جذب کربن: راهنمای جهانی برای راه‌حل طبیعت

تغییرات اقلیمی، ناشی از افزایش غلظت دی‌اکسید کربن (CO2) در جو، یکی از مبرم‌ترین چالش‌هایی است که بشریت با آن روبرو است. در حالی که کاهش انتشار گازها حیاتی است، حذف CO2 موجود از جو به همان اندازه اهمیت دارد. اینجاست که جذب کربن اهمیت پیدا می‌کند. جذب کربن، که به آن جداسازی و ذخیره‌سازی کربن (CCS) نیز گفته می‌شود، به حذف و ذخیره‌سازی بلندمدت CO2 اتمسفری اشاره دارد. این فرآیند با کاهش غلظت گازهای گلخانه‌ای، اثرات تغییرات اقلیمی را کاهش می‌دهد و برای دستیابی به اهداف اقلیمی جهانی ضروری است.

آشنایی با چرخه کربن

برای درک اهمیت جذب کربن، آشنایی با چرخه طبیعی کربن ضروری است. کربن به طور مداوم بین جو، اقیانوس‌ها، خشکی و موجودات زنده در حرکت است. گیاهان در طول فتوسنتز CO2 را جذب کرده و آن را به زیست‌توده تبدیل می‌کنند. هنگامی که گیاهان تجزیه می‌شوند یا می‌سوزند، این کربن دوباره به جو آزاد می‌شود. به همین ترتیب، اقیانوس‌ها CO2 را از جو جذب می‌کنند، اما آن را از طریق فرآیندهای مختلف دوباره آزاد می‌کنند. فعالیت‌های انسانی، مانند سوزاندن سوخت‌های فسیلی، جنگل‌زدایی و فرآیندهای صنعتی، این چرخه طبیعی را مختل کرده و منجر به افزایش خالص CO2 در جو شده است.

روش‌های جذب کربن

جذب کربن را می‌توان به طور کلی به دو رویکرد طبیعی و فناورانه تقسیم کرد:

1. جذب کربن طبیعی

جذب کربن طبیعی از اکوسیستم‌های موجود برای حذف و ذخیره CO2 بهره می‌برد. این روش‌ها اغلب مقرون‌به‌صرفه هستند و مزایای زیست‌محیطی اضافی نیز فراهم می‌کنند.

• جنگل‌کاری و احیای جنگل: کاشت جنگل‌های جدید (جنگل‌کاری) یا احیای جنگل‌های موجود (احیای جنگل) روش‌های قدرتمندی برای جذب کربن هستند. درختان در طول فتوسنتز CO2 را جذب کرده و آن را در زیست‌توده خود (برگ‌ها، ساقه‌ها، ریشه‌ها) ذخیره می‌کنند. شیوه‌های مدیریت پایدار جنگل می‌تواند ذخیره‌سازی کربن و تنوع زیستی را افزایش دهد. به عنوان مثال، طرح دیوار سبز بزرگ در آفریقا با کاشت نواری از درختان در سراسر قاره، به دنبال مبارزه با بیابان‌زایی و جذب کربن است. در کاستاریکا، برنامه‌های احیای جنگل به طور قابل توجهی پوشش جنگلی و ظرفیت جذب کربن را افزایش داده‌اند.
• جذب کربن خاک: خاک یک مخزن مهم کربن است. شیوه‌های کشاورزی بهبودیافته، مانند کشاورزی بدون شخم، کشت پوششی، و تناوب زراعی، می‌توانند میزان کربن ذخیره‌شده در خاک را افزایش دهند. این شیوه‌ها سلامت خاک را بهبود می‌بخشند، حفظ آب را تقویت می‌کنند و فرسایش را کاهش می‌دهند. طرح "4 در 1000" یک تلاش بین‌المللی برای افزایش ذخایر کربن خاک در سطح جهان به منظور کاهش تغییرات اقلیمی است. در استرالیا، کشاورزان در حال اتخاذ شیوه‌های کشاورزی احیاکننده برای بهبود سلامت خاک و جذب کربن هستند.
• جذب کربن اقیانوسی: اقیانوس‌ها مقدار قابل توجهی CO2 از جو را جذب می‌کنند. افزایش جذب کربن اقیانوسی را می‌توان از طریق روش‌های مختلفی از جمله:
  • اکوسیستم‌های کربن آبی: اکوسیستم‌های ساحلی مانند جنگل‌های مانگرو، تالاب‌های نمکی و بسترهای علف دریایی، مخازن کربن بسیار کارآمدی هستند. حفاظت و احیای این اکوسیستم‌ها می‌تواند مقادیر زیادی کربن را جذب کند. به عنوان مثال، آسیای جنوب شرقی میزبان جنگل‌های گسترده مانگرو است که مزایای قابل توجهی در جذب کربن فراهم می‌کنند.
  • بارورسازی اقیانوس: این روش شامل افزودن مواد مغذی (مانند آهن) به اقیانوس برای تحریک رشد فیتوپلانکتون‌ها است که CO2 را جذب می‌کنند. با این حال، این روش به دلیل اثرات اکولوژیکی بالقوه بحث‌برانگیز است.
  • بالاآمدن مصنوعی آب: آوردن آب غنی از مواد مغذی از عمق اقیانوس به سطح می‌تواند رشد فیتوپلانکتون‌ها را تحریک کند.

