מהי לכידת פחמן?
לכידת פחמן או קיבוע פחמן (Carbon sequestration) מתייחס לתהליך של לכידה ואחסון של פחמן דו חמצני (CO2) באטמוספרה על מנת למתן
או לדחות את ההתחממות הגלובלית ולהימנע משינויי אקלים מסוכנים.
זה יכול להיות תהליך טבעי או מלאכותי, והוא ממלא תפקיד קריטי בהפחתת כמות ה-CO2 באטמוספירה,
שהוא תורם מרכזי לאפקט החממה ולשינויי האקלים.
ישנם שני סוגים עיקריים של קיבוע פחמן:
קיבוע פחמן ביולוגי: זה מתרחש באופן טבעי ביערות, בקרקעות, באוקיינוסים ובמערכות אקולוגיות אחרות
באמצעות פוטוסינתזה.
צמחים סופגים CO2 מהאטמוספירה וממירים אותו לביומסה.
לאחר מכן ניתן לאחסן פחמן זה בצורות שונות, כגון בצמחים עצמם, באדמה באמצעות חומר צמחי מתכלה, או בים.
שימור, שיקום וניהול של מערכות אקולוגיות הן אסטרטגיות לשיפור קיבוע פחמן ביולוגי.
קיבוע פחמן גיאולוגי: זהו תהליך מלאכותי הכולל לכידת CO2 ממקורות תעשייתיים או הקשורים לאנרגיה,
כגון תחנות כוח, לפני שהוא נפלט לאטמוספירה.
לאחר מכן, ה-CO2 שנלכד מועבר ומוזרק לתצורות גיאולוגיות תת-קרקעיות, כגון שדות נפט וגז מדוללים
או אקוויפרים מלוחים עמוקים, שם הוא מאוחסן לאורך פרקי זמן ארוכים.
תהליך זה כולל שימוש קרבונציה מינרלית, כאשר CO2 מגיב כימית עם מינרלים ליצירת קרבונטים יציבים.
בנוסף לאלה, יש גם קיבוע ימי, הכולל הזרקה ישירה של CO2 לאוקיינוס או שיפור תהליכים ימיים טבעיים כדי לספוג יותר CO2.
קיבוע פחמן נחשב לאסטרטגיה מעולה להפחתת רמות CO2 באטמוספירה ולמלחמה בשינויי האקלים,
לצד מאמצים להפחתת פליטת גזי חממה ומעבר למקורות אנרגיה מתחדשים.
תהליך לכידת פחמן
ניתן לחלק את תהליך לכידת או קיבוע הפחמן לשלבים שונים, תלוי אם אנחנו מדברים על קיבוע ביולוגי או גיאולוגי.
הנה סקירה פשוטה של שניהם:
תהליך קיבוע ביולוגי של פחמן
קיבוע פחמן ביולוגי מנצל בעיקר את התהליך הטבעי של פוטוסינתזה, יחד עם תהליכים ביולוגיים אחרים ללכידה ואגירת פחמן.
התהליך כולל:
פוטוסינתזה: צמחים סופגים פחמן דו חמצני (CO2) מהאטמוספרה ובאמצעות אור השמש הופכים אותו לסוכרים
ותרכובות אורגניות אחרות, תוך שחרור חמצן.
אחסון פחמן בביומסה: הפחמן הופך לחלק מהביומסה של הצמח (גבעולים, עלים, שורשים וכו’).
העברה לאדמה: כאשר צמחים מתים ומתפרקים, חלק מהפחמן מועבר לאדמה, שם ניתן לאחסן אותו כחומר אורגני.
חלק מהפחמן הזה יכול להישמר במשך אלפי שנים.
קליטה בים או באוקיינוס: פיטופלנקטון, בדומה לצמחים יבשתיים, גם פוטוסינתזה וממלא תפקיד מכריע
בקיבולת פחמן באוקיינוסים.
