الوقود من الهواء وأشعة الشمس

التنمية الإسرائيلية قد تبطئ ظاهرة الاحتباس الحراري

ليس هناك شك في أن أحد أسباب الانحباس الحراري العالمي هو ثاني أكسيد الكربون - CO2 - وهو غاز ينبعث إلى الغلاف الجوي من محطات توليد الطاقة، والمنشآت الصناعية، والمركبات، وعمليا كل عملية احتراق - بما في ذلك تنفسنا. في الظروف العادية، تمتص المحيطات والغابات معظم ثاني أكسيد الكربون وتعيد تدويره. ولكن البشرية تطلق اليوم إلى الغلاف الجوي ما يزيد على 2 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا ــ وهي الكمية التي لا تملك الطبيعة أي فرصة للتعامل معها. وفي السنوات الأخيرة، تم دراسة أفكار مختلفة للتعامل مع الغاز الزائد، بدءاً من حقنه في آبار النفط الفارغة وحتى دفنه في الأرض. ليس من الواضح ما إذا كانت هذه الأفكار قابلة للتنفيذ من الناحية التكنولوجية، ولكن من الواضح أنها حتى لو كانت كذلك فإنها ستكلف الكثير من المال.

قد يأتي الحل المحتمل لهذه المشكلة من خلال تطوير معهد وايزمان للعلوم. وطوّر البروفيسور يعقوب قرني من كلية الكيمياء طريقة لإعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون الزائد في عملية معاكسة للاحتراق: يتم ضغط الغاز مع بخار الماء، ويتم الحصول على الوقود والأكسجين. العيب الوحيد لهذه العملية هو أن تفعيلها يتطلب حرارة عالية جدًا: أكثر من 2 درجة. وهذه ليست مشكلة حقيقية بالنسبة لبعض النباتات التي تنبعث منها كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، لأن الكثير منها تنتج حرارة زائدة على أي حال. ولنقل العملية من المختبر إلى المستوى الصناعي، تم إنشاء شركة NCF (وقود ثاني أكسيد الكربون الجديد)، والتي تعمل في معهد وايزمان. ومن المفترض أن تنشئ الشركة منشأة تجريبية في أوروبا العام المقبل لاختبار العملية. يوضح دودي بانيت، الرئيس التنفيذي لشركة NCF: "إنها في الواقع عملية عكسية للاحتراق الطبيعي، حيث يتحد الوقود مع الأكسجين لإنتاج الطاقة والماء وثاني أكسيد الكربون". "نقوم بالعملية المعاكسة، ويتم أخذ الطاقة من مصادر متجددة: الطاقة الشمسية أو الحرارة المتبقية التي توجد بكميات كبيرة في صناعات مثل الصلب والزجاج والسيراميك، وأيضا في الصناعة المعروفة باسم "التغويز"، الإنتاج من الوقود الغازي من أنواع الوقود ذات الجودة الرديئة، مثل الفحم."

كفاءة عالية

يُطلق على الوقود الناتج في العملية التي طورتها NCF اسم الغاز الاصطناعي (اختصار للغاز الاصطناعي)، ويستخدم كمادة خام في إنتاج أنواع الوقود الأخرى، مثل بدائل الغاز الطبيعي أو الأمونيا أو الميثانول، والذي يستخدم بالفعل اليوم في دفع العديد من المركبات. وتقول الشركة إن العملية التي طورها كارني تصل كفاءتها إلى 40%: أي أنه من أصل عشرة أطنان من ثاني أكسيد الكربون، أربعة منها ستصبح وقودًا. وهذا يمثل كفاءة أعلى بخمس مرات وأكثر من العمليات الموازية التي طورتها الشركات الأخرى. "إن الكفاءة العالية في عملية NCF هي واحدة من ميزتين مقارنة بالشركات المنافسة التي تحاول إنتاج الوقود من ثاني أكسيد الكربون، لأنها تسمح بإنتاج الوقود الرخيص"، يوضح البروفيسور كارني. "الميزة الثانية هي تطوير نظام كامل بدءًا من جمع ثاني أكسيد الكربون وحتى إنتاج الوقود، وهو نظام مصمم للعمل بأفضل طريقة اقتصادية ممكنة."

