ارسل ملاحظاتك

ارسل ملاحظاتك لنا







الرئيسية > التقاط واستخدام وتخزين الكربون...>الوصف

التقاط واستخدام وتخزين الكربون: آفاق إزالة الكربون في صناعة النفط والغاز

العنوان بلغة أخرى: Carbon Capture Utilization and Storage: Prospeets of the Deearbonization of the Oil and Gas Industry
المصدر: مجلة النفط والتعاون العربي
الناشر: منظمة الاقطار العربية المصدرة للبترول - الأمانة العامة
المؤلف الرئيسي: حلبي، مأمون عبسي (مؤلف)
المؤلف الرئيسي (الإنجليزية): Halabi, Mamun Absi
مؤلفين آخرين: الحميدان، فيصل (م. مشارك)
المجلد/العدد: مج51, ع188
محكمة: نعم
الدولة: الكويت
التاريخ الميلادي: 2024
الصفحات: 1 - 366
رقم MD: 1477593
نوع المحتوى: بحوث ومقالات
اللغة: العربية
قواعد المعلومات: EcoLink
مواضيع:
مصادر الطاقة | الوقود الحفري | تخزين الكربون | الصناعات النفطية
رابط المحتوى:
PDF (صورة)     
صورة الغلاف QR قانون

عدد مرات التحميل

5

حفظ في:
المستخلص: يعد الاحتباس الحراري هو المحرك الرئيسي لتحول الطاقة الحالي. ولكي يحقق التحول هدفه المتمثل في الحد من ارتفاع درجة حرارة الأرض إلى أقل من 2ºم، ويفضل أن يكون 1.5ºم، من الآن إلى عام 2050، يجب تكثيف الجهود الرامية إلى الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة، وخاصة ثاني أكسيد الكربون. ولتحقيق هذا الهدف، فقد أصبح من المدرك الآن أن الجهود يجب أن توجه نحو القضاء على انبعاثات CO2 أو خفضها بشكل كبير. ويتضح من خلال مراجعة الأدبيات المتعلقة بهذا الموضوع أن هناك مسارين لتخفيض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المسار الأول هو تسريع تطوير وانتشار موارد الطاقة المتجددة، والذي يتضمن تسريع تطوير الهيدروجين الأخضر، بينما يتمثل المسار الثاني في تسريع الجهود الرامية إلى إزالة الكربون من نظام طاقة الوقود الأحفوري الحالي من خلال تقنيات التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS). وكلا المسارين منطقيان ولديهما المقومات الكافية للنجاح في خفض انبعاثات الغازات الدفيئة. ويركز هذا البحث على المسار الثاني، وهو CCUS، حيث أنه يتمتع بثروة من المعرفة المتراكمة من خلال بعض تطبيقاته وانتشارها على مدى العقود الماضية. وقد نشر مؤخرا عددا كبيرا من المقالات البحثية وأوراق المراجعة والكتب والتقارير الفنية المتعلقة بتكنولوجيا التقاط CO2 وتخزينه، ويأتي هذا البحث استكمالا لهذه الجهود الحثيثة حيث يركز البحث تحديدا على مراجعة الوضع الحالي لتقنيات التقاط CO2 وتخزينه، وانتشارها التجاري، والفجوات التكنولوجية المتعلقة بها. يعطي الفصل الأول من هذا البحث نبذة مختصرة عن عدد من المواضيع ذات الصلة مثل دور الطاقة في التنمية البشرية، والوقود الأحفوري المتاح، وموارد الطاقة المتجددة والنووية، والدور المستقبلي المحتمل للوقود الأحفوري. ويهدف هذا الفصل إلى تزويد القارئ بالمعلومات الأساسية الضرورية لتحديد المسارات المستقبلية لتلبية الطلب العالمي على الطاقة. ويركز الفصل الثاني على التحديات الحالية التي تواجه الوقود الأحفوري والتي تتمثل بشكل أساسي في انبعاثات الغازات الدفيئة الناتجة عن الصناعة في جانبي العرض والطلب، حيث تناول التقرير باختصار ظاهرة الاحتباس الحراري وجهود اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ والهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ للتوصل إلى اتفاق عالمي بشأن النهج الذي يتوجب اتباعه في معالجة ظاهرة الاحتباس الحراري. كما يتناول هذا الفصل مصادر وحجم انبعاثات الغازات الدفيئة التي تنتج من جانبي العرض والطلب. ويتناول الفصل الثالث السياسات والسيناريوهات التي تهدف إلى التحكم في انبعاثات الغازات الدفيئة وخفضها حسب مناطق العالم ودول مختارة. وقد تمت مقارنة هذه السياسات بالاتجاهات السائدة في وضع السياسات المتعلقة بالهيدروجين، حيث أنه من المتوقع أن يلعب الهيدروجين الأزرق الذي يتم استخلاصه من الوقود الأحفوي دورا هاما في نمو اقتصاد الهيدروجين، حيث يرتبط إنتاج هذا النوع من الهيدروجين بشكل وثيق مع تكنولوجيا التقاط الكربون وتخزينه. ويتضمن الفصل الرابع مراجعة لإزالة الكربون من الصناعات ذات الاستهلاك الكثيف للطاقة، والتي تعتمد حاليا بشكل كبير على الوقود الأحفوري، وبالتالي فهي من بين المساهمين الرئيسيين في انبعاثات الغازات الدفيئة. ويتضمن الفصل أيضا ملخصا عن البروتوكولات التي طورت لتحديد مستويات الانبعاثات من مختلف المساهمين، حيث ركز البحث على صناعات النفط والغاز، وصناعة الحديد والصلب، وصناعة الأسمنت باعتبارها من المساهمين الرئيسيين في الانبعاثات وقد تم وصف الجهود التي تبذلها هذه الصناعات بإيجاز. الفصل الخامس هو فصل تمهيدي لأنشطة CCUS، وقد بدأ هذا الفصل بتعريف الاختصارات المختلفة المستخدمة، تليها نظرة عامة على CCUS وتطورها التاريخي. ويلي ذلك تناول الدور المحتمل لالتقاط واستخدام وتخزين الكربون في تحول الطاقة وتقييم الجهود المبذولة حاليا في تطوير التقنيات ذات الصلة بناء على مسح إحصائي للأدبيات المفتوحة حول هذا الموضوع.