ניהול פחמן: פעילויות אנושיות, כגון ייעור מחדש, ייעור, שיטות חקלאיות טובות יותר ושיקום אדמות ביצות,
משפרות את קיבוע הפחמן הטבעי על ידי הגדלת כמות הפחמן שנלכד ומאוחסן.
תהליך קיבוע פחמן גיאולוגי
קיבוע פחמן גיאולוגי כולל לכידת CO2 מהמקור הנקודתי שלו, הובלתו ואז אחסונו בתצורות גיאולוגיות תת-קרקעיות.
התהליך הוא טכני יותר וניתן לתאר אותו כך:
לכידה: CO2 נלכד ממקורות תעשייתיים וקשורים לאנרגיה, כגון תחנות כוח ומתקנים תעשייתיים, תוך שימוש בטכנולוגיות
שונות כמו לכידה לפני בעירה, לכידה לאחר בעירה או בעירת דלק חמצן.
דחיסה: ה-CO2 הנלכד נדחס למצב סופר-קריטי (מצב שבו יש לו תכונות של נוזל וגם של גז) כדי להקל על הובלתו.
הובלה: ה-CO2 הדחוס מועבר לאתר אחסון באמצעות צינורות, ספינות או משאיות, בהתאם למרחק ולגיאוגרפיה.
הזרקה: ה-CO2 מוזרק לתצורות גיאולוגיות מתאימות, בדרך כלל בעומקים של יותר מקילומטר אחד, כאשר
תנאי הלחץ והטמפרטורה מחזיקים אותו במצב סופר-קריטי.
אתרי אחסון פוטנציאליים כוללים שדות נפט וגז מדוללים, אקוויפרים מלוחים עמוקים ותפרי פחם בלתי ניתנים לכרייה.
ניטור: לאחר ההזרקה, האתר מנוטר כדי לוודא שה-CO2 נשאר כלוא מתחת לאדמה.
טכניקות הניטור כוללות סקרים סיסמיים, ניטור בארות וגילוי גז על פני השטח כדי לבדוק דליפות ולאמת את יציבות מאגר ה-CO2.
טכנולוגיות לכידת פחמן
טכנולוגיות לכידת פחמן מהוות חשיבות מכרעת במאבק בשינויי האקלים על ידי לכידת פליטות פחמן דו חמצני (CO2) מהאטמוספרה
או מניעת שחרורם ואחסנה באופן שמרחיק אותן מהאטמוספרה לתקופות ארוכות.
ניתן לסווג את הטכנולוגיות הללו לשתי קטגוריות: פתרונות טבעיים וטכנולוגיים (או מהונדסים).
לכל גישה יש שיטות וטכנולוגיות ייחודיות תחת המטריה שלה.
טכנולוגיות קיבוע פחמן טבעיות
תהליכים ומערכות אקולוגיות טבעיות כמו יערות, אוקיינוסים וקרקע ממלאים תפקיד משמעותי בספיגת CO2 מהאטמוספירה.
שיפור מרבצים טבעיים אלה באמצעות השיטות הבאות יכול להגביר את לכידת הפחמן:
ייעור: נטיעת עצים באזורים שבהם לא היו יערות בעבר (ייעור) או שיקום יערות שנכרתו (ייעור מחדש).
קיבוע פחמן בקרקע: שיטות כמו חקלאות ללא עיבוד, גידולי כיסוי ושימוש בקומפוסט יכולים להגדיל את
כמות הפחמן המאוחסנת באדמה.
שיקום שטחי ביצות: שיקום שטחי ביצות יכול לשפר את יכולתם לאגור פחמן, מכיוון שהם בין המערכות האקולוגיות
היעילות ביותר לאחסון פחמן.
דישון אוקיינוס: גישה תיאורטית להגברת צמיחת הפיטופלנקטון באמצעות הוספת חומרים מזינים למשטחי האוקיינוס,
שיפור יכולת ספיגת הפחמן הטבעית של האוקיינוס.
