تواجه الخطة اليابانية لجعل غاز المدن خاليًا من الكربون عقبات
من المقرر أن تبدأ طوكيو غاز ، أكبر مورد للغاز في المدن اليابانية ، برنامجًا تجريبيًا لمعالجة الميثان باستخدام مصادر الطاقة المتجددة في محاولة لإزالة الكربون من غاز المدينة.
تقود اليابان عددًا من المبادرات لتقليل الانبعاثات من قطاع الطاقة لديها، مع دعم هدفها العام المتمثل في صافي انبعاثات الكربون الصفرية بحلول عام 2050. جاء أحدث تطور في الشهر الماضي عندما أعلن غاز طوكيو، المرفق الذي تديره الدولة والذي يعد أكبر مورد للغاز في اليابان، أنه سيبدأ برنامجًا تجريبيًا للميثان باستخدام مصادر الطاقة المتجددة لمحاولة إزالة الكربون من غاز المدينة.
وتهدف إلى إنتاج 12.5 مترا مكعبا في الساعة من الميثان الاصطناعي خلال مرحلتها التجريبية الأولى، وستستخدم جهاز معالجة بالميثان في مركز بحوثها في يوكوهاما، بالقرب من طوكيو.
وقال هيساتاكا ياكابي، المسؤول التنفيذي في شركة طوكيو للغاز لوسائل الإعلام أثناء جولة في المرافق، إن المرفق يخطط لتركيب جهاز للتحليل الكهربائي للماء واستخدام الهيدروجين المتجدد لإنتاج الميثان الاصطناعي بحلول مارس 2023 من أجل التجربة.
كما ستستخدم ثاني أكسيد الكربون المنبعث والمأخوذ من المصانع القريبة أو من عملائها أو المشترى من مصادر خارجية.
تتضمن المعالجة بالميثان تحويل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون كمادة خام إلى ميثان مُصنع، بديل للميثان، المكون الرئيسي في الغاز الطبيعي.
ومع ذلك، فإن الميثان له عدة استخدامات. يمكن استخدامه لتوليد الحرارة وكذلك الكهرباء في محطات الطاقة، وكذلك المواد الخام في الصناعة الكيميائية.
سيقوم غاز طوكيو بتوسيع نطاق التجربة في أواخر عام 2020 لإنتاج 400 نيوتن متر مكعب/ساعة، تليها مظاهرة في الخارج في عام 2030 للحصول على 20000 نيوتن متر مكعب/ساعة. كما أنها تأمل في استبدال حوالي 1% من حجم غاز المدينة بالميثان الاصطناعي بحلول عام 2030.
ويأتي البرنامج التجريبي لغاز طوكيو للميثان حيث تدعي المرافق أنها تعمل على تحسين كفاءة استخدام الغاز الطبيعي، وزيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة واستخدام تقنيات تخزين استخدام الكربون للمساعدة في تقليل انبعاثات الكربون بنحو 17 مليون طن في عام 2030 عبر جميع أنشطة أعمالها في جميع أنحاء العالم.
ويأتي تعهد المرفق، وهو أحد المستوردين الرئيسيين للغاز الطبيعي المسال في اليابان، في وقت تدعو فيه وزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة في البلاد (METI) إلى المرافق لإزالة الكربون من طلبها على التدفئة حيث تهدف البلاد إلى تحييد الكربون بحلول عام 2050.
فقد تعهدت اليابان، خامس أكبر دولة مصدرة لانبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي على مستوى العالم، بتخفيض انبعاثاتها بنسبة 46% مقارنة بمستويات العام المالي 2013 بحلول عام 2030، قبل أن تتمكن من تحقيق صفر من الانبعاثات الكربونية بحلول عام 2050.
وتستهدف الحكومة أيضًا الغازات المحايدة من حيث الكربون، مثل الميثان الاصطناعي والهيدروجين، في شبكة أنابيب الغاز المحلية بحلول عام 2030 في محاولة لاستبدال 5% من المواد الأولية مجتمعة.
المخاوف المتعلقة بالتكلفة
ومع ذلك، وفي حين أن غاز طوكيو يربط جزءًا من أهداف إزالة الكربون بالميثان الاصطناعي، فإن العديد ليسوا متأكدين من أنه خطوة في الاتجاه الصحيح.
وقال نيكولاس فيرج، المدير في شركة كربون 50 الاستشارية التي مقرها طوكيو ، إن الهيدروجين الأخضر المطلوب لبرنامج غاز طوكيو للميثان هو أكثر تكلفة من الميثان ومن المرجح أن يظل على هذا النحو للعقد المقبل.
وخلص تقرير صادر عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة إلى استنتاج مماثل، جاء فيه أن تكاليف إنتاج الهيدروجين الأخضر يجب أن تخفض لجعلها اقتصادية بالنسبة للبلدان في جميع أنحاء العالم.
ويخلص التقرير إلى أن الهيدروجين الأخضر، المصنوع من مصادر الطاقة المتجددة (الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في معظمه)، يكلف حاليا حوالي ضعفي وثلاثة أضعاف الهيدروجين الأزرق، الذي ينتج باستخدام الغاز الطبيعي بالاقتران مع تكنولوجيا احتجاز الكربون وتخزينه.
ويوافق ياكابي رئيس شركة طوكيو للغاز على أن التحدي الأكبر للبرنامج التجريبي للشركة هو تقليل تكاليف الميثان. وقال إن التكاليف ستظل في حدود عام 2030 أعلى بكثير من أسعار الغاز الطبيعي المسال، حتى مع الطاقة المتجددة غير المكلفة في الخارج وانخفاض تكاليف إنتاج الهيدروجين.