ويركز الفصل السادس على التقاط الكربون، وهي الخطوة الأولى والأكثر أهمية في سلسلة قيمة التقاط CO2 وتخزينه، حيث يرتبط بها جزء كبير من التكلفة. ويقدم هذا الفصل مراجعة شاملة للفئات الثمانية لتقنيات التقاط الكربون والتي يمكن تلخيصها بالامتصاص الامتزاز الأغشية التبريد، التحلق الكيميائي، تحلق الكالسيوم، توليد الطاقة الكهربائية بواسطة دورة علام، والالتقاط المباشر من الهواء. وينصب التركيز في الغالب على مراحل تطور هذه التقنيات ومستوى جاهزيتها التكنولوجية كما يقدم الفصل استعراضا موجزا لحالة تسويق تكنولوجيات الالتقاط ويقارن مزايا وعيوب الفئات المختلفة. ويتناول الفصل السابع موضوع استخدام CO2 والذي يعد المحور الرئيسي لمفهوم اقتصاد الكربون الدائري. ويتناول الفصل في البداية مجالات الاستخدام الحالية لثاني أكسيد الكربون، ثم تقنيات الاستخدام المادي المباشر، والتي تشمل الاستخلاص المعزز للنفط (CO2 - EOR)، والاستخدام غير المباشر عن طريق استغلاله في تصنيع بعض المواد الكيميائية. وتحت كل فئة من هذه الفئات العريضة عرضت عدة خيارات. ويختتم الفصل بتقييم حالة التكنولوجيات والصعوبات الحالية والمنظور المستقبلي. ويخصص الفصل الثامن للخيارات المختلفة لعزل ثاني أكسيد الكربون، وينصب التركيز على التخزين في التكوينات الجيولوجية، حيث إنه خيار التخزين الأكثر تفضيلا حاليا. ويتناول الفصل أيضا خيارات العزل من خلال تقنيات الانبعاثات السلبية، وهي التخزين في المحيطات والتمعدن أو تفحيم المعادن وإزالة الكربون الأرضي، ويعرض أخيرا التوقعات المستقبلية للتخزين. يقدم الفصل التاسع مراجعة لمختلف طرق نقل ثاني أكسيد الكربون، حيث سيلعب الموضوع دورا مهما في سلسلة قيمة التقاط CO2 وتخزينه في المستقبل. ويستعرض الفصل خيارات النقل المختلفة، بما في ذلك خطوط الأنابيب والسفن والنقل بواسطة الصهاريج باستخدام شبكات الطرق والسكك الحديدية، كما يتناول بإيجاز الحاجة إلى إنشاء محاور لدعم الارتباط بين التقاط الغاز واستخدامه أو تخزينه النهائي. وتعتبر التقنيات المتعلقة بكل هذه الأساليب ناضجة ومتطورة، ولكن هناك حاجة إلى معالجة بعض السياسات المتعلقة بقضية النقل. يقدم الفصل العاشر مراجعة موجزة لتسويق تكنولوجيا التقاط CO2 وتخزينه، كما يستعرض الفصل بإيجاز الجهود المبذولة فيما يتعلق بالتقييم الاقتصادي لعمليات التقاط CO2 وتخزينه، مع التركيز على التكاليف الحالية لمختلف مناهج التقاط CO2 وتخزينه. ويهدف هذا الفصل إلى توفير المعلومات للقراء حول القضايا الرئيسية التي ينبغي التركيز عليها في البحث والتطوير في المستقبل، كما ويسلط هذا الفصل الضوء على الحاجة إلى تسهيل تجارة الكربون. ويتناول الفصل 11 بإيجاز التقدم المحرز في التكنولوجيات المتعلقة بإنتاج الوقود من الكتلة الحيوية والنفايات، مما يدل على أن عددا من التكنولوجيات ناضجة بالفعل ويجري نشرها. ويركز الفصل أيضا على التطبيقات المحتملة لهذه التقنيات في المناطق القاحلة. وخلص البحث إلى أنه من منظور التكنولوجيا، فإن التقاط وتخزين الكربون في وضع جيد وجاهز للانتشار على نطاق أوسع، والجهود التي تبذل في جميع أنحاء العالم لمواصلة تطوير التقنيات ذات الصلة ستمكن من إدخال خيارات جديدة عبر سلسلة القيمة بأكملها. كما حدد البحث عددا من التوصيات على المستويين العالمي والإقليمي. ومن أهم التوصيات الحاجة إلى تعاون أكثر شمولا بين مختلف أصحاب المصلحة لتسريع جهود التنمية وضمان انتشار التقاط وتخزين الكربون على نطاق أوسع بما يتماشى مع الأهداف المحددة لعام 2050 لانبعاثات غازات الدفيئة.

