نشستی با محوریت دی‌اکسید کربن در اروپا در سال ۲۰۲۳
بررسی تأمین بی‌عیب و نقص
نشست سرانِ گازی جهان در اروپا با محوریت دی‌اکسید کربن، در سال ۲۰۲۳ و در گیر و دارِ نوساناتِ فزاینده چشم‌انداز انرژی در اتریش برگزار شد، موضوعات مختلفی مانند بازار آمونیاک و دی‌اکسید کربن ، زنجیره تأمین دی‌اکسید کربنِ بیوژنیک، جداسازیِ کربن و کانیسازی را مورد بررسی قرار داد.
پس از سخنرانی افتتاحیه توسط مدیر شرکت نیپون گَسِز یوروپ[۱]، آقای اِدواردو هیل لهوسته[۲]، خانم جنیفر ویلیس جونز[۳]، سرپرست بخش نیتروژن در نشریه فِرتیلایزِر ویک[۴]، در مورد تأثیر بازار آمونیاک بر صنعتِ دی‌اکسید کربن و تأثیر متقابلِ گازهای صنعتی و قیمت کود صحبت کرد.
دی‌اکسید کربن صنعتی و بخش کود، به‌عنوان محصولات جانبی تولید آمونیاک، پیوندی ناگسستنی دارند. نیتروژن، به‌عنوان یکی از اجزای اصلی کودها، از مواد اولیه عمده در صنعت آمونیاک است. ویلیس جونز، ضمن اظهارنظر درباره افزایش قیمت نیتروژن، توضیح داد که دلیل عمده این افزایش قیمت جنگِ اوکراین بود که به‌واسطه دغدغه‌های عرضه از سوی روسیه بروز کرد. وی گفت: این امر موجب رشد سریع قیمت‌ها، از ۵۷۲ دلار بر هر تن در سال ۲۰۲۱، به ۱۱۳۶ دلار در سال ۲۰۲۲ شد، اگرچه از آن زمان به ۴۹۰ دلار یا کمتر کاهش یافته است.
با این حال قیمت اوره، به‌دلیل زنجیره تأمین قوی‌تر، ثبات بیشتری داشته است و چشم‌انداز آن، به ویژه برای ایالات متحده، مثبت به نظر می‌رسد.
ویلیس‌جونز گفت: « تقاضای ایالات متحده برای همه محصولات نیتروژن از جمله آمونیاک، اوره و نیترات آمونیاک اوره( UAN ) [5] بالا خواهد بود. » وی همچنین اضافه کرد: « اوره، در حال حاضر، از آمونیاک و نیترات آمونیاک ارزان‌تر است. »
« توقع نداریم تولید اوره توسط اروپا تا پایان سال جاری از سر گرفته شود. »
وی افزود؛ با توجه به پیش‌بینی معرفی مکانیسم تنظیم مرز کربن[۶] ( CBAM ) از سال ۲۰۲۷، دی‌اکسید کربن به جای اینکه محصولی جانبی باشد، ناگهان دارای ارزشی مستقل خواهد شد.
« آن دسته از تولیدکنندگانِ آمونیاک که واقعاً اهمیتی به دی‌اکسید کربن نداده‌اند، این مورد یکباره تبدیل به یکی از مشکلات بزرگ آنها می‌شود. آنها مجبور به تلاش برای کربن زدایی آمونیاک، یا جداسازی و ذخیره کربن ( CCS )[7] برای فروش به قیمتی ناچیز در بازار نقدی خواهند شد. از نظر من، ترکیبی از هر دوی این‌ها اتفاق خواهد افتاد. »
زنجیره تأمین در ۲۰۲۳/۲۰۲۲
کریستوفر کارسون[۸]، مؤسس و مدیر کارگزاری کوچک مشاوره کربنیک سلوشنز[۹] و مدیر شرکت بیوکربنیکس لیمیتد[۱۰]، بر ضرورت توسعه منابع جایگزین دی‌اکسید کربنِ، یعنی منابعی برای جبران تقاضایی که « همواره به قوت خود باقیست »، تأکید کرد.
