تخطى للمحتوى الأساسي
بحث

الإلتزام باحتجاز الكربون وتخزينه

تتصدر إكسون موبيل إحدى تقنيات الجيل القادم الأكثر أهمية: هي احتجاز الكربون وتخزينه (CCS).

احتجاز الكربون وتخزينه هو عملية يتم خلالها ضغط غاز ثاني أكسيد الكربون واحتجازه في تكوينات جيولوجية تحت الأرض للتخزين الدائم، بدلا من فصله عند انبعاثه في الجو. تقدر الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغيير المناخ أن محطات توليد الطاقة من الوقود الأحفوري والمنشآت الصناعية الكبرى تشكل ما يصل إلى 60 في المئة من انبعاثات الكربون في العالم. وبالتالي يكون النشر على نطاق واسع لاحتجاز الكربون وعزله الفعال من حيث التكلفة، القدرة على التأثير بشكل هائل على مستويات غازات الدفيئة العالمية.

إن احتجاز الكربون وتخزينه حاليًا لتقليل كمية الانبعاثات بشكل ملحوظ مكلف للغاية. وعلى الرغم من ذلك تستعين إكسون موبيل بالتكنولوجيا أثناء تطبيق الأسلوب المحسن لاستخلاص النفط وضخ ثاني أكسيد الكربون المحتجز والمضغوط داخل آبار النفط الناضبة لجعلها أكثر إنتاجية. إن دمج هذه الخبرة مع البحث المستمر وشراكات العزل يعني أن احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) قد يصبح خيارًا قابلاً للتطبيق وهامًا لتقليل الانبعاثات في المستقبل القريب بشكل كبير بسبب ما تقوم به إكسون موبيل اليوم.

تسهم إكسون موبيل في الوقت الحالي بالعمل في أكثر من ثلث سعة احتجاز الكربون وعزله في العالم. لقد قمنا باحتجاز ما يزيد عن 6 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون للعزل في عام 2014 فقط. وهذا يعادل القضاء على انبعاثات غازات الدفيئة السنوية لأكثر من مليون مركبة من مركبات نقل الركاب. ومع ذلك تعتبر إمكانية هذه التكنولوجيا أكبر بمرات عديدة.

التزام إكسون موبيل بالعمل على تطوير تكنولوجيا احتجاز الكربون وتخزينه (CCS)

إن تحقيق تخفيض مجدٍ في انبعاثات غازات الدفيئة سيتطلب نطاق واسع من الحلول في السنوات القادمة. تعتقد إكسون موبيل أن احتجاز الكربون وتخزينه لديه القدرة على لعب دورًا هامًا في التحكم في انبعاثات غازات الدفيئة، لكن ذلك سيتطلب انطلاقات تكنولوجية إضافية ومشروعات إرشادية متكاملة تمامًا ودعم تنظيمي وتشريعي على جميع المستويات وكذلك قبولاً من قبل العامة.

تحتل إكسون موبيل مكانة فريدة في قيادة الطريق إلى مواصلة التطوير في هذا النهج الواعد لتقليل الانبعاثات بالاستعانة بتاريخها الطويل في الخبرة العملية والفنية والبحثية في التقنيات التي تتضمن احتجاز الكربون وتخزينه.

تشمل مساهماتنا ما يلي:

  • إقامة شراكة مع المفوضية الأوروبية والشركات الأخرى حول مشروع إزالة ثاني أكسيد الكربون (CO2ReMoVe) الذي قيّم مجموعة من التقنيات لمراقبة ضخ ثاني أكسيد الكربون (CO2) وتخزينه من تدفقات الغاز في حقول حول العالم.
  • أبحاث مشتركة مع الوكالة الدولية للطاقة ومعهد ماساتشوستس للتقنية ومعهد جيورجيا للتكنولوجيا وجامعة تكساس وجامعة وايومنج.
  • مشاركة وزارة الطاقة الأمريكية في شراكات العزل الإقليمية.
  • الأبحاث الداخلية المكثفة وتطوير التقنيات المتعلقة باحتجاز الكربون وتخزينه والمشاركة في المشروعات الإرشادية.
  • شريك مؤسس في مشروع الطاقة والمناخ العالمي (GCEP) في جامعة ستانفورد، وهو برنامج بحثي طويل الأمد مصمم لزيادة تطوير مجموعة تقنيات الطاقة القابلة للتطبيق تجاريًا، والتي تسمح بتقليل انبعاثات غازات الدفيئة على المستوى العالمي.

إن تحقيق تكامل وأداء تقنيات الاحتجاز والنقل والتخزين في تطبيقات احتجاز الكربون وتخزينه واسعة النطاق، تعتبر خطوة حيوية نحو نشر أنظمة احتجاز الكربون وتخزينه (CCS).