Global warming is the main driver for the current energy transition. In order for the transition to achieve its objective of limiting 2°C, and preferably to 1.5°C, by 2050, the efforts to reduce greenhouse gas emissions, particularly CO2, must be intensified. To achieve this goal, it is now realized that the efforts must be directed toward eliminating or substantially reducing CO2 emissions. It is also realized that to reduce CO2 emissions, there are two pathways. The first is to accelerate the development and deployment of renewable energy resources, which includes accelerating the development of green hydrogen. The second pathway is to accelerate efforts to decarbonize the current fossil fuel energy system through carbon capture utilization and storage (CCUS) technologies. Both pathways are logical and there are enough reasons to pursue. The second pathway, CCUS, which is the subject matter of this research, enjoys a wealth of knowledge accumulated through its application and deployment over the past decades. An extensive number of research articles, review papers, books, and technical reports related to CCUS has been published, particularly over the past decade. Hence, the objective of this research is focused on reviewing the current status of CCUS technologies, their commercial deployment, and the existing technology gaps. In Chapter 1, a background on the role of energy in human development, the available fossil fuels, renewable and nuclear energy resources, and the potential future role of fossil fuels were briefly summarized. The objective is to provide the reader with background information that is essential in setting the future paths for meeting future world energy demand. Chapter 2 is focused on the current challenges facing fossil fuels in light of the objectives of the current energy transitions. These challenges are mainly the GHG emissions of the industry within both the supply and the demand sides. The report started with a briefing on global warming, then the efforts of UNFCCC and IPCC to reach a global agreement on the approach to address global warming, and finally the sources and volume of anthropogenic GHG emissions contribution of both the supply and demand sides. Chapter 4 includes a review of the decarbonization of the energy intensive industries, which are currently heavily dependent on fossil fuels, and consequently they are among the main contributors to GHG emissions. The chapter includes also a briefing on the protocols that has been developed to 8 Volume 51- 2024- Issue 188 Chapter 3 addresses the policies and the scenarios that aim at controlling and reducing GHG emissions by global regions and selected countries. These policies were compared with the trends in setting in policies concerning hydrogen. determine the levels of emissions from various contributors. Then, the research focused on the oil and gas industries, the iron and steel industries, and the cement industry, since they are among the main contributors to emissions. The efforts that are being taken by these industries wass briefly described.