طبق گفته کارسون، در بازارها و کاربردهای جدید مانند یخ خشک و شاهدانه ( یا ماری‌جوانا )[۱۱] رشدی اضافی مشاهده می‌شود. اگرچه، به دلیل افزایش قیمت‌ها و عرضه محدود، انتظار می‌رود؛ تقاضا تا حدودی کاهش یابد.
وی گفت: به دلیل کاربردهای نوظهورِ حذف کربن مانند سوخت الکترونیکی، بتن پایدار، پلاستیک‌های کم‌کربن و جداسازی و ذخیره کربن ( CCS ) افزایش تقاضا متوقع است. « گرایشی دیگر درباره دی‌اکسید کربن این است که کاربران به‌طور فزایند‌ه‌ای در پیِ بایودی‌اکسید کربن[۱۲] هستند. دلیل این امر این است که بایو دی‌اکسید کربن نه‌تنها اهداف توجیهی کربن برای کاربران را برآورده می‌کند، بلکه به دستیابی آنها در اهداف پایدار نیز کمک می‌کند. منابع دی‌اکسید کربنِ کاملاً خام این پتانسیل را دارند که مقدار قابل توجهی از ظرفیتی را که از دست می‌دهیم؛ جایگزین کنند. و بسیاری از آنها منابع بیوژنیک هستند، بنابراین ما تا حدودی از آنها بهره می‌بریم. »
« مدل عرضه فعلی ما نابسامان است. با نوساناتی که در بازار داریم، یکی از این منابع از بین خواهد رفت و به‌یکباره ۵۰ درصد ظرفیت را در آن منطقه از دست می‌دهیم. »
« دی‌اکسید کربن بیوژنیک، برای تضمین عرضه بلندمدت، حیاتی است. »
« به دلیل کاربردهای نوظهور حذف کربن، افزایش تقاضا متوقع است…»
فن‌آوری‌هایی برای دی‌اکسید کربن آینده
پس از جلسه‌ای که به کاربردهای دی‌اکسید کربن، از جمله یخ خشک برای واکسن، ارتقاء بیوگاز و فلزات گرانبها، اختصاص داشت، جداسازی کربن و تأمین منابع دی‌اکسید کربن مورد بررسی قرارگرفت.
توماس نیزدیل[۱۳] از شرکت چارت فِروکس[۱۴] در یک سخنرانی با عنوان فناوری‌های رایج جداسازی کربن از دی‌اکسید کربن، آب پاک و هیدروژن، راه‌حل‌های این شرکت پیرامونِ توزیع رایج دی‌اکسید کربن را مورد بحث قرار داد، ضمن آنکه، به بررسی ایفای نقش خود در توسعه « همبستگی انرژی پاک[۱۵] » پرداخت.
این شرکت برای حمل و نقل دی‌اکسید کربن، به‌صورت فله، راه‌حلی ارائه می‌دهد. و آن را برای ذخیره و توزیع گاز « ایمن‌تر و کارآمدتر » از روش‌های ذخیره رایج می‌خواند. شرکت گوفا[۱۶]– شعبه این شرکت در آلمان- انواعی از تریلرها و کامیون‌های ۱۸ چرخ را برای حمل دی‌اکسید کربن مایع[۱۷] در سراسر اروپا می‌سازد. نیزدیل توضیح داد: « سیستم تحویل فله میکرو اُرکای[۱۸] ما به‌طورخاص برای پرکردن مخازن دی‌اکسید کربن مایع سری کاربو[۱۹] طراحی شده است. » همچنین، راه حل‌های حمل و نقلی این شرکت شامل استفاده از کانتینرهای ISO[20] است که تحویل دی‌اکسید کربن فله را تسهیل می‌کند.
این شرکت فن‌آوری خود، درمورد جداسازی کربن، را در طیفی از صنایع از جمله ازدیاد برداشت نفت[۲۱] ( EOR )، و پیش فروش به خریداران برای استفاده در ماری‌جوانا، آبجوسازی، غذا و نوشیدنی به کار می‌برد.