الساقين الاقتصادية

وفي السنوات المقبلة، من المفترض أن تعمل أغلب دول العالم على خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، كجزء من الجهود العالمية لإبطاء ظاهرة الانحباس الحراري العالمي. ومن بين الأدوات الممكنة تحديد حصص الانبعاثات وفرض غرامات على المصانع التي تتجاوزها. مثل هذه الخطوة من شأنها أن تجعل طريقة NCF أكثر قابلية للتطبيق من وجهة نظر اقتصادية، ولكن حتى اليوم، يؤكد الرئيس التنفيذي بينيت، أنها تؤتي ثمارها من وجهة نظر مالية. إن المصنع الذي يستثمر عدة مئات الآلاف من الدولارات في تركيبه سوف يسدد الاستثمار في غضون أربع سنوات تقريبا، حتى بدون الإعانات أو الدعم الحكومي الذي قد يتلقاه مقابل مساهمته في البيئة. يقول الرئيس التنفيذي بانيت: "إن حل المشكلات البيئية أمر مهم، ولكن بدون أسس اقتصادية متينة، لن تنطلق هذه التقنيات". "إن إنتاج الميثانول باستخدام طريقتنا سيكلف حوالي 2 دولار للطن، في حين أن أسعار السوق اليوم تزيد عن 300 دولار. وهذا يعني أن العملاء الذين يشترون منتجاتنا سوف يستخدمون نفايات ثاني أكسيد الكربون الخاصة بهم، ويستخدمون الحرارة المتبقية التي لا يستخدمونها اليوم، وسيكونون قادرين على الاستمتاع بدخل إضافي بأسعار تتنافس مع السوق الحالية.

انظر النور

جمعت NCF أكثر من تسعة ملايين دولار في السنوات الأخيرة لتعزيز العملية التي طورتها. وتعود ملكية ثلثي الملكية إلى شركات أسترالية، والثلث فقط إلى مستثمرين إسرائيليين آمنوا بالرؤية. ومع ذلك، فإن فكرة الاستفادة من الحرارة الزائدة من المصانع ليست سوى الخطوة الأولى. وعلى المدى الطويل، تعتقد الشركة أنه سيكون من الممكن إنتاج الحرارة اللازمة للعملية من الطاقة الشمسية. وتجري اليوم بالفعل تجارب في هذا الاتجاه في "برج الشمس المشرقة" في معهد وايزمان، حيث يتم تركيز ضوء الشمس من المرايا الضخمة الموضوعة عند سفح البرج في جهاز استقبال واحد. وحتى مرآة واحدة من هذه المرايا، والتي تبلغ مساحتها أكثر من 50 مترًا مربعًا، توفر طاقة كافية لتوليد الحرارة اللازمة لعملية NCF. وتعتمد رؤية الشركة للطاقة الشمسية أيضًا على العمليات التي تعمل على تطويرها شركات أخرى لامتصاص ثاني أكسيد الكربون الزائد من الغلاف الجوي، دون الحاجة إلى جمعه من مداخن المصانع. يقول بينيت: "إذا نظرت بعيدًا بما فيه الكفاية، فإننا نفكر فيما هو أبعد من الحل الذي نقدمه اليوم للصناعات ذات الحرارة المتبقية العالية". "يمكن أيضًا إنتاج هذه الحرارة من الطاقة الشمسية وهي غير محدودة تقريبًا. وعلى المدى الطويل من 2 إلى 10 سنة، سيكون من الممكن إنتاج كميات كبيرة من الوقود من الهواء والشمس على ما يبدو، والمنافسة في سوق الوقود الحالي.

وفي الوقت نفسه، وكما ذكرنا سابقًا، فإن NCF ما زالت في مرحلة التطوير فقط، ولم تقم بعد ببيع منشأة واحدة. ومع ذلك، تؤمن الشركة بالإمكانات الكبيرة لهذه العملية، وتقول إن اهتمام المستثمرين والأطراف الأخرى بسوق "التكنولوجيا النظيفة" يتزايد مع اقتراب الفكرة من التنفيذ. حتى لو سار كل شيء كما هو مخطط له، وتم أيضًا سلخ وتقطيع العملية الشمسية، فمن غير المتوقع أن تحل مرافق الإنتاج التابعة لـ NCF محل آبار النفط، كما أنها لن تقضي على جميع الفائض الضخم من ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك، فمن المتوقع بالتأكيد أن تساهم في الحفاظ على البيئة، سواء في تقليل انبعاث ثاني أكسيد الكربون أو في تقليل استهلاك الوقود الملوث، فضلاً عن توليد أرباح اقتصادية جيدة، كل ذلك من الهواء وأشعة الشمس.