وقال خلال الإعلان التجريبي عن الميثان “يجب تحقيق خفض التكلفة من خلال تدابير متعددة”. “هذه التدابير لا تشمل فقط خفض تكاليف إنتاج أو توريد الهيدروجين الأخضر، ولكن أيضًا التكاليف التكنولوجية والتشغيلية لتكنولوجيا CCUS”.
وعلى الرغم من أن حل الميثان هو أحد ركائز استراتيجية التخلي عن الكربون في اليابان، إلا أنه لا يزال أمامه طريق طويل لعدة أسباب، وفقًا لـ Vierge، بما في ذلك سلسلة الهيدروجين الأخضر التي لا تزال غير موجودة في اليابان، مما يجبرها على التحول إلى الإنتاج الخارجي.
رهان تكنولوجي
يقول فيرج إن خطة اليابان لاستيراد الهيدروجين لتلبية احتياجاتها من الطاقة يمكن اعتبارها “رهانًا تكنولوجيًا”، “يحتمل أن يكون مدفوعًا بحقيقة أن انبعاثات النطاق 3 من إنتاج الهيدروجين لن يتم النظر فيها في اليابان.
انبعاثات النطاق 3 هي نتيجة أنشطة من أصول لا تملكها أو تسيطر عليها المنظمة المبلغة، ومع ذلك لا تزال الانبعاثات تؤثر على سلسلة القيمة الخاصة بها.
ويقول فيرج إن هناك عقبة أخرى تواجه برنامج غاز طوكيو للميثان تتضمن استخدام ثاني أكسيد الكربون المأخوذ من المصادر المحلية لأن منشآت تخزين الكربون لم يتم تطويرها على نطاق واسع بعد في اليابان، أو في أي مكان آخر.
ويضيف: “إنها قفزة إيمان بقدر ما هي قفزة تكنولوجيا لا يعرف متى ستكون قابلة للتطبيق “.
“ولكي يكون الميثان قريبًا من صفر كربون، يجب أن يأتي ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الهواء (حتى أقل كفاءة) أو أن يكون حيويًا (مصدر نباتي متجدد). وعلى هذا النحو، ليس من غير المعقول التشكيك في قابلية هذين المصدرين للتوسع”.
يوافق هيروشي هماساكي، المدير الأول السابق لشركة طوكيو للغاز، والذي أصبح الآن شريكًا في شركة رأس المال الاستثماري Weru Investment.
وقال لـ Gas Outlook: “من المعقول أن نتساءل عن قابلية التوسع في الميثان الحيوي التقليدي وحده، لأنه يعتمد على الظروف التي لا يمكن السيطرة عليها للكائنات الحية الدقيقة.”
وأشار إلى أن صندوق الابتكار الأخضر للحكومة اليابانية المستخدم لتعويض الكربون عن توليد غاز الميثان باستخدام CCUS، والتقاط الهواء المباشر ومصادر الطاقة المتجددة الأولية، واستخدام ثاني أكسيد الكربون في المراحل الوسطى والنهائية، واعتماد الاندماج النووي والمفاعلات الصغيرة كمصادر للطاقة، يمكن أن يساعد.
ومع ذلك، فإن هذه العقبات لا تثني غاز طوكيو أو اليابان عن هدف استخدام الميثان لتقليل انبعاثات غاز المدينة.
وقالت منظمة تطوير الطاقة الجديدة والتكنولوجيا الصناعية (NEDO) المدعومة من الدولة في أبريل إنها ستخصص 114.5 مليار يوان (872 مليون دولار) للمساعدة في تطوير أنواع وقود جديدة في اليابان، بما في ذلك الميثان الاصطناعي.
وتشكل المساعدات المالية جزءاً من صندوق اليابان الإبداعي الأخضر الذي تبلغ قيمته 2 تريليون يوان (15.6 مليار دولار أميركي) لتعزيز تنمية الطاقة النظيفة والتكنولوجيا لمساعدته في تحقيق أهداف إزالة الكربون بحلول عام 2050.
وتدعو وزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة أيضاً إلى استخدام الغاز الأحيائي والهيدروجين النظيف وغيرهما من التدابير التي تستخدم احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه لتكوين 10 في المائة من استهلاك المدينة من الوقود بحلول عام 2050، على أن تأتي نسبة 90 في المائة المتبقية من الميثان الاصطناعي.
ومع ذلك، فإن الإطار الزمني لعام 2050 هو أيضا موضع تساؤل.
حيث يزعم حماسكي أنه حتى لو نجح التطور التكنولوجي الحالي، فمن المشكوك فيه أن تتمكن اليابان من إنتاج ما يكفي من الميثان لتغطية 90% من 32,6 مليار سم من الميثان الذي تستهلكه البلاد سنويًا.
“حتى لو تم تأمين تقنية إنتاج الميثان التي خططت لها الحكومة والتي تبلغ 10000 نيوتن متر مكعب/ساعة بحلول عام 2030، فإن الطاقة الإنتاجية السنوية للميثان لمرفق إنتاج واحد يعمل بكامل طاقته ستكون 87.6 مليون متر مكعب. وهذا يعني أن الهدف لعام 2030 هو إنتاج 87.6 مليون متر مكعب من الميثان”.
“وبعبارة أخرى، لتحقيق هدف عام 2030 المتمثل في 326 مليون متر مكعب من الميثان، سيلزم تركيب أربعة مرافق من هذا النوع”.
ويشير أيضاً إلى أن الحكومة اليابانية تقدر أن الأمر سوف يتطلب استثمارات رأسمالية مشتركة تبلغ 660 مليار ين في مرافق الطاقة المتجددة، ولكن لم يرد أي ذكر للتمويل.
“على هذا النحو ، من المفترض أنه سيكون من الصعب للغاية على شركة واحدة تأمين هذا القدر من المال باسم إزالة الكربون .”
