وفي معركة مكافحة تغير المناخ، من المؤكد أن الإدخال التدريجي للطاقة المتجددة والوقود المستدام وممارسات كفاءة استخدام الطاقة سوف تساعد، ولكنها لن تقوم بالمهمة بمفردها. على المدى القريب، سيكون التقاط ثاني أكسيد الكربون من المصادر الثابتة بهدف إعادة الاستخدام أو التخزين تحت الأرض على المدى الطويل أمرًا بالغ الأهمية. وفي الواقع، يُنظَر إلى التقاط الكربون على نطاق واسع باعتباره الحل الأكثر أهمية على المدى القصير للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ووضع العالم على المسار الصحيح لتحقيق أهدافه المناخية.¹

تم استخدام التقاط الكربون لعقود من الزمن من أجل تحويل الغاز الطبيعي إلى وقود قابل للبيع أو حقن ثاني أكسيد الكربون المستعاد في حقول النفط لتعزيز عملية الاستخراج. ولكن بالنسبة للشركات الصناعية المنتجة للانبعاثات الكثيفة اليوم، يُعد التقاط الكربون في الأساس مجالًا جديدًا. وبينما تمتلك شركات النفط والغاز حافزًا اقتصاديًا دائمًا وواضحًا لفصل ثاني أكسيد الكربون من خطوط منتجاتها، لا يمكن قول الشيء نفسه عن منتجي الأسمنت أو الصلب. في أوروبا، على سبيل المثال، تواجه هذه الشركات الصناعية المنتجة للانبعاثات احتمال الاضطرار إلى الاستثمار في التقاط الكربون ورفع أسعارها وفقًا لذلك، في حين لا تزال منافسةً للمنتجين في البلدان التي لم تسن تشريعات لثاني أكسيد الكربون. وهم لا يستطيعون تحمل تكلفة الانتظار. الطلب على العمل المناخي - من جانب الهيئات التنظيمية، وعامة الناس، والكوكب نفسه - هو ببساطة مرتفع للغاية وعاجل جدًا.

باختصار: تحتاج الشركات الصناعية المنتجة للانبعاثات اليوم إلى طريقة سريعة وفعالة واقتصادية لالتقاط ثاني أكسيد الكربون والتخلص منه.

المعالجة المسبقة للغاز من أجل أداء طويل الأمد

لسنوات عديدة، قدمت GEA حلول التحكم في الانبعاثات لصناعات الأسمنت والحديد والصلب والزجاج والمواد الكيميائية والطاقة الحيوية. يقول أورتلوف: "لغاز الاحتراق طبيعة مختلفة في كل صناعة، وتعد المعالجة المسبقة المناسبة للغاز المنبعث أمرًا بالغ الأهمية لضمان الأداء الأمثل في التقاط الكربون". وذلك لأن الغازات المنبعثة النموذجية في هذه الصناعات تشتمل على مكونات نزرة - وخاصة أكاسيد النيتريك (NOx)، وأكاسيد الكبريتيك (SOx)، والهباء الجوي، والجسيمات الصلبة، مثل الغبار - التي تؤثر سلبًا على استقرار المحلول الأميني المستخدم لالتقاط ثاني أكسيد الكربون وإزالته. 

تتضمن المعالجة المسبقة أيضًا التحكم في رطوبة غاز الاحتراق. يوضح أورتلوف: "نحن بحاجة إلى الحفاظ على تركيز ثابت للمياه في المحلول الأميني". "إذا كان محتوى الماء في غاز الاحتراق مرتفعًا جدًا أو منخفضًا جدًا، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى التأثير بالسلب على الأداء." بالإضافة إلى ذلك، تعمل المعالجة المسبقة لغاز الاحتراق من GEA على تقليل مخاطر تكون الرواسب في نظام التقاط الكربون، مما يؤثر على تكاليف الصيانة بشكل كبير. 

معرفة الطبيعة الفريدة لغاز الاحتراق في كل واحدة من هذه الصناعات ساعد GEA على تصميم حل المعالجة المسبقة للغاز، SETO، بطريقة تسمح بالتكوين الفردي لخط تنظيف الغاز. يقول أورتلوف: "خبرتنا في المعالجة المسبقة للغاز تتيح لنا دمج عملية فصل ثاني أكسيد الكربون بسلاسة في خط الغاز المنبعث من كل عميل لتقليل التكاليف التشغيلية ولأداء أكثر موثوقية في التقاط الكربون".

التقاط الكربون بطريقة مرنة

تعتمد محطات التقاط الكربون، CEBO، الخاصة بـ GEA على التقاط ثاني أكسيد الكربون المتطور المعتمد على الأمينات. يتضمن ذلك تمرير غاز الاحتراق الخاص بالمصنع خلال مذيب أميني، والذي يزيل ثاني أكسيد الكربون من خلال الامتصاص، ويتم بعد ذلك تسخين المذيب لتحرير ثاني أكسيد الكربون النقي لمرحلة إعادة الاستخدام أو التخزين النهائية. رغم أن هذه ممارسة راسخة في صناعة النفط والغاز، إلا أن التحدي اليوم يتمثل في إدخال التقاط الكربون إلى مجموعة من الصناعات الأخرى ذات الانبعاثات الكثيفة بسرعة وبتكلفة معقولة. يقول أورتلوف: "عادةً ما يتضمن التقاط الكربون القائم على الأمينات في صناعة النفط والغاز مشاريع ضخمة ذات إنتاجية كبيرة جدًا من الغاز، ويكون بناء المصنع وتركيبه وتشغيله مكلفًا جدًا". "ببساطة، لا يتوافق هذا مع احتياجات الصناعات المستهدفة لدينا كالأسمنت أو الحديد والصلب أو الزجاج أو المواد الكيميائية أو الطاقة الحيوية، حيث يكون لديك مجموعة متنوعة من إنتاجيات الغاز والميزانيات. ولخدمة هذه الصناعات، نحتاج إلى نهج مبسط وأكثر مرونة."

