حلول مبتكرة للحد من الانبعاثات الناجمة عن عمليات تشغيل مصانع الإسمنت
يصدر حوالى 8% من الانبعاثات العالمية نتيجة لعمليات تشغيل مصانع الإسمنت. ومن ثَمَّ، يجدر التفكير في كفاءة المعدات المُركَّبة مثل ضواغط الهواء والنوافخ.
علاوة على ذلك، سيكون تطبيق تقنيات العمليات الجديدة للحد من تأثير تلك الصناعة على المناخ، مثل احتجاز الكربون لاستخدامه أو تخزينه (CCUS) أمرًا حتميًا للتوصل إلى سيناريو انعدام صافي الانبعاثات بحلول عام 2050.
وتعمل مناطق متعددة في شتى ربوع العالم على ابتكار أدوات مالية لتحفيز تنفيذ تقنيات جديدة لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) من هذا القطاع.
- في الولايات المتحدة، يوفر قانون خفض التضخم (IRA) حافزًا ضريبيًا للمشروعات التي تعمل على إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة مثل الإسمنت.
- وفي أوروبا، يُعَد نظام مقايضة الانبعاثات (ETS) أداة مقايضة الانبعاثات التي تُقلل التكاليف المترتبة على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2). وبما أن بدلات تلك الانبعاثات سوف تنخفض عامًا تلو الآخر، فيُتوقع أن ترتفع التكلفة، ما يجعل الاستثمارات في منع الانبعاثات تستحق الجهد المبذول.
- وعلى الصعيد المحلي، توجد اختلافات متنوعة تستخدم التمويل أو المزايا الضريبية لتعزيز تنفيذ الحلول المبتكرة.
كيف تُطبق تلك التوجيهات؟ وكيف يتم الحد من الانبعاثات؟
يمكن تحقيق أهداف المناخ المُحددة عالميًا بفضل التطورات التكنولوجية الحديثة.
تحديات عمليات تشغيل مصانع الإسمنت
يحتل الإسمنت، الذي يُقال إنه يوجد غالبًا بجوار ماء، المركز الثاني في قائمة أكثر الموارد استخدمًا. كما أنه ضروري لتشييد الجسور والطرق السريعة والأنفاق والسدود والمباني.
ويتمثل التحدي الرئيسي في الحد من الانبعاثات في حاجة عمليات تشغيل مصانع الإسمنت إلى الحفاظ على ثبات الإنتاج. تذكر وكالة الطاقة الدولية (IEA) أنه يتعين على مصانع الإسمنت خفض انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) بنسبة 4% سنويًا لكي تسير على المسار الصحيح في سيناريو انعدام صافي الانبعاثات.
ووفقًا لجمعية الإسمنت الأوروبية، فإن نسبة 12% من إجمالي مزيج الطاقة في مصانع الإسمنت تتمثل في الكهرباء.
تأتي الطاقة المتبقية من الوقود الأحفوري. لخفض الانبعاثات، نحتاج إلى تركيز متواصل على حلول التوفير في استهلاك الطاقة لكل المعدات الكهربائية مثل الضواغط والنوافخ مع ابتكارات جديدة إمّا تستبدل الوقود الأحفوري
بمصدر آخر للطاقة المتجددة، أو بتقنيات أخرى لإزالة الكربون من انبعاثات الوقود الأحفوري.
ويُحتمل أن تواجه في مصنع الإسمنت 350 إلى 1000 محرك تشغيل، وهي تعمل على إمداد الناقلات، والمضخات، والمراوح الصغيرة، والنوافخ بالطاقة.
يتطلب مصنع الإسمنت الذي ينتج مليون طن سنويًا حوالى 2 ميجا واط من الطاقة المركّبة للضواغط والنوافخ. وتستخدم المراوح والضواغط المنخفضة الضغط (< 4 بار) حوالى 70% من قيمة 2 ميجا واط هذه، في حين تستخدم الضواغط 30%.
ومن بين الاستخدامات المنخفضة الضغط، يتطلب النقل الهوائي أقصى قدر من الطاقة:
- النقل الهوائي 40%
- التسييل 10%
- هواء الاحتراق 10%
- أخرى 10%
حلول تلبي المتطلبات المستقبلية في صناعة الإسمنت
أهمية خفض الانبعاثات في تصنيع الإسمنت
يوجد أمر واحد مشترك بين كل المبادرات المذكورة أعلاه، وهو أنه يلزم الإبلاغ المفصل عن الكربون لتخصيص الأموال أو الفوائد الضريبية بشكل صحيح. كما سيسمح الإبلاغ الصحيح عن الانبعاثات بمتابعة عن كثب للتقدم نحو تحقيق الأهداف المُحددة، وتجنب الغرامات أو عمليات سحب الأموال. وعلاوة على ذلك، يسمح للشركات بإبراز نفسها باعتبارها شركات مبتكرة وراغبة في معالجة تغير المناخ من خلال الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2).
ونظرًا لأن الإسمنت إحدى المواد التي تستهلك الطاقة بكثافة، بما في ذلك عمليات التعدين والمزج والطحن والفرن، توجد مجموعة كبيرة من الإستراتيجيات التي تهدف إلى الحد من الانبعاثات. ويتضمن ذلك حل الهواء المضغوط الموفِّر للطاقة، وتكامل الطاقة المُتجددة، وضغط ثاني أكسيد الكربون (CO2) وتجفيفه.
حلول عملية
نلتزم بتقديم حلول مبتكرة وتُلبي المتطلبات المستقبلية في صناعة الإسمنت. وقد أصبح ذلك ممكنًا من خلال وجود حلول متطورة، بالإضافة إلى خبرتنا في التوفير في استهلاك الطاقة، ودمج الطاقة المتجددة، وضغط غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) وتجفيفه.
حلول احتجاز الكربون في صناعة الإسمنت
من بين الطرق التي يمكن استخدامها في الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) من مصانع الإسمنت هو احتجاز الكربون، حيث يمنع ذلك بشكل أساسي إطلاق معظم ثاني أكسيد الكربون المتولد في الهواء وتخزينه و/أو إعادة استخدامه. كما توجد بضع طرق للوصول إلى احتجاز الكربون، بما في ذلك التنقية بالأمينات، والفصل بالتبريد، والمذيبات الجديدة، والأغشية.
النوافخ اللولبية في عملية إنتاج الإسمنت
كان نافخ روتس (المكوّن من فصوص) عادةً من ضمن المعدات القياسية المُستخدمة في مصانع الإسمنت. ومع ذلك، فإن النافخ اللولبي هو خيار أكثر فعالية بكثير حيث إنه يقلل استهلاك الطاقة بمقدار رقمين في عمليات تشغيل الفرن. وبالمقارنة، يولّد نافخ روتس حرارة أكبر حيث إنه يستخدم قدرًا أكبر من الكهرباء لتحقيق النتيجة ذاتها.