טכנולוגיות קיבוע פחמן מהונדסות
פתרונות קיבוע פחמן מהונדסים כוללים לכידת CO2 במקורו או מהאטמוספירה ואגירתו גיאולוגית או שימוש בו ביישומים שונים:
לכידת אוויר ישירה (DAC): טכנולוגיות הלוכדות CO2 ישירות מהאטמוספירה.
לאחר מכן ניתן לאחסן את ה-CO2 הנלכד מתחת לאדמה או להשתמש במוצרים כמו בטון, פלסטיק, או אפילו דלקים סינתטיים.
ביו-אנרגיה עם לכידה ואחסון פחמן (BECCS): משלב ייצור אנרגיה ביומסה עם לכידה ואחסון פחמן.
זה כרוך בלכידת CO2 מתהליכי ביו-אנרגיה ואחסונו מתחת לאדמה.
לכידה ואחסון פחמן (CCS): לוכד פליטות CO2 ממקורות תעשייתיים (למשל, תחנות כוח, ייצור) ומאחסן אותו
בתצורות גיאולוגיות עמוק מתחת לאדמה.
לכידה, ניצול ואחסון של פחמן (CCUS): דומה ל-CCS, אך נעשה שימוש ב-CO2 הנלכד בדרכים שונות, כגון בשחזור נפט משופר (EOR)
או לייצור כימיקלים, לפני שהוא פוטנציאלי לאחסון.
קרבונציה מינרלית: כרוכה בתגובה של CO2 עם מינרלים טבעיים ליצירת קרבונטים יציבים, ולמעשה נועלת את ה-CO2 בצורה מוצקה.
אחסון באוקיינוס: כולל הזרקת CO2 שנלכד לאוקיינוס העמוק, שם הוא צפוי להישאר במשך מאות שנים בגלל הלחץ הגבוה והטמפרטורות הקרות.
מיזמי לכידת פחמן מרחבי העולם
להלן חמישה סטארט-אפים בולטים המציגים מגוון גישות חדשניות ללכידה ואחסון של פחמן דו חמצני.
Aker Carbon Capture (נורווגיה) מתמקדת בלכידת CO2 ממקורות תעשייתיים עם פתרונות מודולריים שקל להוביל ולהתקין.
חברה זו, חברת בת של Aker Solutions, נסחרת בבורסה והייתה רשומה בבורסת אוסלו ב-2020.
Climeworks (שוויץ) היא מובילה בטכנולוגיית לכידת אוויר ישירה (DAC), הלוכדת CO2 ישירות מהאטמוספירה באמצעות קולטים מודולריים.
Climeworks עשתה צעדים משמעותיים בלכידת ואחסון פחמן, תוך שיתוף פעולה עם Carbfix כדי לאחסן לצמיתות CO2 שנלכד.
Carbon Clean (בריטניה) משתמשת בטכנולוגיה קניינית ללכידת פחמן, במטרה להפוך את התהליך לחסכוני,
עם הצהרות של לכידת CO2 בפחות מ-30 דולר לטון מטרי.
הטכנולוגיה של Carbon Clean מנוצלת במפעל לכידה וניצול פחמן בקנה מידה תעשייתי בצ’נאי, הודו.
Carbfix (איסלנד), הידועה בטכנולוגיה הייחודית שלה הממירה CO2 לאבן, מציעה פתרון קבוע לאחסון פחמן
על ידי הזרקת CO2 לסלעים בזלתיים.
Carbfix שיתפה פעולה עם Climeworks במפעל Orca, הלוכד CO2 מהאוויר ומאחסן אותו לצמיתות בסלעים.
Carbon Engineering (קנדה), הנתמכת בהשקעות משמעותיות כולל של ביל גייטס ותאגידים שונים, מתמחה בטכנולוגיית לכידת אוויר ישירה.
הטכנולוגיה של Carbon Engineering לוכדת CO2 מהאטמוספירה, שאותו ניתן לאחסן מתחת לאדמה או להמיר אותו לדלק נקי.
