کنولوژی‌های پیشرفته نقشی اساسی در مبارزه با تغییرات اقلیمی و آهسته کردن این روند دارند. در این مقاله قصد معرفی پنج حوزه اثرگذار در کربن زدایی داریم که می‌توانند تا سال 2025 سالانه حدود 2000 میلیارد دلار سرمایه را به خود جذب کنند.
تحقیقات موسسه مکنزی نشان می‌دهد در صورت بکارگیری فناوری‌های جدید میتوان حدود 60 درصد از میزان آلودگی هوا تا سال 2050 را کاهش داد که این مسئله خبر بسیار خوبی برای مجامع بین المللی است. اما نکته قابل توجه این است که حدود 20 الی 30 درصد از تکنولوژی‌های موجود هنوز آنطور که باید بالغ نشده اند تا در مقیاس گسترده به‌کار گیری شوند. همچنین حدود 10 الی 15 درصد از این تکنولوژی‌ها در مرحله تحقیق و توسعه هستند.
سرعت مبارزه به کربن زدایی وابستگی زیادی به مقبولیت فناوری برای بکارگیری و همچنین قیمت تمام شده آن دارد. البته تجربه نشان داده است که همواره تولیدکنندگان فناوری‌های نوین به دنیال آن هستند تا قیمت نهایی محصول خود را برای حفظ رقابت پذیری کاهش دهند. همچنین تولید انبوه فناوری موجب کاهش هزینه قیمت تمام شده هر واحد محصول خواهد داشت.
در دهه گذشته، هزینه برخی از پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر تقریباً 90 درصد کاهش یافته است، همانطور که هزینه‌های باتری خودروهای الکتریکی (EV)، روشنایی LED و سایر سخت‌افزارهای کارآمد انرژی کاهش یافته است. دولت ها از نوآوری‌های کم کربن حمایت مالی قوی می کنند. به همین دلیل شرکت‌های بزرگ تلاش دارند با کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، کربن‌زدایی خطوط عملیات و تولید، و استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر از حمایت های دولتی استفاده کنند.
در نبود مشوق ها، فناوری‌های دوستدار محیط زیست باید با فناوری‌های آلاینده بر اساس هزینه، کارایی، عملکرد و سایر ویژگی های غیر مرتبط با مزایای زیست محیطی رقابت کنند. از این میان، هزینه بالا می تواند مانع مهمی برای مقبولیت فناوری‌های جدید باشد. اگر تقاضا برای فناوری‌های اقلیمی در طول زمان پایدار بماند آن‌گاه تولیدکنندگان می‌توانند بازده تولیدی را ایجاد کنند که به آنها امکان کاهش هزینه محصول می‌دهد.
به عنوان مثال، تولید انرژی با استفاده از خورشید توانست پس از 30 سال تحقیق و سرمایه گذاری با انرژی زغال سنگ در سال 2013 و انرژی گاز در سال 2015 هزینه برابری را به دست آورد. در طی این دوران هزینه‌های سلول‌های خورشیدی حدود 98 درصد کاهش یافت. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که کاهش هزینه ها در دو مرحله رخ داده است که در هر کدام هزینه‌ی تمام شده سلول‌های خورشیدی حدود 85 درصد کاهش پیدا کرده است. از سال 2000 تا 2014، تقریباً 255 میلیارد دلار از ماژول‌های خورشیدی فروخته شده‌اند. در نمودار زیر روند تغییر قیمت فناوری‌های در طی سال های متمادی نشان داده شده است.
در نمودار بالا نرخ یادگیری (Learning rate) نشان دهنده درصد کاهش قیمت هر واحد محصول به ازای دوبرابر شدن ظرفیت تولید است. همانطور که گفته شد در این مقاله پنج حوزه در مورد تکنولوژی های فناور را مورد بررسی قرار خواهیم داد. این پنج حوزه عبارت اند از:
استفاده از انرژی برق در سیستم حمل‌ونقل، صنعت ساختمان و کارخانه‌ها
پیش بینی می‌شود این حوزه می‌تواند تا سال 2025 سالانه حدود 700 الی 1000 میلیارد دلار سرمایه در سراسر جهان را به خود اختصاص دهد که با این سرمایه گذاری سالانه، قابلیت حذف 5 گیگاتن کربن دی اکسید به صورت سالانه وجود دارد. چند زیربخش اصلی که تحت این عنوان قرار میگیرند شامل موارد زیر است:
-استفاده از خودروهای برقی
-نرم افزارهای کنترل میزان مصرف باتری
-سیستم‌های کارآمد مصرف انرژی در ساختمان
-برقی کردن فرآیندها در صنعت
البته باید توجه داشت فراگیرشدن این استراتژی ها مستلزم ارزان‌تر شدن باتری‌های خودروهای برقی و گسترش اقبال مصرف کنندگان به استفاده از آنها است. همچنین لازم است دولت‌های ملی و محلی با ایجاد قوانین و مشوق‌های زیاد صنایع مختلف را ترغیب به استفاده از انرژی‌های پاک نمایند. همچنین شهرداری‌ها باید با تنظیم مقررات، مصالح بکار رفته در ساختمان‌ها و ابنیه فنی را تا حد امکان به سمت فناوری‌های نو سوق دهند.
