ما التكنولوجيات التي يمكن استخدامها لإبطاء عملية التغيّر المناخي؟

حقوق الصورة: shutterstock.com/ kate3155

شارك

استمع الى المقالة الآن هذه الخدمة تجريبية

وفقاً لمرصد الأرض التابع لناسا (NASA’s Earth Observatory)، ارتفعت درجة حرارة الأرض منذ عام 1880 نحو 1.1 درجة سيليزيوس تقريباً، وكان معدل الزيادة الأكبر قد بدأ يحدث منذ سبعينيات القرن الماضي، بزيادة بلغت 0.15 إلى 0.20 درجة سيليزيوس كل عقد.

وقد كانت هذه الزيادة في ارتفاع درجة حرارة الأرض مدفوعة بشكلٍ أساسي بالتقدم التكنولوجي الذي حدث أثناء القرن الماضي، لا سيما اكتشاف الوقود الأحفوري وما رافقه من طفرة صناعية- تكنولوجية لم يسبق لها مثيل في تاريخ البشرية. الجانب المشرق في كل هذه الكارثة، أننا بدأنا نعي الدور الذي نؤديه والتأثير الذي تتركه ممارساتنا على الكوكب، على الرغم من أن كل القرارات التي اتُخذت في قمم المناخ السابقة، لم تنجح بعد في خفض درجات حرارة الكوكب إلى ما قبل قرن من الزمن، كما أنه لم يعد النظر إلى التكنولوجيا يقتصر على أنها المسبب للكارثة المناخية، بل اتجهت أنظار العالم إليها على أنها تحمل الحل لمعضلة التغيّر المناخي.

اعتماد الحلول التكنولوجية لمواجهة التغيّر المناخي

تقدّم التكنولوجيا الكثير من الحلول لمعضلة التغيّر المناخي، لكن لا يمكن أن يكون تبني هذه الحلول اعتباطياً، حيث تمر عملية تبني الحلول التكنولوجية لمواجهة التغيّر المناخي بأربع مراحل أساسية، في كل منها جزء من الحل، أول مرحلتين تتجلى فيهما العمليات التي تحدد التأثير المناخي وإيقاف المزيد من العمليات التي تضر بالبيئة، وتتضمن المرحلتان الثالثة والرابعة تبني تكنولوجيات مستدامة وتعكس الضرر المناخي كمرحلة تالية.

1. وضع اليد على العمليات التي تفاقم التغيّر المناخي

فالخطوة الأولى لإصلاح أي مشكلة هي تحديد ماهيتها، وأماكن تأثيرها. ونعلم جميعاً أن المشكلة تتجلى بالانبعاثات الغازية التي ترفع درجة حرارة الأرض. ولتحديد أماكن الانبعاثات يمكن اتباع ما يلي:

• تحديد نقاط الانبعاثات الساخنة على مستوى العالم باستخدام الأقمار الصناعية والتعلم الآلي

من أمثلة ذلك مجموعة جوجل تريس (Climate TRACE) غير الربحية التي تموّلها جوجل، وهي تتعقب وتحلل انبعاثات ثاني أوكسيد الكربون الصادرة عن المصانع وسفن الشحن ومعامل الطاقة والحرائق في الزمن الفعلي وغيرها من الأنشطة البشرية التي يمكن التحكم بها، باستخدام صور الأقمار الصناعية والتصوير بالأشعة تحت الحمراء ومستشعرات أكاسيد النيتروجين.

• تحديد مصادر الانبعاثات في سلاسل التوريد باستخدام الذكاء الاصطناعي

 استهلاك الوقود الأحفوري أو التعدين أو نقل المواد الخام هو جزء من معظم الصناعات أو الأعمال التجارية، وهو مسؤول عن نصف الانبعاثات من غاز ثاني أوكسيد الكربون، وعلى الشركات تحديد المرحلة المسؤولة عن أكبر قدر من الانبعاثات لمحاولة تخفيضها. مثلاً، تستخدم شركة كربون تشين (CarbonChain) الذكاء الاصطناعي لإنشاء توائم رقمية لكل معدات ومراحل عمليات الصناعات الثقيلة لنمذجة سلاسل التوريد وتحديد أكثر مراحلها انبعاثاً للكربون.

