التقاط وتخزين الكربون في سوق توليد الطاقة

نظرة عامة على السوق

من المتوقع أن ينمو حجم سوق التقاط الكربون وتخزينه العالمي في توليد الطاقة بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 6.7٪ خلال الفترة المتوقعة.

تم تفصيل اتجاهات الصناعة وديناميكياتها وفرصها في نظرة عامة على السوق لالتقاط الكربون وتخزينه (CCS) في إنتاج الكهرباء. يتضمن التقاط الكربون وتخزينه (CCS)، وهو أسلوب للحد من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري ومكافحة تغير المناخ، دفن وتخزين انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطات الطاقة.

لقد أصبحت تقنية التقاط الكربون وتخزينه أكثر أهمية في عملية إنتاج الكهرباء منذ أن أصبح هناك تركيز متزايد في جميع أنحاء العالم على خفض انبعاثات الكربون والتحول إلى مصادر الطاقة المتجددة. وتستخدم شركات توليد الطاقة تقنية التقاط الكربون وتخزينه نتيجة للقيود البيئية الأكثر صرامة وخطط تسعير الكربون التي تنفذها الحكومات والهيئات التنظيمية في جميع أنحاء العالم. تتمتع تقنية التقاط الكربون وتخزينه بإمكانات سوقية كبيرة في صناعة توليد الطاقة بسبب الحاجة إلى إزالة الكربون والطلب المتزايد على الطاقة.

ديناميكيات السوق

محركات السوق

إن الحكومات في مختلف أنحاء العالم تعمل على تمرير اللوائح وتقديم المكافآت لتشجيع استخدام التقاط الكربون وتخزينه في صناعة توليد الطاقة. ويتم تشجيع شركات الطاقة على الاستثمار في البنية الأساسية لالتقاط الكربون وتخزينه من خلال توفير الحوافز المالية والتخفيضات الضريبية واستراتيجيات تسعير الكربون.

قيود السوق

يتطلب نظام التقاط الكربون وتخزينه نفقات أولية كبيرة فضلاً عن النفقات الجارية للتخزين والنقل والاحتجاز. وبسبب القيود المالية، لا يمكن استخدام نظام التقاط الكربون وتخزينه على نطاق واسع بسبب تكلفته الأولية العالية وتخزينه على المدى الطويل غير المؤكد.

فرص السوق

• التطبيقات الصناعية

يمكن استخدام التقاط الكربون وتخزينه في قطاعات مثل الأسمنت والصلب والمواد الكيميائية التي تنتج كميات كبيرة من انبعاثات الكربون، بالإضافة إلى توليد الطاقة. وقد أصبح من الممكن استخدام التقاط الكربون وتخزينه خارج محطات الطاقة بفضل التطورات التكنولوجية الحديثة.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

التجزئة حسب النوع

• احتجاز الكربون

في عملية تُعرف باسم التقاط الكربون وتخزينه، يتم أولاً التقاط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من مصادر متنوعة، بما في ذلك العمليات الصناعية، ثم تخزينها في مرافق التقاط الكربون وتخزينه. وقد تساعد عملية التقاط الكربون وتخزينه مرافق الطاقة في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. كما أن استخدام عملية التقاط الكربون وتخزينه في توليد الكهرباء باستخدام الفحم يقلل من الانبعاثات الضارة في الهواء دون التأثير على كفاءة المحطة أو نفقات التشغيل.

• تخزين الكربون

يتم جمع ثاني أكسيد الكربون الناتج عن الانبعاثات الصناعية ونقله للتخلص منه بأمان كجزء من نظام يسمى التقاط الكربون وتخزينه (CCS). يمكن حبس الكربون في صورة غاز أو سائل أو صلب. لأكثر من 25 عامًا، تم استخدام التقاط الكربون وتخزينه بشكل فعال في أمريكا الشمالية لتقليل انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم بنحو 30٪.

التجزئة حسب التطبيق

• التقاط ما قبل الاحتراق

يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون (CO2) باستخدام عملية تُعرف باسم التقاط ما قبل الاحتراق قبل استخدامه كوقود للاحتراق. وهي تتضمن تحويل الوقود الأحفوري، مثل الفحم أو الغاز الطبيعي، إلى خليط من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون من خلال عمليات مثل التغويز أو الإصلاح. ثم يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون وفصله عن الهيدروجين لاستخدامه أو تخزينه. غالبًا ما يتم استخدام التقاط ما قبل الاحتراق في محطات الطاقة ذات الدورة المركبة للتحويل إلى غاز متكامل (IGCC).

• التقاط ما بعد الاحتراق

يتم إزالة ثاني أكسيد الكربون من غازات الاحتراق بعد احتراق الوقود. وغالبًا ما تكون هناك حاجة إلى المواد الماصة أو المذيبات الكيميائية التي تتفاعل بشكل خاص مع جزيئات ثاني أكسيد الكربون. ثم يتم تنظيف ثاني أكسيد الكربون وضغطه لجعله جاهزًا للتوزيع والتخزين. ويمكن تحقيق تقليل الانبعاثات من مصادر الطاقة التقليدية باستخدام محطات الطاقة الحالية التي خضعت لترقيات أجهزة التقاط ما بعد الاحتراق.

• التقاط احتراق الوقود الأكسجيني

تتضمن هذه الطريقة حرق الوقود مع استخدام غاز المداخن المستعاد والأكسجين، مما ينتج عنه تيار من غاز المداخن يتكون في الغالب من ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. يمكن التقاط ثاني أكسيد الكربون عن طريق تكثيف بخار الماء وفصله عن غاز العادم. يجب تركيب نظام إمداد بالأكسجين لأن التقاط احتراق الأكسجين والوقود يغير الاحتراق وينتج عنه تركيز عالٍ من ثاني أكسيد الكربون في تيار العادم.

التحليل الإقليمي

يتم تقسيم سوق التقاط الكربون وتخزينه العالمي في توليد الطاقة حسب المنطقة مثل أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وأمريكا اللاتينية والشرق الأوسط وأفريقيا.

أمريكا الشمالية

إن الولايات المتحدة وكندا، أكبر منتجين للطاقة في المنطقة، تشكلان سوقاً كبيرة لالتقاط الكربون وتخزينه. وقد دعمت الولايات المتحدة تطوير واستخدام تكنولوجيا التقاط الكربون وتخزينه من خلال مجموعة متنوعة من البرامج وخطط التمويل. وتعزز الحاجة إلى الحد من الانبعاثات الكربونية وقرب وحدات الطاقة التي تعمل بالفحم من توسع السوق. وهناك العديد من مشاريع التقاط الكربون وتخزينه إما في مرحلة التخطيط أو التنفيذ أو قيد التنفيذ حالياً في كندا، وخاصة في منطقة الرمال النفطية.

أوروبا

لقد تولت المملكة المتحدة والنرويج زمام المبادرة في تنفيذ التقاط وتخزين الكربون. حيث يتم التقاط وتخزين انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن استخراج الغاز الطبيعي بواسطة مشروعي سليبنر وسنفيت النرويجيين. وهناك العديد من جهود التقاط وتخزين الكربون في المملكة المتحدة، ومشروعي وايت روز وبيترهيد هما اثنان فقط من هذه الجهود. إن هدف الاتحاد الأوروبي المتمثل في إزالة الكربون والدعم التشريعي القوي لالتقاط وتخزين الكربون هما عاملان رئيسيان في السوق في هذا القطاع.

آسيا والمحيط الهادئ

وتشهد هذه المنطقة ارتفاعاً حاداً في الاهتمام بتكنولوجيا التقاط الكربون وتخزينه، وخاصة في بلدان مثل الصين واليابان وأستراليا. فقد تبنت الدولة التي تتحمل المسؤولية الأكبر عن انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي تكنولوجيا التقاط الكربون وتخزينه، وهي تدعم مشاريع تجريبية كبيرة. فقد أنشأت اليابان مشروعي توماكوماي وناغاوكا لالتقاط وتخزين انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وتتمتع أستراليا بإمكانات كبيرة في مجال التقاط الكربون وتخزينه، وهي تفكر في تطوير أنظمة على نطاق صناعي نظراً لاحتياطياتها الضخمة من الفحم.

اللاعبون الرئيسيون

1. شبكة GE-Alstom
2. لينده
3. شركة بابكوك وويلكوكس
4. شركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة
5. شركة فلور
6. صدَفَة
7. صافي الطاقة
8. هيتاشي
9. سولزر
10. سيمنز
11. أميك فوستر ويلر
12. منتجات الهواء

التطورات الأخيرة

لقد شهدت تكنولوجيا التقاط الكربون ثلاث تطورات حديثة لتوليد الطاقة: الاحتراق اللاحق، والاحتراق المسبق، واحتراق الوقود بالأكسجين. كما تعمل الشراكات بين الهيئات الحكومية والمؤسسات الأكاديمية والشركات الهادفة إلى الربح على دفع مشاريع البحث والتطوير لتحسين كفاءة التقاط الكربون وتخزينه وخفض التكاليف. وفي مختلف أنحاء العالم، تم بناء مشاريع تجريبية ومواقع عرضية لفهم تكنولوجيا التقاط الكربون وتخزينه بشكل أفضل وتطويرها.