تحول در صنعت کشاورزی و راه‌اندازی انقلاب سبز در این حوزه
صنعت کشاورزی مسئول تولید حدود 20 درصد از گازهای گلخانه ای در سطح جهان است. مهم‌ترین گاز گلخانه‌ای حاصل از کشاورزی متان است که تاثیر آن چندین برابر بیشتر از دی‌اکسید کربن است. کاهش انتشار متان از کشاورزی (و سایر منابع) مستلزم تغییرات اساسی در نحوه کشاورزی، تغذیه مردم، مدیریت منابع و ضایعات، و مراقبت از زمین‌های زراعی و جنگل‌ها است. این حوزه قابلیت جذب سالانه 400 تا 600 میلیارد دلار سرمایه و کاهش 10گیگاتن دی اکسید کربن را به صورت سالیانه دارد. زیربخش هایی که مرتبط با این عنوان هستند شامل موارد زیر است:
-تجهیزات غیر آلاینده زمین
-استفاده از مواد غذایی جایگزین گوشت
-مهارکننده های متان
-فرآوری کودهای بی هوازی
-مهندسی بایو
بازسازی شبکه برق برای تامین برق پاک
تقریباً در همه جای جهان، شبکه های برق قدیمی، ناکارآمد، غیرقابل اعتماد و کربن فشرده هستند. آنها به هیچ وجه آمادگی مقابله با دوبرابر شدن تقاضای برق را که ممکن است تا سال 2050 اتفاق بیفتد، ندارند، چه رسد به جلوگیری مناسب از افزایش میزان انتشار کربن. نوسازی و کربن زدایی شبکه تولید و توزیع شامل سه وظیفه اصلی است. یکی تسریع در نصب ظرفیت تولید انرژی تجدیدپذیر است. بدین منظور برای دستیابی به اهداف بالا دستی باید نرخ نصب انرژی تجدیدپذیر از میزان 3 گیگاوات در هفته به 15 الی 18 گیگاوات در هفته برسد. وظیفه دیگر اضافه کردن ظرفیت ذخیره انرژی برای مدیریت متناوب بودن خورشید و باد است. آخرین مورد، ارتقاء شبکه انتقال و توزیع برای گنجاندن بیشتر دارایی های پیشرو است. این موضوع شامل زیربخش‌های زیر است:
- ذخیره سازی طولانی مدت
- کنترل های پیشرفته
- نرم افزار و ارتباطات
- تبدیل وسیله نقلیه به شبکه تولید و توزیع برق
- تبدیل ساختمان‌ها به نیروگاه‌های تولید برق
- نیروگاه‌های هسته‌ای نسل جدید
- مواد با راندمان بالا
با سرمایه‌گذاری سالانه 200 الی 250 میلیارد دلار در سال در این صنعت میتوان سالانه از انتشار حدود 5 گیگاتن کربن دی‌اکسید جلوگیری کرد.
`استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت
هیدروژن می تواند نقش مهمی در کربن زدایی داشته باشد، به عنوان یک حامل انرژی پاک یا ماده سوختی با کاربردهای فراوان. چگالی انرژی بالا و احتراق کربن صفر، هیدروژن را برای رسیدگی به 30 درصد انتشار گازهای گلخانه ای - در بخش های مختلف مانند حمل و نقل هوایی و کشتیرانی، صنعت، ساختمان ها و حمل و نقل جاده ای - مناسب می کند. هیدروژن در نهایت می تواند 15 تا 20 درصد نیاز انرژی جهان را برآورده کند. زیربخش های مرتبط با استفاده از هیدروژن به صورت زیر است:
-تولید کم هزینه
-سوخت حمل و نقل جاده ای
-کربن سوخت هواپیما
-تولید فولاد
-تولید آمونیاک
با سرمایه‌گذاری سالانه 100 الی 150میلیارد دلار در سال در این صنعت میتوان سالانه از انتشار حدود 2.5 گیگاتن کربن دی‌اکسید جلوگیری کرد.
گسترش جذب، استفاده و ذخیره کربن
جذب، استفاده و ذخیره‌سازی کربن (CCUS) برای کربن‌زدایی بخش‌هایی که به سختی کاهش می‌یابند و حذف CO2 از جو (که منجر به انتشار منفی می‌شود) ضروری است. در حال حاضر، استفاده از CCUS حداقل است. هزینه ها همچنان بالاست - معمولاً 50 تا 100 دلار در هر تن CO2 (tCO2) - و تجهیزات CCUS انرژی زیادی مصرف می کنند. عرضه CCUS عموماً در تأسیسات تجاری دوم یا سوم در نیروگاه‌های زغال سنگ یا گاز، کارخانه‌های فولاد و پالایشگاه‌ها متوقف شده است.
با سرمایه‌گذاری سالانه 10 الی 50 میلیارد دلار در سال در این صنعت میتوان سالانه از انتشار حدود 2.5 گیگاتن کربن دی‌اکسید جلوگیری کرد.
نتایج خلاصه این مقاله در شکل زیر آورده شده است:
