סין מציגה את שאיפותיה האקלימיות

כשמגיפת ה-COVID-19 השתוללה ברחבי העולם בשנת 2020, וכתוצאה מכך נעילה ומרוץ נועז ליצירת החיסון הראשון, נשיא סין שי ג'ינפינג היה להוט להתמודד עם סוגיה מדעית ענקית נוספת: האקלים. בהודעה מפתיעה לאסיפה הכללית של האו"ם בספטמבר 2020, הוא הכריז על תוכנית נועזת להעביר את המדינה מאחת מפולטות גזי החממה הגדולות בעולם לחברת פחמן "נטו אפס" עד שנת 2060. 

המטרה השאפתנית הזו הייתה זעזוע עבור רבים במדינה, כולל פקידי ממשל אזוריים שעדיין מעבדים את משמעות המטרה ואיזו מדיניות הם צריכים לנקוט כדי לעמוד בה. אולם מאז נאומו של שי, כבר קמו עשרות מכונים לניטרליות פחמן ברחבי המדינה. בדצמבר 2020 חשף המכון לפיזיקה אטמוספרית בבייג'ין את מרכז המחקר שלו לנייטרליות פחמן - הראשון מסוגו בסין - שמטרתו לחזק את טכנולוגיות הניטור של פליטת פחמן. אוניברסיטאות בולטות, כולל טסינגואה, פודן ושנגחאי ג'יאאו טונג, הלכו בעקבותיהן, ויצרו מכונים משלהן שמטרתם לטפח מדיניות של ניטרליות פחמן. 

במרץ האקדמיה הסינית למדעים (CAS), בינתיים, הציעה תוכנית פעולה שתציב את סין בחזית המאמץ לשינוי האקלים. זה יושג, ציינה CAS, על ידי פיתוח טכנולוגיות להגברת השימוש הנקי יותר בדלקים מאובנים ואנרגיה גרעינית בטוחה יותר, כמו גם שילוב של אנרגיה מתחדשת ברשתות חשמל קיימות. אבל יישום יוזמות כאלה מייצג אתגר קשה. "עמידה ביעדי הפחמן של סין דורשת מהפכה כלכלית-חברתית עמוקה ושיטתית, שבה [למדענים] יש תפקיד מרכזי על ידי איחוד כוחות בין דיסציפלינות וביצוע פריצות דרך טכנולוגיות", אמר סגן נשיא CAS, טאו ג'אנג, כשהכריז על התוכנית.

חלק מהמאבק הזה לאפס הוא התלות הנוכחית של סין בפחם. הוא מהווה כ-60% מייצור החשמל במדינה, וצמצום הסוג המזהם מאוד הזה של ייצור חשמל יהיה המפתח לחברה ללא פחמן נטו. זה עשוי בהחלט לדרוש יישום מהיר של לכידה, שימוש ואחסון פחמן (CCUS). זה כרוך בהתקנת מתקני שחרור פחמן בארובות של תחנות כוח פחמיות שבהן פחמן נאסף והופך לפני הקבורה מתחת לאדמה או בים.

מדענים בסין חוקרים את טכנולוגיות CCUS מאז 2004 ובנו עד כה 35 פרויקטי הדגמה בעלי יכולת הזרקה ממוצעת של 1.7 מיליון טון פחמן בשנה. עד 2060 כושר ההזרקה הזה צפוי להיות בסביבות 1-3 מיליארד טון. עם זאת, לטכנולוגיות CCUS יש סיכונים פוטנציאליים, כולל במהלך אחסון והובלה. נינג ווי ממכון CAS למכניקת סלע וקרקע בווהאן, שעובד בתחום זה כשני עשורים, אומר שסין מפגרת מאחור בכמה טכנולוגיות מפתח של CCUS כמו ניטור והערכת סיכונים של דליפות כדי למנוע את הזרימה. של פחמן דו חמצני, שהצוות שלו עובד כעת לטפל בו. 

היישום הרחב של טכנולוגיה כזו עשוי לייקר את האנרגיה - לפחות בטווח הקצר. ווי אומר כי העלות לייצור חשמל פחם צפויה לעלות ב-20-30 סנט לקילו-וואט-שעה אם CCUS ייושם באופן נרחב. עם זאת, לאחר שהטכנולוגיות הללו הבשילו, יש לקוות שעלויות כאלה ירדו ב-50%.

בסיס מתחדש

זה עשוי להפתיע חלק שסין היא היצרנית המובילה בעולם של אנרגיה מתחדשת, עם כרבע מהביקוש שנענה על ידי אנרגיית הידרו, הרוח והשמש. עם זאת, סין לא נחה על זרי הדפנה, עם תוכניות להרחיב את המגזר המתחדש שלה על ידי בניית מה שמכונה "בסיסי אנרגיה ירוקים" באזורי המדבר הצפון-מערביים שלה. המדינה שואפת לקבל שליש מהחשמל שלה ממקורות מתחדשים עד 2025, עם קיבולת רוח ושמש משולבת של 1200 GW עד סוף העשור. "הנוף הנשקף ממערב הוא אחד של תדהמה - וקצת קנאה", אומר מומחה למדיניות טכנולוגיה דיוויד אליוט מהאוניברסיטה הפתוחה בבריטניה. 