نیزدیل اظهار کرد: « ما به صنایع مختلف مانند کارخانه‌های شراب سازی، نیز، پیشنهاد همکاری می‌دهیم. به کمک دستاوردهای جدیدمان، اِرتلی لَبز[۲۲] و سِس[۲۳]، راه حلی را ایجاد کردیم. به‌طور خاص برای کارخانه شراب‌سازی و فضای نوشیدنی‌های گازدار توسعه یافته است. این نرم افزار سطوح اکسیژن در لحظه، سطوح فشار، حجم دی‌اکسید کربن، جدا سازی، هشدارها و آژیرها را گزارش می‌دهد و می‌توان آن را در تلفن یا رایانه شخصی بررسی کرد. »
وی در توضیح راه حل‌های آن شرکت برای جداسازی کربن، افزود: « فن‌آوری ما به راحتی قابل بازسازی است، دی‌اکسید کربن مایع با خلوص بالا تولید می‌کند. و مزیت دیگرش این است که نرخ جداسازی بسیار بالایی دارد. »
جان کازمو دووِل[۲۴]، رئیس توسعه تجاری، تداوم و تحقیق در شرکت لاندوِرمِه جی‌اِم‌بی‌اِچ[۲۵] در ارتباط با تنوع بخشیدن به عرضه، درباره نقشی که دی‌اکسید کربن بیوژنیک و بیومتان می‌توانند در اقتصاد چرخشی کربن ایفا کنند، صحبت کرد.
او توضیح داد: سایت‌های صنعتی می‌توانند با اجرای جداسازی و ذخیره کربن درکارخانه‌های بیومتان، کربن‌زدایی جو را بیشتر کنند. « ما باور داریم که اقتصاد چرخشی مربوط به تولید ارزش داخلی است، این امر نه تنها در مورد دی‌اکسید کربن، بلکه درباره تولید بیومتان در کل صدق می‌کند. »
« بیومتان در این زمینه چیزی فراتر از سوخت است، به خصوص وقتی صحبت از جداسازی و ذخیره کربن است. »
شرکت لاندوِرمِه با شرکت‌هایی که به دنبال ذخیره دی‌اکسید کربن در بتن، پلاستیک‌ها و سیلیکون‌های مختلف هستند نیز، همکاری می‌کند.
« وقتی ما با توجه به دی‌اکسید کربن نوعی رویکرد اقتصاد چرخشی را در پیش می‌گیریم، جنبه‌های مختلفی وجود دارد که ارزش بررسی دارد. تقریباً برای همه فناوری‌ها، تا زمانی که از سوخت‌های فسیلی پشتیبانی نمی‌کنند، فرصت هست.»
« اگر کل عملیات بیوگاز در اروپا را در نظر بگیریم، می‌توان بیش از ۲۰۰ میلیون تن دی‌اکسید کربن را، پس از ذخیره‌سازی، جدا و به انتشار منفی منتقل کرد. »
جداسازی و بازیابی
به‌رغم اینکه جداسازی و ذخیره کربن ( CCS ) فن‌آوری اثبات شده‌ای است، به عوامل خاصی مانند مناسب بودن شرایط زمین‌شناسی زیرسطحی و سایر محدودیت‌ها، وابسته است. این عوامل را می‌توان ضمن فراهم کردن انگیزه‌های مالی مانند ( Q 45 ) که اخیراً معرفی شده، با کشف جایگزین‌هایی کاهش داد.
جِف هولیوآک[۲۶]، معاون فروش و توسعه بازار در شرکت تومکو سیستمز[۲۷]، تأثیر بالقوه قانون پیشنهادیِ جداسازی کربن ایالات متحده و نیروهای بازار بر دی‌اکسید کربن اروپا را توضیح داد.
اعتبارات مالیاتی که در سال ۲۰۰۳، ( Q45 ) برای پروژه‌های واجد شرایط جداسازی، بهره‌برداری و ذخیره کربن[۲۸] ( CCUS ) ایجاد شد، در سال ۲۰۰۸ به‌عنوان یک لایحه فدرال تنظیم گردید.
