چین جاه طلبی های آب و هوایی خود را مشخص می کند

از آنجایی که همه‌گیری کووید-19 در سال 2020 در سراسر جهان بیداد کرد و منجر به قرنطینه‌ها و رقابتی جسورانه برای ایجاد اولین واکسن شد، شی جین‌پینگ، رئیس‌جمهور چین، مشتاق بود که با یک مسئله علمی بزرگ دیگر مقابله کند: آب و هوا. او در یک اعلامیه غافلگیرکننده به مجمع عمومی سازمان ملل در سپتامبر 2020، از طرحی جسورانه برای انتقال کشور از یکی از بزرگترین تولیدکنندگان گازهای گلخانه ای جهان به جامعه کربن «صفر خالص» تا سال 2060 خبر داد. 

این هدف بلندپروازانه برای بسیاری در کشور، از جمله مقامات دولت منطقه ای که هنوز در حال بررسی معنای هدف و سیاست هایی هستند که برای رسیدن به آن باید اتخاذ کنند، شوکه کننده بود. با این حال، از زمان سخنرانی شی، ده‌ها مؤسسه بی‌طرفی کربن در سراسر کشور ایجاد شده‌اند. در دسامبر 2020، موسسه فیزیک جوی در پکن از مرکز تحقیقات خنثی کربن خود - اولین در نوع خود در چین - با هدف تقویت فناوری های نظارت بر انتشار کربن پرده برداری کرد. دانشگاه‌های برجسته از جمله Tsinghua، Fudan و Shanghai Jiao Tong پیروی کردند و مؤسسه‌های خود را با هدف تقویت سیاست‌های بی‌ثباتی کربن ایجاد کردند. 

در همین حال، در ماه مارس، آکادمی علوم چین (CAS)، یک برنامه اقدام برای قرار دادن چین در خط مقدم تلاش‌های تغییرات آب و هوایی پیشنهاد کرد. CAS خاطرنشان کرد که این امر با توسعه فناوری هایی برای تقویت استفاده پاک تر از سوخت های فسیلی و انرژی هسته ای ایمن تر و همچنین ادغام انرژی های تجدیدپذیر در شبکه های برق موجود محقق می شود. اما اجرای چنین ابتکاراتی چالشی سخت است. تائو ژانگ، معاون رئیس CAS، هنگام اعلام این طرح گفت: «رسیدن به اهداف کربن چین نیازمند یک انقلاب اجتماعی-اقتصادی عمیق و سیستماتیک است، که در آن [دانشمندان] با پیوستن به نیرو در بین رشته‌ها و ایجاد پیشرفت‌های فنی، نقش مهمی را ایفا می‌کنند».

بخشی از این مبارزه خالص صفر، اتکای فعلی چین به زغال سنگ است. حدود 60 درصد از تولید برق کشور را تشکیل می دهد و کاهش این نوع تولید برق بسیار آلاینده کلیدی برای جامعه ای با کربن خالص صفر خواهد بود. که ممکن است به اجرای سریع جذب، استفاده و ذخیره کربن (CCUS) نیاز داشته باشد. این شامل نصب تاسیسات کربن زدایی در دودکش نیروگاه های زغال سنگ است که در آن کربن قبل از دفن در زیر زمین یا در دریا، جمع آوری و تبدیل می شود.

دانشمندان در چین از سال 2004 در حال مطالعه بر روی فناوری CCUS بوده اند و تاکنون 35 پروژه نمایشی ساخته اند که ظرفیت کلی تزریق 1.7 میلیون تن کربن در سال را دارند. پیش بینی می شود تا سال 2060 ظرفیت تزریق حدود 1 تا 3 میلیارد تن باشد. با این حال، فناوری‌های CCUS خطرات بالقوه‌ای از جمله در حین ذخیره‌سازی و حمل و نقل دارند. نینگ وی از موسسه CAS مکانیک سنگ و خاک در ووهان، که حدود دو دهه است در این زمینه کار می کند، می گوید که چین در برخی از فناوری های کلیدی CCUS مانند نظارت و ارزیابی ریسک نشت ها برای جلوگیری از خروج عقب مانده است. دی اکسید کربن، که تیم او اکنون در حال کار برای رسیدگی به آن هستند. 

اجرای گسترده چنین فناوری احتمالاً انرژی را - حداقل در کوتاه مدت - گرانتر می کند. وی می گوید که اگر CCUS به طور گسترده اجرا شود، انتظار می رود هزینه تولید برق با سوخت زغال سنگ 20 تا 30 سنت در هر کیلووات ساعت افزایش یابد. با این حال، پس از بلوغ این فناوری ها، امید است که چنین هزینه هایی تا 50 درصد کاهش یابد.

