يُمكِّن احتجاز وتخزين الكربون بمعدلات التقاط مرتفعة إزالة الكربون بتكلفة فعّالة في قطاع الطاقة الأوروبي

المحافظة على إنارة المدن مع خفض الانبعاثات

تعهدت أوروبا بخفض الانبعاثات المسببة للاحتباس الحراري، ومع ذلك لا يزال جزء كبير من كهربائها مصدره وقود أحفوري. قد يؤدي إغلاق محطات الفحم والغاز فجأة إلى انقطاعات واسعة وزيادة هائلة في الفواتير. تسأل هذه الدراسة ما إذا كان مسار مختلف ممكنًا: الإبقاء على بعض محطات الوقود الأحفوري للعمل، ولكن تجهيزها بأنظمة احتجاز وتخزين الكربون (CCS) المتقدمة التي تحجز تقريبًا كل تلوّثها. يبيّن المؤلفون كيف أن هذا النهج، مقترنًا بتوسيع ضخم لطاقة الرياح والطاقة الشمسية، يمكن أن يساعد أوروبا على تحقيق أهدافها المناخية بتكلفة أقل وبشبكة طاقة أكثر موثوقية.

بناء مزيج طاقة أنظف

يستخدم الباحثون نموذجًا حاسوبيًا مفصّلًا لنظام الطاقة الأوروبي لاستكشاف مستقبلات مختلفة حتى عام 2050. يحاكي النموذج كيف ينمو الطلب على الكهرباء، ومدى سرعة بناء محطات توليد جديدة وخطوط نقل، وكيف يؤثر الطقس على طاقة الرياح والشمس والطاقة الكهرمائية. ثم يحدد مزيج التقنيات الأقل تكلفة القادر على تلبية احتياجات الكهرباء مع الالتزام بقيود صارمة على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. في كل سيناريو، تصبح طاقتا الرياح والشمس العمود الفقري لإمداد أوروبا بالكهرباء، لترتفع من نحو 60% من التوليد الحالي إلى حوالي 80% بحلول منتصف القرن، بينما يتلاشى دور الطاقة النووية تدريجيًا مع تقاعد المحطات القديمة.

ماذا يحدث للوقود الأحفوري؟

بدلًا من الاختفاء، يتحول إنتاج الطاقة المعتمد على الوقود الأحفوري إلى دور جديد. تُستخدم محطات الفحم والغاز التي لا تمتلك احتجازًا للكربون بشكل أقل فأقل، لكن العديد منها يبقى منشأً موجودًا لاستخدامه كاحتياط نادر الذهاب عند ذروة الطلب القصوى. التغيير الرئيسي هو بناء محطات أحفورية جديدة مجهزة بنظم CCS. يمكن للاحتجاز القياسي إزالة نحو 90% من انبعاثات المحطة، بينما النسخة الأحدث "عالية الالتقاط" قادرة على إزالة كلّها تقريبًا، ما يجعل المحطات فعليًا محايدة للكربون عند مداخنها. بحلول عام 2050 في السيناريو المركزي، تزود المحطات الأحفورية المجهزة بـCCS حوالي خُمس كهرباء أوروبا — أكثر من توليد الوقود الأحفوري غير المعالج اليوم من حيث القيمة المطلقة — بينما تنخفض انبعاثات قطاع الكهرباء بأكثر من 95%.

قواعد مختلفة، نتائج مختلفة

يختبر الفريق أربعة سيناريوهات من نمط سياسات. في الحالة "الأساسية" يمكن بناء كل من CCS القياسي والعالي الالتقاط في أي مكان تكون فيه التقنية متاحة فنيًا. حالة "تقليدية" تحظر الخيار الجديد فائق الالتقاط، مما يجبر النظام على الاعتماد أكثر على CCS القياسي والرياح والشمس والكتلة الحيوية. سيناريو "لا وقود أحفوري بعد 2040" يوقف كل بناء محطات الوقود الأحفوري الجديدة بعد 2040 حتى لو كانت مجهزة بـCCS، بينما سيناريو "CCS محدود" يسمح بالـCCS فقط في أربع دول بحرية شمالية ذات إمكانات تخزين بحرية كبيرة. عبر هذه المستقبلات، يظل النظام معتمدًا بشكل كبير على المتجددة، لكن تقييد مكان أو كيفية استخدام CCS يجعل نظام الطاقة أكثر تكلفة بشكل ملحوظ. حالة CCS المحدود، على سبيل المثال، ترفع تكاليف الطاقة الإجمالية بنحو 6%، لأن العديد من مزارع الرياح والمصفوفات الشمسية ووحدات التخزين يجب بناؤها لتعويض ذلك.

لماذا تهم أسعار الكربون وإزالة الكربون

يحسب النموذج أيضًا مدى ارتفاع أسعار الكربون المطلوب لدفع قطاع الطاقة نحو خفض أعمق. يجد أن الانتقال من خفض انبعاثات بنحو 93–97% إلى صفر مطلق مكلف للغاية: ستحتاج أسعار الكربون إلى الارتفاع لمئات وربما أكثر من ألف يورو للطن في خمسينيات القرن الحادي والعشرين. عند هذه النقطة، يصبح من الأرخص إزالة النسبة المتبقية من الانبعاثات باستخدام طرق إزالة ثاني أكسيد الكربون (CDR) مثل الالتقاط المباشر من الهواء أو الطاقة الحيوية مع CCS، والتي تسحب CO2 من الغلاف الجوي. يستنتج المؤلفون أن المسار الاقتصادي الأمثل هو إزالة الكربون من قطاع الطاقة إلى نحو 92–97% والاعتماد على CDR لتحييد الانبعاثات المتبقية، بدلاً من إجبار الشبكة نفسها على أن تصبح "سالبة الكربون" بشكل دائم.

ماذا يعني هذا لمستقبل الطاقة في أوروبا

لغير المتخصصين، الرسالة أن أرخص وأكثر مسار موثوقية لأوروبا نحو نظام كهرباء شبه خالٍ من الانبعاثات يجمع بين ثلاثة أعمدة: كميات هائلة من طاقة الرياح والشمس، ودور مستمر لكن متحوّل لمحطات الوقود الأحفوري المجهزة بـCCS المتقدمة، وطبقة داعمة من إزالة الكربون لالتقاط الانبعاثات المتبقية. يسمح CCS بمعدلات التقاط مرتفعة لبعض محطات الفحم والغاز بالاستمرار في العمل دون تجاوز ميزانية الكربون، مما يقلل تكلفة وصعوبة الانتقال. لكن هذه الاستراتيجية لا تزال تتطلب بنية تحتية هائلة لنقل وتخزين CO2، وحدودًا دقيقة على استخدام الكتلة الحيوية، وقواعد صارمة لتجنب ربط الاقتصاد بالوقود الأحفوري بلا داعٍ، وإشرافًا عامًا قويًا. إذا تحققت هذه الشروط، يمكن أن يكون CCS جسرًا يساعد أوروبا على المحافظة على الإنارة أثناء التخلص تدريجيًا من أثر الوقود الأحفوري على المناخ.

الاستشهاد: Homaei, S., Anantharaman, R., Backe, S. et al. High-capture-rate carbon capture and storage enables cost-effective decarbonization of Europe’s power sector. Commun. Sustain. 1, 34 (2026). https://doi.org/10.1038/s44458-026-00036-8

الكلمات المفتاحية: احتجاز وتخزين الكربون, شبكة الطاقة الأوروبية, التحول إلى الطاقة المتجددة, سياسة المناخ, إزالة الكربون