دراسة إماراتية تكشف عن ابتكارات احتجاز الكربون لمستقبل أكثر اخضرارًا

التكنولوجيا اليومية

12/08/2025

دراسة حديثة شاركت في تأليفها الجامعة الأمريكية بالشارقة (AUS) وجامعة هيريوت وات تسلط الضوء على التطورات الكبيرة في تقنيات احتجاز الكربون، مما قد يحدث ثورة في الصناعات كثيفة الكربون في الشرق الأوسط. يستكشف البحث ابتكارات مثل مزيج الأمينات المتقدمة، وأنظمة التأرجح الكهربائي، والأطر المعدنية العضوية، بهدف دمجها في أجندة الاستدامة بالمنطقة.

النقاط الرئيسية

الامتصاص الكيميائي باستخدام محاليل الأمينات المخلوطة هو الخيار الأكثر جدوى وفورية للقطاعات التي يصعب إزالة الكربون منها في المنطقة.
يمكن لمزج المذيبات المتقدم أن يقلل من استهلاك الطاقة لاحتجاز الكربون بأكثر من 30% مقارنة بالطرق التقليدية.
تُظهر الأطر المعدنية العضوية (MOFs) وعدًا بكفاءة عالية في احتجاز ثاني أكسيد الكربون ولكنها تتطلب مزيدًا من التطوير لتلبية معايير الأداء.
تتوافق هذه التقنيات مع أهداف الاستدامة لدولة الإمارات العربية المتحدة، وتدعم إنتاج الهيدروجين النظيف وإزالة الكربون الصناعي.

التطورات في تقنيات احتجاز الكربون

ناقش الدكتور ستيف جريفيث، الأستاذ ونائب مدير الجامعة للبحث العلمي في الجامعة الأمريكية بالشارقة، نتائج دراسة حديثة تركز على أحدث تقنيات احتجاز الكربون. يستكشف البحث ابتكارات تتراوح من مزيج الأمينات المتقدمة إلى أنظمة التأرجح الكهربائي والأطر المعدنية العضوية (MOFs)، بهدف دمجها في أجندة الاستدامة في الشرق الأوسط.

يُعد احتجاز الكربون أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أهداف صافي الانبعاثات الصفرية، لا سيما في قطاعات مثل النفط والغاز وإنتاج الأسمنت. سلط الدكتور جريفيث الضوء على أن الامتصاص الكيميائي باستخدام محاليل الأمينات المخلوطة هو الخيار الأكثر جدوى وفورية للصناعات كثيفة الكربون في المنطقة. وقد أثبتت هذه الأنظمة بالفعل تطبيقات صناعية، حيث حققت محاليل الأمينات المخلوطة تخفيضًا يزيد عن 30% في طاقة التجديد مقارنة بالمذيبات الفردية.

تقليل استهلاك الطاقة والتكاليف

أحد أهم جوانب هذه الابتكارات هو قدرتها على خفض متطلبات الطاقة لاحتجاز الكربون، وهو ما كان يمثل عائقًا تاريخيًا أمام التبني. تؤكد الدراسة أن مزج المذيبات المتقدم يقلل من استهلاك الطاقة بأكثر من 30%. تتطلب أنظمة أحادي إيثانول أمين (MEA) التقليدية طاقة كبيرة للتجديد، وهو ما يمثل جزءًا كبيرًا من نفقات التشغيل. من خلال مزج المذيبات مثل MDEA مع MEA واستخدام المذيبات المنفصلة الطور، يتم تقليل هذه المتطلبات بشكل كبير. كما أن التجديد الكهروكيميائي، الذي يعمل في درجات حرارة منخفضة، يقلل بشكل أكبر من احتياجات الطاقة وتدهور الأمين.

تشير الدراسة إلى أن تكاليف الاحتجاز يمكن أن تتراوح من 50 إلى 175 دولارًا للطن الواحد من ثاني أكسيد الكربون، اعتمادًا على المصدر والتقنية المستخدمة. تميل معالجة الغاز الطبيعي إلى أن تكون في الطرف الأدنى، بينما تكون قطاعات الأسمنت والطاقة في الطرف الأعلى.

إمكانات الأطر المعدنية العضوية (MOFs)

تحظى الأطر المعدنية العضوية (MOFs) باهتمام متزايد لكفاءتها العالية في احتجاز ثاني أكسيد الكربون بشكل انتقائي. وبينما لا تزال قيد التطوير، يتسارع التقدم، مع إجراء اختبارات تجريبية للنشر الصناعي. يتم اختبار متغيرات MOF-74 في بيئات صناعية مختلفة. ومع ذلك، تحتاج الأطر المعدنية العضوية إلى تحقيق معايير أداء محددة، مثل استعادة 90% من ثاني أكسيد الكربون بنقاوة 95% واستهلاك طاقة يبلغ حوالي 3 جيجا جول لكل طن، لتكون قادرة على المنافسة مع التقنيات الحالية.

التكامل الإقليمي والتوقعات المستقبلية

يعتقد الدكتور جريفيث أن هذه التقنيات مناسبة تمامًا لطموحات الاستدامة لدولة الإمارات العربية المتحدة، لا سيما في إنتاج الهيدروجين النظيف وإزالة الكربون الصناعي. ويُسلط الضوء على إصلاح الميثان بالبخار لإنتاج الهيدروجين، والذي يتطلب احتجاز الكربون، كمنطقة يكون فيها الاحتجاز عالي الكفاءة بسبب التركيز العالي لثاني أكسيد الكربون في تيارات العادم. كما تستفيد تقنيات التأرجح الكهربائي من تكاليف الكهرباء المتجددة المخفضة، مما يتوافق مع إمكانات الطاقة الشمسية لدولة الإمارات العربية المتحدة.

يتحول التركيز من استخدام ثاني أكسيد الكربون المحتجز لتعزيز استخلاص النفط إلى تمكين إزالة الكربون الصناعي على نطاق واسع وإنتاج الوقود منخفض الكربون. وقد حددت الإمارات العربية المتحدة والمملكة العربية السعودية وقطر أهدافًا طموحة لقدرة احتجاز ثاني أكسيد الكربون بحلول عامي 2030 و 2035، مدفوعة جزئيًا بالهدف المتمثل في تصدير الهيدروجين والأمونيا منخفضة الكربون. ومن خلال الجمع بين احتجاز الكربون ومواردها من الغاز الطبيعي، تهدف المنطقة إلى الحفاظ على دورها كمزود رئيسي للطاقة مع السعي لتحقيق أهداف صافي الانبعاثات الصفرية.

07-08-2025

MIT تكشف عن ميشيرز: أداة جديدة لابتكار كائنات رقمية مستحيلة

برنامج معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الجديد، "ميشيرز"، يسمح بتصور ومعالجة الأجسام المستحيلة، ويسد الفجوة بين الإدراك البشري والهندسة الحاسوبية مع تطبيقات محتملة في العلوم والفن والتصميم.