מכיוון שאנרגיה מתחדשת יכולה להיות לסירוגין ולא יציבה, אתגר גדול הוא שילובה ברשת החשמל. זה גרם לחוקרים לבחון טכניקות שונות לאגירת אנרגיה. "אגירת אנרגיה היא המפתח ליישום רחב של אנרגיה מתחדשת מכיוון שהוא נותן מידה מסוימת של גמישות למערכת החשמל הדורשת איזון קשיח בזמן אמת", מציין Xianfeng Li ממכון CAS לפיזיקה כימית בדאליאן. לי חקר "סוללות זרימה", אחד הפתרונות המבטיחים ביותר לאגירת אנרגיה נייחת הודות לצפיפות האנרגיה הגבוהה והעלויות הנמוכות שלה. הצוות שלו מחפש להשתמש בחומרים ועיצוב מתקדמים כדי לשפר את היעילות והאמינות שלהם תוך הפחתת עלויות המסחור והתיעוש. "היינו רוצים לראות מימון חזק יותר לפיתוח טכנולוגיות אחסון אנרגיה, מנגנון שוק מוגדר יותר לטכנולוגיות ומוצרים כאלה, ומרכז חדשנות ברמה העליונה שיוביל את המאמצים של המדינה במחקר אגירת אנרגיה", מוסיף לי. 

כמה חוקרים מאמינים שכוח גרעיני יכול להיות אפשרות דלת פחמן כדי למלא את הפער הזה לסירוגין. סין מייצרת כיום קיבולת גרעינית של 55 GW על פני 53 תחנות כוח גרעיניות - כ-5% מייצור החשמל במדינה - אך סיוע בהשגת אפס נטו עשוי לדרוש התקנת 560 GW של כוח גרעיני עד 2050. זה יהיה אתגר עצום, עם זאת, עם גורמים רשמיים קוראים לממשלה לאשר לפחות שישה פרויקטים בשנה כדי להביא את הקיבולת הכוללת ל-180 GW עד 2035. 

לשם כך, סין דוחפת קדימה עם כורים גרעיניים מהדור הרביעי. בספטמבר 2021 נפתח כור ניסיוני בפאתי מדבר גובי. הוא משתמש בתוריום כדלק ובמלחים מותכים כנוזל הקירור העיקרי כדי להשיג ייצור אנרגיה בטוח וזול יחסית. חודשיים לאחר מכן חובר לרשת החשמל במפרץ שידאו, במחוז החוף המזרחי של שאנדונג, כור גרעיני מקורר גז בטמפרטורה גבוהה בטמפרטורה גבוהה, מה שסימן את השימוש הראשון בעולם בטכנולוגיית כור אבן חצץ בכורים גרעיניים. עם זאת, לא כולם חושבים שכוח גרעיני הוא התשובה לאפס נטו. "אני מרגיש שזו הסחה יקרה ומסוכנת", מציין אליוט.

בעוד שהפחתת הפליטות של סין נוטה להתמקד בצד אספקת האנרגיה, צד הביקוש ראוי לתשומת לב שווה. זה כולל איך לשכנע יותר אנשים להשתמש בכלי רכב חשמליים וכיצד לשלב פאנלים סולאריים בבנייני מגורים. מעל לכל, עבור מדינה שפולטת יותר גזי חממה מכל מדינה אחרת, ריסון הפליטות מחייב שינוי פרדיגמה לא רק בממשלה, בתעשייה ובאקדמיה, אלא גם מכל אזרח. 

סין כבר הפכה את הפחתת הפחמן ליעד כמותי לפיתוח לאומי - מהלך שיחייב את המדינה להפנות עורף לדלקים מאובנים ולהתמקד באנרגיה מתחדשת ואולי גרעינית - ובעשורים הקרובים תהפוך ניטרליות הפחמן לאסטרטגיה לאומית. ובעוד מדענים מבקשים לפתח טכנולוגיות טובות יותר כדי לעמוד ביעד זה, Daizong Liu מהמשרד של מכון המשאבים העולמי בבייג'ינג מאמין שסין תוכל לנהל את זה בלי צורך לעשות זאת. "לפי החישוב שלנו, סין תוכל להפחית 89% מהפליטות שלה פשוט על ידי יישום מאסיבי של טכנולוגיות קיימות", מוסיף ליו. "דור שלם יעבוד יחד כדי להשיג זאת."