2. جذب کربن فناورانه

جذب کربن فناورانه شامل جداسازی CO2 از منابع صنعتی یا مستقیماً از جو و ذخیره آن در سازندهای زمین‌شناسی زیرزمینی یا استفاده از آن برای مقاصد دیگر است.

• جداسازی و ذخیره‌سازی کربن (CCS): CCS شامل جداسازی CO2 از منابع صنعتی (مانند نیروگاه‌ها، کارخانه‌های سیمان) یا مستقیماً از جو (جذب مستقیم هوا - DAC) و انتقال آن به محل ذخیره‌سازی است. سپس CO2 به سازندهای زمین‌شناسی عمیق زیرزمینی، مانند مخازن تخلیه‌شده نفت و گاز یا آبخوان‌های شور، تزریق می‌شود. فناوری CCS در کشورهای مختلفی از جمله نروژ (پروژه اسلیپنر)، کانادا (پروژه سد مرزی)، و ایالات متحده در حال توسعه و استقرار است.
• جذب مستقیم هوا (DAC): DAC شامل جداسازی مستقیم CO2 از جو با استفاده از فیلترهای تخصصی و فرآیندهای شیمیایی است. این فناوری را می‌توان در هر مکانی، صرف نظر از نزدیکی به منابع صنعتی، به کار گرفت. با این حال، DAC در حال حاضر گران‌تر از سایر روش‌های جذب کربن است. شرکت‌هایی مانند کلیمورکس در سوئیس و کربن انجینیرینگ در کانادا در حال پیشگامی در فناوری DAC هستند.
• جداسازی و استفاده از کربن (CCU): CCU شامل جداسازی CO2 و استفاده از آن به عنوان ماده اولیه برای تولید محصولات مختلفی مانند مصالح ساختمانی، سوخت‌ها و مواد شیمیایی است. این رویکرد می‌تواند انتشار CO2 را کاهش داده و ارزش اقتصادی ایجاد کند. به عنوان مثال، از CO2 می‌توان برای تولید بتن استفاده کرد که سپس در ساخت‌وساز به کار می‌رود.