پایه قابل تجدید

ممکن است برای برخی تعجب آور باشد که چین بزرگترین تولید کننده انرژی های تجدیدپذیر در جهان است و حدود یک چهارم تقاضا توسط انرژی های آبی، بادی و خورشیدی تامین می شود. با این حال، چین با برنامه‌هایی برای توسعه بخش انرژی‌های تجدیدپذیر خود با ایجاد به اصطلاح «پایگاه‌های انرژی سبز» در مناطق بیابانی شمال‌غربی‌اش، روی موفقیت‌های خود استراحت نمی‌کند. این کشور قصد دارد تا سال 2025 یک سوم برق خود را از انرژی های تجدیدپذیر با ظرفیت ترکیبی بادی و خورشیدی 1200 گیگاوات تا پایان این دهه تامین کند. دیوید الیوت، کارشناس سیاست فناوری از دانشگاه آزاد بریتانیا، می‌گوید: «منظره غرب مایه شگفتی و حسادت است. 

از آنجایی که انرژی های تجدیدپذیر می تواند متناوب و ناپایدار باشد، یک چالش بزرگ ادغام آن در شبکه برق است. این امر محققان را بر آن داشته تا تکنیک های مختلف ذخیره انرژی را بررسی کنند. Xianfeng Li از موسسه CAS Chemical Physics در دالیان خاطرنشان می‌کند: «ذخیره انرژی کلید کاربرد گسترده انرژی‌های تجدیدپذیر است، زیرا درجه خاصی از انعطاف‌پذیری را به سیستم قدرت می‌دهد که به تعادل زمان واقعی نیاز دارد». لی در حال مطالعه «باتری‌های جریان» است، که یکی از امیدوارکننده‌ترین راه‌حل‌ها برای ذخیره انرژی ثابت به دلیل چگالی انرژی بالا و هزینه‌های پایین آن است. تیم او به دنبال استفاده از مواد و طراحی پیشرفته برای بهبود کارایی و قابلیت اطمینان آنها و در عین حال کاهش هزینه های تجاری سازی و صنعتی شدن است. لی می‌افزاید: «ما مایلیم بودجه قوی‌تری برای توسعه فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی، مکانیزم بازار تعریف‌شده‌تر برای چنین فناوری‌ها و محصولات و یک مرکز نوآوری در سطح بالا برای رهبری تلاش‌های کشور در تحقیقات ذخیره‌سازی انرژی ببینیم». 

برخی از محققان بر این باورند که انرژی هسته ای می تواند یک گزینه کم کربن برای پر کردن این شکاف متناوب باشد. چین در حال حاضر 55 گیگاوات ظرفیت هسته ای در 53 نیروگاه هسته ای تولید می کند - حدود 5 درصد از تولید برق کشور - اما کمک به رسیدن به صفر خالص ممکن است نیاز به نصب 560 گیگاوات انرژی هسته ای تا سال 2050 داشته باشد. با این حال، این یک چالش بزرگ خواهد بود. مقامات از دولت می خواهند که حداقل شش پروژه در سال را تصویب کند تا ظرفیت کل تا سال 180 به 2035 گیگاوات برسد. 

برای انجام این کار، چین در حال پیشبرد راکتورهای هسته ای نسل چهارم است. در سپتامبر 2021 یک راکتور آزمایشی در حومه صحرای گبی افتتاح شد. از توریم به عنوان سوخت و نمک های مذاب به عنوان خنک کننده اولیه برای دستیابی به تولید انرژی نسبتاً ایمن و ارزان استفاده می کند. دو ماه بعد یک راکتور هسته‌ای با دمای بالا خنک‌شده با گاز به شبکه برق در خلیج شیدائو، در استان ساحلی شرقی شاندونگ متصل شد، که اولین استفاده از فناوری راکتور بستر سنگ‌ریزه‌ای در راکتورهای هسته‌ای را در جهان نشان داد. با این حال، همه فکر نمی کنند که انرژی هسته ای پاسخی به صفر خالص است. الیوت خاطرنشان می کند: «من احساس می کنم این یک انحراف گران قیمت و خطرناک است.

در حالی که کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در چین به سمت عرضه انرژی متمرکز است، سمت تقاضا مستحق توجه یکسان است. این شامل نحوه ترغیب افراد بیشتر به استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی و نحوه ادغام پنل های خورشیدی در ساختمان های مسکونی است. مهم‌تر از همه، برای کشوری که بیش از هر کشور دیگری گازهای گلخانه‌ای منتشر می‌کند، مهار انتشار گازهای گلخانه‌ای نه تنها در دولت، صنعت و دانشگاه، بلکه از سوی هر شهروندی نیاز به تغییر الگو دارد. 

چین قبلاً کاهش کربن را به یک هدف کمی برای توسعه ملی تبدیل کرده است – اقدامی که این کشور را ملزم می‌کند به سوخت‌های فسیلی پشت کند و بر انرژی‌های تجدیدپذیر و احتمالاً هسته‌ای تمرکز کند – و در دهه‌های آینده بی‌طرفی کربن به یک استراتژی ملی تبدیل خواهد شد. و در حالی که دانشمندان به دنبال توسعه فناوری های بهتر برای رسیدن به این هدف هستند، دایزونگ لیو از دفتر پکن مؤسسه منابع جهانی معتقد است که چین می تواند بدون نیاز به انجام آن، آن را مدیریت کند. لیو می افزاید: «طبق محاسبات ما، چین قادر خواهد بود تا 89 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای خود را صرفاً با استفاده گسترده از فناوری های موجود کاهش دهد. یک نسل کامل برای رسیدن به آن با هم کار خواهند کرد.»