هولیوآک توضیح داد: « بسیاری از دی‌اکسید کربن ما از سایت‌های تولید برق تهیه می‌شود، بنابراین، سایت‌های برق مذکور گفتند اگر بتوانید کربن را جداسازی و ذخیره کنید، ۵۰ دلار در هر تن به شما پرداخت می‌کنیم. اگر از آن برای ازدیاد برداشت نفت ( EOR ) استفاده کنید، پرداخت ما به شما ۳۵ دلار به ازای هر تن خواهد بود. »
امتیاز مذکور مورد استفاده قرار نگرفت، بنابراین قانون کاهش تورم[۲۹] ( IRA ) برای افزایش آگاهی از این امتیاز، ارقام را افزایش داد. این امر به افزایش پرداخت‌ها به ۸۵ دلار به ازای هر تن جداسازی و ذخیره، ۶۰ دلار به ازای هر تن جداسازی و بهره‌برداری و ۱۸۰ دلار به ازای هر تن جداسازی شده برای جذب مستقیم از هوا[۳۰] ( DAC ) منجر شد.
قانون کاهش تورم و( ۴۵ Q ) هر دو باعث سرمایه‌گذاری و نوآوری می‌شوند، که می‌تواند در یافتن بازار جهانی بزرگتری به انرژی اروپا کمک کند.
او درباره شرکت‌های اروپایی گفت: « بسیاری از شما در زمینه نوآوری، بهره‌برداری از جداسازی کربن و منابع جایگزین [مانند] بیوگاز جلوتر هستید. »
« ما در ایالات متحده بیوگاز استفاده نمی‌کنیم، بلکه همه دی اکسید کربن را تخلیه می‌کنیم. »
دکتر دیلان چِلِبی[۳۱] از شرکت مهندسی آسکو کربن دایوکساید/ مهندسی مِسِر[۳۲] با توضیح نقشی که جداسازی کربن می‌تواند بازی کند، بحث عمیقی درباره استراتژی‌های کاهش انتشار کربن مطرح کرد، « اگر می‌خواهید دنیایی سبز داشته باشید، باید همیشه درگیر [کربن] سیاه باشید[۳۳]، حتی در اروپا. »
چِلِبی با پیش‌بینی ۵۰ درصد رشد تقاضای انرژی جهانی تا سال ۲۰۵۰، اظهار کرد: « برای برآورده شدن هدف‌ها، باید انتشار کربن را تا سال ۲۰۳۰، ۴۵ درصد کاهش داده و تا سال ۲۰۵۰ به صفر خالص برسیم. »
او گفت: « در حال حاضر این میزان ۸۳ درصد است. دو استراتژی برای کاهش تأثیرات تغییرات آب و هوا وجود دارد. استراتژی اول کاهش انتشار کربن است، بدین ترتیب، در وهله اول دی‌اکسید کربن کمتری منتشر می‌شود، استراتژی دوم حذف دی‌اکسید کربنی است که از قبل منتشر شده است، و میزان آن از صفر گیگاتن دی‌اکسید کربن در هر سال تا حدود ۱۰ گیگاتن تا سال ۲۰۵۰ افزایش می‌یابد. »
در سناریوی انتشار صفر مطلقِ امارات متحده عربی، استفاده از تمامی ابزارهای کاهش دی‌اکسید کربن تا سال ۲۰۳۰، برنامه‌ریزی شده است. « پس از سال ۲۰۳۰ ما نفوذ فن‌آوری‌های جداسازی، بهره‌برداری و ذخیره کربن ( CCUS ) و همچنین برق‌رسانی و تولید خود هیدروژن را خواهیم داشت. »
به گفته چِلِبی، فن‌آوری جداسازی، بهره‌برداری و ذخیره کربن ( CCUS )، برای دستیابی به صفر خالص تا سال ۲۰۵۰، می‌تواند انتشار کربن را تا ۲۰ درصد کاهش دهد و جداسازی و ذخیره کربن، تا سال ۲۰۷۰، انتشار آن را تقریباً تا ۲۴ درصد از بخش‌هایی که کمتر قابل کاهش هستند مثل سیمان، آهن، فولاد و مواد شیمیایی کاهش خواهد داد.