ولا يمكن تجاهل الحجم والاستثمارات الهامة والبنية التحتية الجديدة المطلوبة. وتظل أيضًا عوائق تحول دون نشر احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) على نطاق واسع. يتضمن المفهوم محكاة البنية التحتية المحتمل لصناعة الغاز والنفط التي تم بناؤها خلال أكثر 100 عام، في ثلث المدة. بالإضافة إلى أن زيادة الطلب على الطاقة سينتج عنه التنافس على نفس القوى العاملة الماهرة (صناعة الطاقة مقابل احتجاز الكربون وتخزينه). ليس من المرجح أيضًا أن يكون لاحتجاز الكربون وتخزينه ما يبرره من الناحية الاقتصادية لتحديد قيمة الكربون المنبعث أو إطار عمل تنظيمي وقانوني واضح.

لدى احتجاز الكربون وتخزينه القدرة على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) العالمية. يعتبر تقليل الانبعاث مسألة تضمن اتخاذ إجراء، حيث إنه إذا تركت بدون تحقق، فمن المتوقع أن تواصل الانبعاثات العالمية الارتفاع. لكن احتجاز الكربون وتخزينه ليس بالرد الأمثل.

الخطوة 1: احتجاز ثاني أكسيد الكربون CO2

الخطوة الأولى في عملية احتجاز الكربون وتخزينه هي احتجاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) أو فصله عن مصدر الوقود المستخدم في محطات توليد الطاقة أو المنشآت الصناعية. يمثل الاحتجاز الخطوة الأعلى تكلفة والمكثفة في استهلاك الطاقة في عملية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS).

تتمع إكسون موبيل بخبرة واسعة في فصل ثاني أكسيد الكربون عن الهيدروكربونات من خلال منشآت معالجة الغاز الطبيعي التي تزيل الشوائب من الغاز قبل شحنها بواسطة الأنابيب.

تستخدم تقنيات الاحتجاز الحديثة مذيبًا لإزالة ثاني أكسيد الكربون (CO2) من تدفقات الغاز، لكن تقنية منطقة التجميد المراقبة (Controlled Freeze Zone) لدى إكسون موبيل التي تخضع حاليًا لتطبيقات إيضاحية على نطاق تجاري، تقوم على تجميد وإعادة صهر ثاني أكسيد الكربون (CO2) في عمود التقطير المعدل. تقلل تقنية منطقة التجميد المراقبة (Controlled Freeze Zone) تكلفة وتعقيد فصل ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الغاز الطبيعي وقد يكون لها فوائد مهمة لأنظمة احتجاز الكربون وتخزينه، لأنه ليس هناك حدود لتركيز أكسيد الكربون جزئيًا، ويتم تصريف ثاني أكسيد الكربون (CO2) تحت الضغط، وتجهيزه لإعادة الحقن.

عنصر أساسي واحد للتنفيذ الناجح لعملية احتجاز الكربون وتخزينه على نطاق تجاري، يتمثل في تطوير حلول فعالة من حيث التكلفة لاحتجاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) من محطات توليد الطاقة التي تدار بالفحم. وتجرى حالياً الكثير من الأبحاث في هذا المجال.

الخطوة 2: عملية النقل

الخطوة الثانية هي نقل ثاني أكسيد الكربون الذي تم احتجازه إلى موقع التخزين - التكوينات الجيولوجية تحت الأرض مثل الخزانات الناضبة للنفط والغاز.

تقوم شركة إكسون موبيل لخطوط الأنابيب بتشغيل خطوط أنابيب أو لها مصلحة في 18000 ميلاً (29000 كيلو متر) من خطوط الأنابيب في الولايات المتحدة، مستخدمة تقنية متطورة وإجراءات موسعة لمراقبة الجودة لضمان سلامة خطوطها. يشمل برنامج الشركة لإدارة السلامة نطاق واسع من تقنيات الاختبار والمراقبة - من اختبار الطاقة المائية إلى الأدوات التي تنتقل عبر الأنابيب لفحص العيوب أو التحكم في التآكل المستمر. بالإضافة إلى إجراءات الفحص والصيانة، يتابع مركز مراقبة العمليات بالشركة العمليات التشغيلية على مدار 24 ساعة يومياً.

تشارك إكسون موبيل حاليًا في عدد من المشروعات البحثية المخصصة لاختبار سلامة الصلب والمواد الأخرى عند التعرض لثاني أكسيد الكربون (CO2).

الخطوة 3: الحقن والتخزين

المكون الثالث والنهائي لاحتجاز الكربون وتخزينه يقوم على حقن ثاني أكسيد الكربون (CO2) داخل خزانات تحت الأرض للتخزين. تعتبر إكسون موبيل متمكنة بشكل جيد في هذا المجال، ويرجع ذلك إلى تاريخ الشركة الطويل في استخدام الماء والغاز الطبيعي وحقن ثاني أكسيد الكربون من أجل الأسلوب المحسن لاستخلاص النفط وإدارة الموارد بشكل سليم.