Chapter 5 is an introductory chapter for CCUS. It starts with a definition of various abbreviations used followed by an overview of CCUS and its historical development. This is followed by addressing the potential role of CCUS in the energy transition and an assessment of the efforts that are being exerted currently in developing the relevant technologies based on a statistical survey of the open literature on the subject. Chapter 6 focuses on carbon capture, which is the first and most important step in the CCUS value chain, since much of the cost is associated with it. The chapter provides an extensive review of the 8 categories of carbon capture technologies, absorption, adsorption, membranes, cryogenic, chemical looping, calcium looping, power generation by Allam cycle, and direct air capture. The focus is mostly on the stages of development of these technologies and their technology readiness level. The chapter then provides a brief review on the commercialization status of capture technologies and compares the advantages and disadvantages of the different categories. Chapter 7 addresses the subject of CO2 utilization, which is the main focus of the concept of Circular Carbon Economy. Hence, the subject has been thoroughly reviewed. The chapter initially addresses the current utilization venues for CO2, then the technologies for direct physical utilization, which includes enhanced oil recovery (CO2-EOR), and the indirect chemical utilization. Under each of these broad categories, the different options are presented. The chapter is concluded with an assessment of the status of the technologies, the current difficulties, and the future perspective. Chapter 8 is devoted to the different options for CO2 sequestration. The focus is on storage in geological formation, since it is currently the most favored storage option. The chapter also addresses the options for sequestration through negative emissions technologies, namely ocean storage, minerals carbonization, and terrestrial carbon removal, and finally presents the future outlook for storage. Chapter 9 provides a good review on the different CO2 transport methods, since the subject plays an important role in the future CCUS value chain. The chapter briefly presents the different transport options, including pipelines, ships, road and rail tankers, and briefly addresses the need for hubs to support the linkage between capturing outputs and final utilization or storage. The technologies related to all of these methods are mature and well developed, and some minor policy related issues are required to be addressed.

Chapter 10 provides a brief review of the commercialization of CCUS and the efforts made regarding the economic assessment of CCUS, with focus on the current costs of different CCUS approaches. The purpose is to provide information to readers on the key issues that should be focused on in future R&D. The chapter also highlights the need for facilitating carbon trading. Chapter 11 addresses briefly the progress of technologies related to fuel production from biomass and waste, which shows that number of technologies are already mature and are being deployed. The chapter also focuses on the potential applications of these technologies in arid regions. The research concluded that from technology perspectives, CCUS is in a good position for a wider scale deployment, and the efforts that are being exerted worldwide to further develop relevant technologies will enable the introduction of new options across the whole value chain. The research also identified a number of recommendations on both global and regional levels. Foremost among the recommendations is the need for more extensive collaboration among various stakeholders to accelerate development efforts and ensure that CCUS is deployed on a wider scale in line with the goals set for 2050 for GHG emissions.

عناصر مشابهة


© 2024 المنظومة. جميع الحقوق محفوظة.