چلبی با آشکارسازی ظرفیت CCA در مقابل CCU، توضیح داد که ۹۰ درصد دی‌اکسید کربن، در سال ۲۰۵۰ ذخیره شده و فقط ۷ درصد آن استفاده خواهد شد.
مهم‌ترین ظرفیت بهره‌برداری از دی‌اکسید کربن تا سال ۲۰۳۰ در خاکدانه‌ها و پس از آن بتن خواهد بود، اما مهم‌ترین ظرفیت بازار تا سال ۲۰۳۰ در بتن و سوخت خواهد بود.
« بین کاهش سخت و اجتناب ناپذیر تفاوت زیادی وجود دارد…»
کانیسازی (CCM)
علاوه بر CCS و CCU، جایگزین‌هایی مانند جداسازی کربن و کانیسازی[۳۴] (CCM) می‌توانند نقش مهمی در چشم‌انداز کربن‌زدایی داشته باشند.
CCM به جای ذخیره دی‌اکسید کربن در زیر زمین، با واکنش گاز با مواد شیمیایی برای تشکیل نمک‌های معدنی خنثی سروکار دارد که می‌تواند برای تولید مواد مورد استفاده قرار گیرد.
استفان بی. هاریسون[۳۵] از شرکت مشاورین اِس‌بی‌اِچ ۴ جی‌اِم‌بی‌اِچ[۳۶] ، مزایای استفاده از روش‌های جایگزین ذخیره‌سازی دی‌اکسید کربن را تشریح کرد. و در عین حال کاربردهای بالقوه دی‌اکسید کربن کانی‌شده را نیز توضیح داد.
او توضیح داد، « بین کاهش سخت و اجتناب‌ناپذیر تفاوت زیادی وجود دارد. این را هر کسی که دی‌اکسید کربن یا منابع آن را تنظیم می‌کند، باید درک کند.» و اضافه کرد که اگر در حال حاضر از فولاد، سیمان و شیشه استفاده می‌کنیم، در سال ۲۰۵۰، از آجرهای نسوز استفاده خواهیم کرد. تولید اینگونه مواد و آجرهای نسوز خود باعث انتشار اجتناب‌ناپذیر دی‌اکسید کربن می‌شوند.
او گفت، « این ربطی به کاهش سخت ندارد، من درباره اجتناب‌ناپذیر بودن حرف می‌زنم، می‌توانم گرما را کربن‌زدایی کنم، اما نمی‌توانم از دی‌اکسید کربن ژئوژنیک ناشی از این فرآیندها جلوگیری کنم. فولاد، سیمان و شیشه بلوک‌های ساختمانی اصلی در آینده ما هستند. »
شرکتی با نام اِیرووِیشِن تکنالجیز[۳۷] در اسرائیل نوعی فرآیند جداسازی و کانیسازی کربن با نام CCM را به ثبت رسانده است. « این فرآیند در واقع فرآیندی تک مرحله‌ای است، اما فرآیند جذب و کانیسازی چند منظوره است. فن‌آوری آن بسیار قدیمی، اما فرآیند آن جدید است. » هاریسون گفت، « آنها از مواد شیمیایی فوق‌العاده رایج برای دستیابی به کانیسازی استفاده می‌کنند. » در این فناوری دی‌اکسید کربن، قبل از کانیسازی، از جریان گاز جدا می‌شود. که رسوب ابری[۳۸] را به دنبال دارد. محصول آن چیست؟ « شاید کربنات سدیم به‌دست بیاوریم، شاید هم بی‌کربنات – انواع مختلفی از مواد معدنی را می‌توان تولید کرد. »
دهمین ماده شیمیایی معدنی پرمصرف در جهان، کربنات سدیم، که به نام کربنات دوسود[۳۹] نیز شناخته می‌شود، در ساخت شیشه‌های تخت و شیشه ظروف به‌کار می‌رود. به گفته هاریسون، ماده معدنی تولید شده می‌تواند ارزش بسیار بالاتری نسبت به گاز دی‌اکسید کربن داشته باشد، که از طریق جذب حلّالِ سنتی یا فناوری‌های جذب متفاوت، بازیابی می‌شود.
