إغلاق دورة الكربون: الفرص في علوم الطاقة”، استضافتها سبعة مختبرات وطنية تابعة لوزارة الطاقة في الفترة من 18 إلى 19 يوليو 2022. المقال الكامل متاح على الرابط التالي: تعليقات الطبيعة الكيمياء.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى