در این مقاله می‌خوانید:
از وقتی که انقلاب صنعتی شروع شد، ما انسان‌ها بیش از ۲۰۰۰ گیگاتن دی‌اکسید کربن وارد جو زمین کرده‌ایم. این حجم زیاد CO2 گازهای گلخانه‌ای باعث تغییرات بزرگی در آب و هوا شده است که نمونه‌هایی از آن‌ها را می‌توانیم در آتش‌سوزی‌های وسیع جنگلی، گرمای طاقت فرسا و بالا رفتن سطح دریاها مشاهده کنیم.
برای اینکه با تغییرات اقلیمی مقابله کنیم، لازم است سریعا وارد عمل شویم. کارهایی مثل استفاده بیشتر از انرژی‌های تجدیدپذیر، بهبود بهرهوری انرژی، متوقف کردن جنگل زدایی و کاهش گازهای خطرناکی مثل هیدروفلوئوروکربن‌ها (HFCs) می‌توانند خیلی کمک کننده باشند. اما طبق تحقیقات جدید، این اقدامات به تنهایی کافی نیستند. در واقع برای اینکه دمای زمین بیشتر از ۱.۵ درجه سانتی‌گراد بالا نرود، نه تنها باید انتشار گازها را کم کنیم؛ بلکه باید بخشی از کربنی که از قبل وارد هوا شده را هم از جو حذف و ذخیره کنیم.
در ادامه این مقاله از پارس هوای البرز، به راه‌های کاهش کربن دی اکسید که می‌توانند به بهبود شرایط اقلیمی کمک کنند، می‌پردازیم.
راه‌های کاهش کربن دی اکسید چیست؟
روش‌های مختلفی برای کاهش کربن دی اکسید وجود دارد. اما سؤال اصلی این است که آیا این روش‌ها می‌توانند در آینده نزدیک به اندازه کافی گسترده و مؤثر باشند تا بحران تغییرات اقلیمی را کاهش دهند؟
هر کدام از راه‌های کاهش کربن دی اکسید مزایا و معایب خودشان را دارند. مثلاً هزینه، میزان انرژی، آب یا زمین مورد نیاز، تأثیرات مثبت یا منفی بر محیط اطراف و آماده بودن فناوری از جمله عواملی هستند که باید بررسی شوند. در ادامه، شش راه برای کاهش و حذف کربن از هوا معرفی شده‌اند:
1. درختان و جنگل‌ها
درختان و جنگل‌ها یکی از راه‌های کاهش کربن دی اکسید می‌باشند که به صورت طبیعی قابل اجرا هستند. درختان از راه فتوسنتز دی اکسید کربن را از هوا جذب کرده و آن را به کربن تبدیل می‌کنند. این ویژگی طبیعی درختان باعث شده نقش مهمی در پاکسازی هوای زمین داشته باشند. با گسترش جنگل‌ها و مدیریت بهتر آن‌ها، می‌توان کربن بیشتری را از جو حذف کرد.
چند روش ساده برای افزایش توانایی جنگل‌ها در جذب کربن عبارتند از:
- کاشت دوباره جنگل‌ها
- کاشت درختان بیشتر در مناطق آسیب‌دیده
- اضافه کردن درخت به زمین‌های دامپروری
- ترکیب درختان با مزارع
- افزایش تعداد درختان در خیابان‌ها و فضاهای شهری
یکی از چالش‌های مهم در این زمینه، این است که گسترش جنگل‌ها در یک منطقه نباید به جنگل‌های دیگر آسیب بزند؛ مثلاً اگر زمین‌های کشاورزی برای گسترش جنگل‌ها کنار گذاشته شوند، ممکن است تولید مواد غذایی کاهش پیدا کند. این کاهش می‌تواند باعث شود جنگل‌های دیگر به زمین کشاورزی تبدیل شوند و در نتیجه، انتشار گازهای گلخانه‌ای افزایش یابد. مگر اینکه بهرهوری کشاورزی بتواند این کمبود را جبران کند.
همچنین بخوانید: کربن خنثی چیست؟
2. مزارع و خاک‌ها
خاک‌ها به طور طبیعی می‌توانند کربن را ذخیره کنند اما فعالیت‌های کشاورزی مثل شخم زدن مداوم، فرسایش زمین و چرای دام، باعث شده بخش زیادی از این کربن آزاد شود. روش‌های مختلفی برای افزایش ذخیره کربن در خاک وجود دارد، اما مقدار و ماندگاری آن به نوع خاک، شرایط آب و هوا و عوامل دیگر بستگی دارد:
- کاشت محصولات پوششی در زمان‌هایی که زمین خالی است، می‌تواند فرآیند فتوسنتز را در طول سال فعال نگه دارد.
- استفاده از کمپوست علاوه بر افزایش باروری زمین، کربن موجود در آن را در خاک نگه می‌دارد.
- دانشمندان محصولاتی با ریشه‌های عمیق‌تر طراحی کرده‌اند که هم در برابر خشکسالی مقاوم‌ترند و هم کربن بیشتری در خاک ذخیره می‌کنند.
مدیریت خاک در مقیاس بزرگ برای ذخیره کربن، کار ساده‌ای نیست. خاک و طبیعت ذاتاً متغیر هستند و این موضوع پیش‌بینی را تا حدودی دشوار می‌کند. هنوز تحقیقات بیشتری نیاز است تا بفهمیم این روش‌ها در خاک‌های مختلف و شرایط اقلیمی متفاوت چقدر کارایی دارند و کربن تا چه مدت در خاک باقی می‌ماند.
3. حذف و ذخیره کربن با استفاده از زیست توده (گیاهان و جلبک‌ها)
زیست توده که شامل گیاهان و جلبک‌ها می‌شود، می‌تواند یکی از راه‌های کاهش کربن دی اکسید باشد. در این روش، کربنی که گیاهان در طول عمرشان جذب می‌کنند به جای اینکه پس از مرگ تجزیه و آزاد شود، برای مدت طولانی در یک مکان امن ذخیره می‌شود.
روش‌های مختلفی برای این کار وجود دارد. این روش‌ها می‌توانند کربن را برای مدت طولانی از هوا حذف کنند، اما همه آن‌ها لزوماً نتیجه کاملا مثبت ندارند. اگر از ضایعات کشاورزی و جنگلی مانند پوست درختان یا بقایای ذرت استفاده شود، می‌توان اثرات خوبی بر کاهش کربن داشت. اما اگر زمین‌های کشاورزی صرفاً برای تولید محصولات زیست توده استفاده شوند، ممکن است تولید غذا کاهش پیدا کند و در نتیجه اکوسیستم‌های طبیعی آسیب ببینند.
برای اینکه این روش‌ها به بهترین شکل عمل کنند، باید از ضایعات زیست توده استفاده شود و سیاست‌هایی وضع شود که از کشت محصولات صرفاً برای حذف کربن جلوگیری کند. این روش نه تنها به کاهش آلودگی هوا کمک می‌کند، بلکه از منابع طبیعی هم محافظت خواهد کرد.
4. جذب مستقیم هوا
جذب مستقیم هوا روشی است که در آن دی‌اکسید کربن مستقیماً از هوا گرفته می‌شود. این کربن یا زیر زمین ذخیره می‌شود یا در محصولاتی مثل بتن به کار می‌رود. تفاوت این روش با سایر روش‌های جذب کربن این است که به‌جای اینکه از ورود کربن به هوا جلوگیری کند، کربنی که قبلاً در جو پخش شده را پاک می‌کند.
جذب مستقیم هوا پتانسیل زیادی برای کاهش کربن دارد، اما فعلاً هزینه و انرژی زیادی نیاز دارد.
5. معدنی سازی کربن ( تبدیل کربن به سنگ)
برخی مواد معدنی به طور طبیعی می‌توانند با دی‌اکسید کربن واکنش دهند و این گاز را به یک ماده جامد تبدیل کنند. این فرآیند که به آن معدنی‌سازی کربن یا هوازدگی پیشرفته می‌گویند، می‌تواند یکی از راه‌های کاهش کربن دی اکسید باشد. البته این فرآیند در طبیعت بسیار کند است و ممکن است صدها یا حتی هزاران سال طول بکشد.
دانشمندان در تلاش هستند تا با روش‌های مختلف، معدنی سازی کربن را سریع‌تر سازند. مثلاً:
- هدایت هوا از میان رسوبات سنگی باقی‌مانده از معدن می‌تواند تاثیر زیادی داشته باشد.
- خرد کردن سنگ‌ها یا استفاده از آنزیم‌هایی که سطح تماس مواد معدنی را افزایش می‌دهند.
- پخش کردن سنگ‌های خرد شده روی زمین‌های کشاورزی یا در مناطق ساحلی، جایی که این سنگ‌ها با دی اکسید کربن واکنش می‌دهند و آن را جذب می‌کنند.
- استفاده از پسماندهای صنعتی مثل خاکستر بادی برای ذخیره کربن
6. روش‌های حذف کربن با کمک اقیانوس
اقیانوس‌ها ظرفیت فوق‌العاده‌ای برای جذب کربن دارند و به همین دلیل دانشمندان روش‌هایی پیشنهاد کرده‌اند تا از این ظرفیت طبیعی استفاده شود. این ایده‌ها می‌توانند گزینه‌های جدیدی برای کاهش کربن ارائه دهند که از راه‌های کاهش کربن دی اکسید به صورت زمینی فراتر می‌روند. با این حال، بیشتر این روش‌ها هنوز در مراحل اولیه هستند و برای اجرای آن‌ها به تحقیقات و آزمایش‌های بیشتری نیاز است.
برخی از راهکارهای تسریع فرآیندهای طبیعی جذب کربن در اقیانوس عبارتند از:
- استفاده از گیاهان ساحلی، جلبک‌های دریایی یا فیتوپلانکتون‌ها برای افزایش فتوسنتز و جذب کربن
- افزودن مواد معدنی خاص به آب دریا که با دی‌اکسید کربن محلول واکنش می‌دهند و آن را به صورت پایدار ذخیره می‌کنند.
- عبور جریان الکتریکی از آب دریا برای تسریع واکنش‌هایی که به جذب و حذف دی‌اکسید کربن کمک می‌کنند.
استفاده از جاذب‌های کربنی یا فیلترهای جذب کربن دی‌اکسید
جاذب‌های کربنی یکی از روش‌های نوآورانه برای کاهش انتشار کربن دی‌اکسید در صنایع سنگین و نیروگاه‌ها است. این فناوری بر اساس جذب و ذخیره دی‌اکسید کربن از دودکش‌ها عمل می‌کند. جاذب‌ها می‌توانند شامل مواد شیمیایی یا مواد متخلخل مانند زئولیت، کربن فعال یا آمین‌ها باشند.
مزایای جاذب‌های کربنی :
- جلوگیری از انتشار مستقیم کربن : این فناوری به طور مستقیم از ورود دی‌اکسید کربن به جو جلوگیری می‌کند.
- قابلیت استفاده در صنایع مختلف : از این فناوری می‌توان در نیروگاه‌های برق، پالایشگاه‌ها، و صنایع سیمان استفاده کرد.
- تسهیل ذخیره و استفاده مجدد از کربن: کربن جذب‌شده می‌تواند برای مصارف دیگر، مثل تولید سوخت مصنوعی یا مواد شیمیایی، استفاده شود.
چالش‌ها:
- هزینه‌های بالا: هزینه نصب و راه‌اندازی جاذب‌های کربنی می‌تواند برای بسیاری از صنایع چالش‌برانگیز باشد.
- نیاز به انرژی : فرایند جداسازی و بازیابی کربن اغلب به انرژی زیادی نیاز دارد، که ممکن است خود منجر به انتشار بیشتر شود.
- بازیابی جاذب‌ها : برخی از جاذب‌ها نیاز به احیا دارند که می‌تواند هزینه‌بر و زمان‌بر باشد.
فناوری‌های جدید، مانند مواد نانو جاذب کربن، در حال توسعه هستند که ظرفیت جذب و کارایی بالاتری دارند. همچنین، ترکیب این روش با انرژی‌های تجدیدپذیر می‌تواند بهرهوری آن را افزایش دهد.
سخن پایانی
بر اساس تحلیل‌های مؤسسه منابع جهانی (WRI)، بهترین راه برای افزایش توانایی ما در کاهش کربن، استفاده از روش‌های متنوع و اجرای همزمان آن‌هاست. این تنوع نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه خطرات را هم به حداقل می‌رساند.
برای جلوگیری از گرمایش شدید زمین، باید راه‌های کاهش کربن دی اکسید در برنامه‌های جهانی مقابله با تغییرات اقلیمی جای بگیرند. هرچند در سال‌های اخیر پیشرفت‌های مهمی شکل گرفته، اما هنوز برای رسیدن به اهداف اقلیمی به تلاش و سرمایه‌گذاری بیشتری نیاز است.
نکته مهم این است که سرمایه‌گذاری‌های عمومی و خصوصی در این زمینه باید ادامه پیدا کند. این سرمایه گذاری‌ها کمک می‌کنند تا مشخص شود کدام روش‌ها می‌توانند به راه حل‌های واقعی و عملی برای کاهش و حذف کربن در مقیاس بزرگ تبدیل شوند.