في الطريق نحو حيادية المناخ

لا شيء ممكن بدون الكيمياء. هذا القطاع الاقتصادي لا غنى عنه في العديد من القطاعات الصناعية. المشكلة: الصناعة الكيميائية تستهلك الكثير من الطاقة وتتسبب في كميات كبيرة من الغازات الدفيئة (العادمة). لكن الخبر السار هو: هو أن هذه الصناعة قد تبينت المشكلة وتعمل بشكل مكثف على إيجاد الحلول المناسبة لتخفيف الكربون من عملياتها. 

يقول فولفغانغ غروس إنتروب، المدير الإداري لاتحاد الصناعة الكيميائية (VCI): «على الرغم من وضوح هدف التحول إلى حيادية المناخ، فإن إعادة الهيكلة الكاملة لصناعتنا كثيفة الاستهلاك للطاقة معقدة إلى حد كبير». ومن أجل خلق المزيد من الوضوح، أطلق معهد VCI، بالتعاون مع جمعية المهندسين الألمان (VDI)، منصة حماية المناخ «الكيمياء من أجل المناخ» (C4C). قامت المبادرة واسعة النطاق والممولة من القطاع العام بوضع سيناريوهات وحلول مختلفة لصناعة كيميائية محايدة مناخياً في ألمانيا بين عامي 2021 و2024. 

سيناريوهات من أجل صناعة كيميائية حيادية مناخيا 

ضمن إطار مبادرة C4C تشرح ثلاثة سيناريوهات أساسية مختلفة طرق التحول المختلفة: 

• الاستخدام المباشر وبالحد الأقصى للطاقة الكهربائية المتجددة: هنا يكمن التركيز على كهربة العمليات من أجل استبدال الوقود الأحفوري إلى حد كبير. 
• التركيز على تقنيات الهيدروجين والطاقة إلى X: يلعب الهيدروجين الأخضر دورا رئيسيا في هذا السيناريو، باعتباره بديلا للمواد الخام والوقود الأحفوري. 
• التركيز على المواد الخام الثانوية: يتم التركيز على الاقتصاد الدائري وإعادة تدوير المواد الكيميائية من أجل تغطية احتياجات الكربون في الصناعة الكيميائية من النفايات حيثما أمكن ذلك. 

توضح هذه السيناريوهات أن إعادة بناء هذا القطاع تتطلب استثمارات هائلة. وفقًا للتقديرات، يمكن أن تصل متطلبات الكهرباء لصناعة كيميائية محايدة للغازات الدفيئة إلى أكثر من 600 تيراواط/ساعي سنويًا بحلول عام 2045. في عام 2024 كانت هذه المتطلبات في جميع أنحاء ألمانيا عند مستوى 464 تيراواط/ساعي. يقول ديتر فيستركامب، رئيس قسم التكنولوجيا والمجتمع في VDI: «يشكل التحول في الصناعة الكيميائية تحديًا خاصًا لأنه لا يؤثر فقط على إمدادات الطاقة، ولكن أيضًا على أساس المواد الخام لمنتجاتها». 

التحديات: البنية التحتية، المواد الخام، القوانين 

واحدة من أكبر العقبات التي تعترض طريق الحياد المناخي هي توافر الكهرباء الخضراء. لابد أن تسريع عملية الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة والبنية التحتية للشبكة من أجل التمكن من توفير الطاقة الكافية للصناعة الكيميائية كثيفة الاستهلاك للطاقة. 

كما يطرح السؤال أيضًا حول كيفية تلبية الحاجة إلى المواد الخام المستدامة. تلعب الكتلة الحيوية والنفايات البلاستيكية وثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون دورًا حاسمًا في جميع السيناريوهات. ومع ذلك، فإن استخدامها على نطاق واسع ينافس القطاعات الأخرى التي تسعى أيضًا إلى الحياد المناخي. 

ويؤدي عدم الثقة القانونية إلى جعل التحول أكثر صعوبة. وترغب صناعة الكيميائيات في توفير شروط قانونية وسياسية واضحة للاستثمارات الضرورية. رغم هذه التحديات تنشط العديد من الشركات بالفعل على صعيد تنفيذ المشروعات اللازمة لحماية المناخ.  

الآمال الكبيرة على الهيدروجين  

هناك طريقة واعدة لإنتاج الهيدروجين المحايد للمناخ وهو التحلل الحراري للميثان. على سبيل المثال، تقوم شركة BASF باختبار مصنع تجريبي في لودفيغسهافن حيث يتم تفكيك الميثان إلى هيدروجين وكربون صلب، دون التسبب في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المباشرة. يمكن لهذه الطريقة أن تنتج الهيدروجين بكفاءة أكبر في استخدام الطاقة مقارنة بالتحليل الكهربائي.  

تمضي شركة تيسونكروب نوكيرا قدمًا في التكثيف الصناعي للتحليل الكهربائي للمياه في دورتموند وتقوم بالبحث في استخدام غاز الانصهار (الناجم عن تصنيع الصلب) في العمليات الكيميائية. وتهدف هذه التكنولوجيا إلى تمكين إنتاج الهيدروجين من الطاقات المتجددة على نطاق واسع. 

يعد مختبر PtX Lab في لاوزيتس أحد أهم المؤسسات البحثية لتقنيات الطاقة إلى X. وهو يدعم الشركات الكيميائية وغيرها من الشركات الصناعية في إنتاج المواد الكيميائية المحايدة لثاني أكسيد الكربون بالاعتماد على الكهرباء المتجددة. يتم التركيز بشكل خاص على تخليق الميثانول، حيث تتم معالجة الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون وتحويلهما إلى ميثانول، وهو مادة خام أساسية للصناعة الكيميائية.