طرح‌ها و سیاست‌های جهانی

چندین طرح و سیاست بین‌المللی در حال ترویج جذب کربن هستند:

• توافقنامه پاریس: توافقنامه پاریس اهمیت جذب کربن را در دستیابی به اهداف اقلیمی جهانی به رسمیت می‌شناسد. بسیاری از کشورها اهداف جذب کربن را در مشارکت‌های ملی تعیین‌شده (NDCs) خود گنجانده‌اند.
• کنوانسیون چارچوب سازمان ملل متحد در مورد تغییرات اقلیمی (UNFCCC): UNFCCC جذب کربن را از طریق مکانیسم‌های مختلفی مانند مکانیسم توسعه پاک (CDM) و کاهش انتشار ناشی از جنگل‌زدایی و تخریب جنگل (REDD+) ترویج می‌کند.
• قیمت‌گذاری کربن: مکانیسم‌های قیمت‌گذاری کربن، مانند مالیات کربن و طرح‌های تجارت انتشار، می‌توانند با جذاب کردن اقتصادی جذب کربن، آن را تشویق کنند.
• تامین مالی و مشوق‌های دولتی: بسیاری از دولت‌ها در حال ارائه بودجه و مشوق‌ها برای پروژه‌های جذب کربن، از جمله اعتبارات مالیاتی، کمک‌های بلاعوض و یارانه‌ها هستند.

چالش‌ها و فرصت‌ها

در حالی که جذب کربن پتانسیل قابل توجهی برای کاهش تغییرات اقلیمی ارائه می‌دهد، چالش‌هایی نیز برای غلبه بر آن‌ها وجود دارد:

• هزینه: بسیاری از فناوری‌های جذب کربن، به ویژه DAC و CCS، در حال حاضر گران هستند. کاهش هزینه این فناوری‌ها برای استقرار گسترده آن‌ها حیاتی است.
• مقیاس‌پذیری: افزایش مقیاس تلاش‌های جذب کربن تا سطوح مورد نیاز برای دستیابی به اهداف اقلیمی، نیازمند سرمایه‌گذاری‌های قابل توجه و توسعه زیرساخت‌ها خواهد بود.
• ماندگاری: اطمینان از ذخیره‌سازی بلندمدت کربن جذب‌شده ضروری است. این خطر وجود دارد که کربن ذخیره‌شده به دلیل نشت یا اختلالات دوباره به جو آزاد شود.
• اثرات زیست‌محیطی: برخی از روش‌های جذب کربن، مانند بارورسازی اقیانوس، می‌توانند پیامدهای زیست‌محیطی ناخواسته‌ای داشته باشند. ارزیابی و نظارت دقیق برای به حداقل رساندن این خطرات ضروری است.
• پذیرش عمومی: پذیرش عمومی فناوری‌های جذب کربن برای اجرای موفقیت‌آمیز آن‌ها حیاتی است. پرداختن به نگرانی‌های عمومی در مورد ایمنی و اثرات زیست‌محیطی مهم است.

با وجود این چالش‌ها، فرصت‌های قابل توجهی نیز برای جذب کربن وجود دارد:

• نوآوری: تحقیقات و توسعه مستمر منجر به فناوری‌های جذب کربن کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر می‌شود.
• مزایای اقتصادی: جذب کربن می‌تواند فرصت‌های اقتصادی جدیدی ایجاد کند، مانند مشاغل در جنگل‌داری، کشاورزی و توسعه و استقرار فناوری‌های جداسازی کربن.
• هم‌منافع: بسیاری از روش‌های جذب کربن مزایای زیست‌محیطی و اجتماعی اضافی را فراهم می‌کنند، مانند بهبود سلامت خاک، حفظ تنوع زیستی و تاب‌آوری اقلیمی.

نمونه‌هایی از پروژه‌های موفق جذب کربن در سراسر جهان

در اینجا چند نمونه از پروژه‌های جذب کربن که در حال ایجاد تفاوت هستند، آورده شده است:

• پروژه احیای حوضه آبریز فلات لس (چین): این پروژه در مقیاس وسیع، زمین‌های تخریب‌شده در منطقه فلات لس چین را از طریق تراس‌بندی، احیای جنگل و بهبود مدیریت چرا بازسازی کرد. این پروژه به طور قابل توجهی جذب کربن خاک را افزایش داده و معیشت جوامع محلی را بهبود بخشیده است.
• پروژه اسلیپنر (نروژ): این پروژه که توسط اکوینور اداره می‌شود، CO2 را از یک کارخانه فرآوری گاز طبیعی جداسازی کرده و آن را به یک آبخوان شور در زیر دریای شمال تزریق می‌کند. پروژه اسلیپنر یکی از طولانی‌ترین پروژه‌های CCS در جهان است و میلیون‌ها تن CO2 را ذخیره کرده است.
• پروژه سد مرزی (کانادا): این پروژه که توسط سسک‌پاور اداره می‌شود، CO2 را از یک نیروگاه زغال‌سنگ سوز جدا کرده و از آن برای ازدیاد برداشت نفت و ذخیره‌سازی زمین‌شناسی استفاده می‌کند. پروژه سد مرزی یکی از اولین پروژه‌های CCS در مقیاس تجاری در بخش انرژی است.
• کارخانه اورکا کلیمورکس (ایسلند): این تاسیسات DAC، CO2 را مستقیماً از جو جداسازی کرده و آن را در زیر زمین در سنگ بازالت ذخیره می‌کند، جایی که کانی‌سازی شده و به طور دائمی به دام می‌افتد. کارخانه اورکا یکی از اولین تاسیسات DAC در مقیاس تجاری در جهان است.

نقش افراد و سازمان‌ها

افراد و سازمان‌ها می‌توانند نقش مهمی در ترویج جذب کربن ایفا کنند:

• حمایت از شیوه‌های پایدار: افراد می‌توانند با خرید محصولات از شرکت‌هایی که از شیوه‌های پایدار جنگل‌داری و کشاورزی استفاده می‌کنند، از آن‌ها حمایت کنند.
• کاهش ردپای کربن: کاهش ردپای کربن شخصی با استفاده از حمل‌ونقل عمومی، صرفه‌جویی در انرژی، و کاهش مصرف می‌تواند به کاهش نیاز به جذب کربن کمک کند.
• سرمایه‌گذاری در پروژه‌های جبران کربن: افراد و سازمان‌ها می‌توانند در پروژه‌های جبران کربن که کربن را جذب می‌کنند، مانند پروژه‌های احیای جنگل و جنگل‌کاری، سرمایه‌گذاری کنند.
• حمایت از تغییرات سیاستی: افراد و سازمان‌ها می‌توانند از سیاست‌هایی که از جذب کربن حمایت می‌کنند، مانند قیمت‌گذاری کربن و تامین مالی دولتی برای پروژه‌های جذب کربن، دفاع کنند.
• حمایت از تحقیق و توسعه: حمایت از تحقیق و توسعه فناوری‌های جدید جذب کربن می‌تواند به کاهش هزینه آن‌ها و بهبود کارایی‌شان کمک کند.

نتیجه‌گیری

جذب کربن یک استراتژی حیاتی برای کاهش تغییرات اقلیمی است. با حذف CO2 از جو و ذخیره‌سازی بلندمدت آن، جذب کربن می‌تواند به کاهش غلظت گازهای گلخانه‌ای و محدود کردن گرمایش جهانی کمک کند. در حالی که چالش‌هایی باقی مانده است، تحقیقات مداوم، پیشرفت‌های فناوری و سیاست‌های حمایتی در حال هموار کردن مسیر برای پذیرش گسترده روش‌های جذب کربن هستند. از راه‌حل‌های طبیعی مانند جنگل‌کاری و جذب کربن خاک تا نوآوری‌های فناورانه مانند CCS و DAC، مسیر به سوی آینده‌ای پایدار نیازمند رویکردی چندوجهی است که پتانسیل جذب کربن را در بر می‌گیرد.

به عنوان شهروندان جهانی، همه ما نقشی در ترویج جذب کربن و کمک به سیاره‌ای سالم‌تر داریم. با حمایت از شیوه‌های پایدار، کاهش ردپای کربن خود، و حمایت از تغییرات سیاستی، می‌توانیم به تسریع استقرار جذب کربن و ایجاد آینده‌ای پایدارتر برای نسل‌های آینده کمک کنیم.