در شیشه‌سازی تخصصی می‌توان از آن برای جذب گازهای گلخانه‌ای ( غیر قابل اجتناب ) دی‌اکسیدکربن و تبدیل به مواد معدنی، تولید کربنات سدیم به‌عنوان ماده خام اولیه در شیشه‌سازی استفاده کرد و موجب تقویت چرخه مواد در شیشه‌سازی می‌شود.
فن‌آوری مذکور در حوزه بیوتکنولوژی نیز کاربردهایی دارد. می‌توان از آن در جذب و تبدیل دی‌اکسید کربن بیوژنیک به زیست‌مواد[۴۰]، تولید بی‌کربنات سدیم برای نرم‌سازی آب و تولید اکسیژن برای تشدید فرآیند زیست‌رآکتور[۴۱] استفاده کرد.
در ادامه…
رویداد بعدی جهان گاز- انرژی‌های پاک ۰/۲- که از ۱۳ تا ۱۴ ژوئن ۲۰۲۳ در نیوجرسی برگزار می‌شود، شامل سخنرانی افتتاحیه جیل ایوانکو[۴۲]، مدیر عامل شرکت چارت اینداستریز[۴۳]، پیش از بررسی انواع مختلف موضوعات، از مسیرهای انرژی گرفته تا جامعه هیدروژنی و زنجیره ارزش پاک، می‌باشد.
[۱] Nippon Gases Europe
[۲] Eduardo Gil Elejoste
[۳] Jennifer Willis-Jones
[۴] Fertilizer Week
[۵] Urea Ammonia Nitrate
[۶] Carbon Border Adjustment Mechanism
[۷] Carbon Capture and Storage (CCS)
[۸] Christopher Carson
[۹] Carbonic Solutions
[۱۰] BioCarbonics Limited
[۱۱] Cannabis
[۱۲] BioCO2
[۱۳] Tomas Hnizdil
[۱۴] Chart Ferox
[۱۵] Nexus of Clean
[۱۶] GOFA
[۱۷] LCO2
[۱۸] Orca Micro Bulk Delivery System
[۱۹] Carbo Series
[۲۰] ISO containers
[۲۱] Enhanced Oil Recovery
[۲۲] Earthly Labs
[۲۳] SES
[۲۴] John Cosmo Dwelle
[۲۵] Landwärme GmbH
[۲۶] Jeff Holyoak
[۲۷] TOMCO Systems
[۲۸] Carbon Capture, Utilization & Storage
[۲۹] Inflation Reduction Act
[۳۰] Direct Air Capture
[۳۱] Dilan Çelebi
[۳۲] ASCO Dioxide Carbon Engineering/Messer Engineering
[۳۳] با وجود کاوش فراوان معادلی برای to be in the green پیدا نکردم، البته برای to be in the black معادل‌هایی مثل خوش‌حساب بودن، حساب بانکی پر از پول داشتن و …. یافت می‌شود که به نظر می‌رسد با این متن همخوانی نداشته باشد. برداشت شخص من با توجه به بقیه‌مطالب این است که اگر می‌خواهید دنیایی سبز داشته باشید، باید مرتباً با کربن سیاه سروکار داشته باشید (یعنی از انتشار کربن جلوگیری کنید). تقدیر را به کاربر گرامی واگذار می‌کنم. با عرض پوزش و سپاس از درک شما. مترجم
[۳۴] Carbon Capture & Mineralization
[۳۵] Stephen B. Harrison
[۳۶] sbh4 Consulting GmbH
[۳۷] Airovation Technologies
[۳۸] Cloudy precipitate
[۳۹] Soda ash
[۴۰] Biomaterials
[۴۱] Bio-reactor
[۴۲] Jill Evanko
[۴۳] Chart Industries