يتضمن برنامج الشركة للاختبارات الميدانية لإدارة سلامة بئر الحقن الاختبارات الميكانيكة وبرامج التحكم في التآكل وأنظمة التحكم بالكمبيوتر.

تتمتع إكسون موبيل بخبرة تكنولوجية واسعة في مراقبة سلامة حقولنا وضمانها. إن مساهماتنا في مشروعات حقن ثاني أكسيد الكربون (CO2) في بحر الشمال ولابارج، بولاية وايومينغ، تعطي الشركة معرفة مباشرة وخبرة في هذه المرحلة من عملية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS).

خبرة إكسون موبيل طويلة الأمد في مكونات عملية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS)

 قام مهندسو إكسون موبيل وعلماؤها لأكثر من 30 عامًا بالبحث والتطوير واستخدام التقنيات التي يمكن أن تلعب دورًا في جعل عملية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) قابلة للتطبيق في المجالات التجارية. على سبيل المثال، تقنيتنا منطقة التجميد المراقبة (Controlled Freeze Zone) الحاصلة على براءة اختراع، هي عملية أحادية المرحلة يمكنها فصل ثاني أكسيد الكربون (CO2) والشوائب الأخرى عن تدفقات الغاز الطبيعي بطريقة أكثر فعالية. فلديها القدرة على جعل عملية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) أقل تكلفة.

استفادت إكسون موبيل من التقنية المتقدمة وإجراءات مراقبة الجودة الموسعة لضمان سلامة المنشأة عند تصميم وتطوير محطات معالجة الغاز على مستوى العالم وخطوط الأنابيب ومشروعات الحقن.

نمتلك سجل من النتائج المثبتة في عملية الإنتاج تسمى الأسلوب المحسن لاستخلاص النفط (EOR) الذي يتضمن حقن ثاني أكسيد الكربون (CO2) داخل خزان لاستخراج النفط والغاز "المحاصرين" الذين لا يمكن إنتاجهم بشكل آخر. في الولايات المتحدة وحدها، تم استخدام أكثر من 11 تريليون قدم مكعب من ثاني أكسيد الكربون بالفعل في مشروعات الأسلوب المحسن لاستخلاص النفط.

وضعت هذه الخبرة التقنية في المكونات الرئيسية الثلاثة لعملية احتجاز الكربون وتخزينه حاليًا، للاستخدام في عدد من المبادرات المخصصة لمساعدة إكسون موبيل حتى تفهم بشكل أفضل التحديات الفريدة التي يجب التغلب عليها في عملية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) لتنفيذها تجاريًا. على سبيل المثال، تعمل إكسون موبيل مع شركاء في عدد من مشروعات بحثية متعلقة بعملية احتجاز الكربون وتخزينه، مثل تقنية الاحتجاز المحسن؛ ونمذجة تدفق الخزان؛ والتخزين الجيولوجي ونمذجة السلامة وتقييم سلامة إغلاق البئر وسعة تخزين خزانات النفط والغاز والطبقات الصخرية المائية وطبقات الفحم للاستخدام المحتمل في التخزين.

في عام 2008، قامت إكسون موبيل باحتجاز ما يقرب من 4 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون (CO2) في لابارج، بولاية وايومنغ، الذي تم تسويقه من أجل الأسلوب المحسن لاستخلاص النفط والاستخدامات الصناعية الأخرى - تم احتجاز ثاني أكسيد الكربون بشكل أكبر من أي مشروع آخر مماثل في العالم. بالإضافة إلى أن إكسون موبيل تساهم في مشروع احتجاز الكربون وتخزينه في بحر الشمال حيث يتم فصل ثاني أكسيد الكربون (CO2) عن الغاز الطبيعي المنتج من آبار بحرية وإعادة الحقن داخل الطبقات الصخرية المالحة، وتم تخزين ما يزيد عن 15 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون بأمان تحت الأرض كجزء من المشروع. تعتبر الأنشطة الواقعية تلك مفيدة بشكل خاص في فهم الخطوات اللازمة للتقدم بعملية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS).

البنية التحتية للنشر على نطاق واسع

إن تخزين 1 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون كل عام يساوي تقريبًا استهلاك الولايات المتحدة السنوي من الغاز الطبيعي. تعتبر شبكة أنابيب الغاز الطبيعي مثالاً للبنية التحتية الضرورية: أكثر من 210 من أنظمة أنابيب الغاز الطبيعي؛ 302000 ميل من أنابيب النقل؛ وأكثر من 1400 محطات الضغط التي تحفظ الضغط في شبكة الأنابيب وتضمن تحرك الإمدادات إلى الأمام بشكل متواصل من بين عناصر أخرى متعددة.

دراسة حالة: اكتساب الثقة في احتجاز الكربون وتخزينه من خلال الأسلوب المحسن لاستخلاص النفط

إغلاق