تقدم GEA أربعة محطات مختلفة الحجم لالتقاط الكربون - بقدرة فصل لغاز ثاني أكسيد الكربون تتراوح من 16 إلى 200 كيلوطن سنويًا - على أساس متوسط الحرارة المتبددة المتوفرة في الصناعات المختلفة.

الاستغلال والعزل لصالح المناخ

لتحقيق تأثير إيجابي على التوازن المناخي للشركة، يجب إما استخدام ثاني أكسيد الكربون المُلتقَط - عن طريق التخزين الطويل الأجل تحت الأرض، على سبيل المثال - أو استخدامه كبديل لثاني أكسيد الكربون الأحفوري من أجل إنتاج السلع، مثل المشروبات أو الوقود. نظرًا لأن السوق والبنية التحتية لكل من استغلال وتخزين ثاني أكسيد الكربون المُلتقَط يُعدان جديدان نسبيًا، قد يشكل ذلك تحديًا إضافيًا للشركات التي تبدأ في التقاط الكربون. 

• ما هي الخيارات المتاحة لإعادة الاستخدام أو التخزين أو النقل؟ 
• ما هي المتطلبات التي يجب توافرها من حيث النقاء والحالة الفيزيائية والضغط ودرجة الحرارة؟ 
• وكيف يمكن للشركة التأكد من استيفاء هذه المتطلبات بشكل مستمر وعلى المدى الطويل؟ 

تعتمد حلول استغلال/عزل ثاني أكسيد الكربون، NAVO، من GEA على خبرتها الطويلة في مجال المعالجة الكيميائية، بما في ذلك تسييل ثاني أكسيد الكربون وتكييفه ونقله وإعادة استخدامه. يقول أورتلوف: "يمكننا تكييف ثاني أكسيد الكربون حسب الحاجة وإعداد نقطة اتصال إما للنقل المعياري أو تغذية خطوط الأنابيب". "بالنسبة لإعادة الاستخدام على النطاق الصناعي، يُعد نقل الغاز في الحالة السائلة المبردة باستخدام الخزانات والاستعانة بالشاحنات أو السكك الحديدية هو الأكثر شيوعًا، حيث تتطلب أوروبا (EIGA) نقاءً بنسبة 99.9٪ على الأقل للاستخدام في الأغذية والمشروبات،² وستكون مواصفات النقل عبر خطوط الأنابيب – للتخزين على سبيل المثال – مختلفة." لأن تكاليف نقل ثاني أكسيد الكربون المسال ما تزال مرتفعة، توصي GEA الشركات بتحديد عملاء محتملين لثاني أكسيد الكربون في المناطق المجاورة لهم، وتقدم الدعم من خلال مواصفات المشروعات من البداية حتى النهاية. 

• باعتبارها شريكًا ذو تاريخ في صناعة الجعة، تتمتع GEA بخبرة في استعادة ثاني أكسيد الكربون من الدرجة الغذائية لإعادة استخدامه في إنتاج المشروبات. 
• من خلال العمل مع الشركاء الصناعيين، تستطيع GEA تصنيع الميثانول من ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين لاستخدامه كوقود أو مادة مضافة للوقود أو لبنة بناء أساسية في الصناعة الكيميائية. 
• تقدم GEA أيضًا الخبرة في إنتاج الكربونات من ثاني أكسيد الكربون المُلتقَط للاستخدام في مختلف الصناعات، بما في ذلك الزجاج والأدوية واللب والورق. يقول أورتلوف: "من خلال خبرة GEA الواسعة في تقنيات البلورة، نستطيع العمل كمورد للتكنولوجيا في مشاريع الكربونات/البيكربونات بسعات إنتاج تصل إلى مئات الأطنان يوميًا". 
• ولمزيد من المرونة، تقدم GEA خيار منشأة تخزين وسيطة لثاني أكسيد الكربون المُلتقَط. 
• بالإضافة إلى ذلك، يمكن إعادة دمج الطاقة الحرارية التي يتم الحصول عليها من تبريد وضغط ثاني أكسيد الكربون في نظام نقل الحرارة لتعزيز الكفاءة الشاملة.

خطوات صغيرة (دقيقة) لتحقيق النجاح المستدام

أطلقت GEA تطوير مجموعة منتجاتها لالتقاط الكربون في عام 2021 لأنها أدركت الفرصة للمساهمة بعقود من معرفة GEA في جبهة جديدة مهمة هي مكافحة تغير المناخ. كما أدركت أن الصناعات ذات الانبعاثات الكثيفة مثل الأسمنت والحديد والصلب ستحتاج إلى البدء على نطاق صغير من خلال التقاط الكربون قبل الانتقال إلى المحطات كبيرة السعة. يقول أورتلوف: "صممنا محطة التقاط الكربون الخاص بنا من أجل تحقيق التقاط لثاني أكسيد الكربون بنسبة 90%، ولقد أكد مصنعنا التجريبي قدرتنا على القيام بذلك".