• تحديد ضياعات الطاقة عبر الشبكة

من المتوقع أن تشكّل انبعاثات الكربون الصادرة عن أجهزتنا الذكية والحواسيب والبنى التحتية التي تُشغلها وتُشغل الشبكة 3.7% من الانبعاثات العالمية عام 2025، وهي مساوية تقريباً لتلك النسبة المسؤول عنها قطاع الطيران، ويمكن تحويل سلوكنا باستخدام الأجهزة الذكية والإنترنت إلى سلوك جيد مناخياً باستخدام الأدوات التي تساعدنا على تقدير البصمة الكربونية والانبعاثات الصادرة عن خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي الشرهة للطاقة.

• قطاع الماشية

تسهم تربية المواشي، وخاصة الأبقار، في إطلاق غاز الميثان، ويمكن باعتماد التكنولوجيا لزراعة الأعشاب البحرية أن تسهم في تقليل طرح غاز الميثان كناتج من نواتج تجشؤها. فقد أظهر الباحثون أن إضافة أعشاب البحر الحمراء التي تُزرع في أعالي البحار يمكن أن تقلل ما تطرحه الأبقار من غاز الميثان بنسبة 80%. 

اقرأ أيضاً: ما أفضل حلول التكنولوجيا لتحقيق الحياد الكربوني بالسرعة اللازمة؟

2. إيقاف المزيد من الضرر المناخي

بعد تحديد أسباب المشكلة، يمكن السير نحو الحلول وذلك بإيقاف مصادر الانبعاثات واعتماد طرق أفضل مناخياً للقيام بالعمليات التي تصدر الانبعاثات:

• زراعة الطحالب البحرية كمصدر للوقود الحيوي

يُعرف عن النباتات أنها تمتص غاز ثاني أوكسيد الكربون في مراحل نموها، كما أنها من مصادر الطاقة المتجددة، وأكثر مصادر الطاقة الحيوية شيوعاً هي الذرة والأخشاب والتي تتطلب زراعتها مساحات واسعة من الأراضي واستخدام الكثير من الأسمدة والمياه. وكبديل صديق للبيئة عن هذا المصدر، يمكن زراعة الأعشاب البحرية في أعالي المحيطات ومراقبتها والإشراف عليها باستخدام المركبات تحت المائية ذاتية التحكم، وحصادها بطريقة آلية باستخدام مركبات يتم التحكم فيها عن بُعد.

• الأنسجة التي تجمع الطاقة الشمسية

فماذا لو تمكنا من شحن أجهزتنا المحمولة بواسطة الأنسجة التي نرتديها؟ فقد طوّر باحثون من المخابر الفيدرالية السويسرية لعلوم المواد والتكنولوجيا بوليمراً يمكن بإضافته إلى الأنسجة أن تتحول إلى مجمعات للطاقة الشمسية التي يمكن استخدامها لشحن الأجهزة.

• طاقة المياه

وهنا لا يُقصد بها تحويل طاقة المد والجزر والجريانات النهرية إلى طاقة كهربائية بالاعتماد على العنفات، فقد طوّر باحثون من جامعة سيتي في هونغ كونغ مولداً يمكنه تحويل طاقة قطرات المطر أو القطرات التي تتسرب من صنبور المياه إلى طاقة كهربائية بقدرة 140 فولط لكل قطرة، ما تكفي لتضيء قطرة واحدة 100 مصباح ليد صغير، كما يعمل باحثون في فلوريدا لتطوير عملية يمكن بها توليد الطاقة الكهربائية من عنفات مثبتة أسفل قاع المحيط بثمانين قدماً اعتماداً على تيارات المحيط المستقرة.

• نظام المصاعد المولدة للطاقة

على مبدأ الفرامل التي تُزود بها سيارات تويوتا بريوس، حيث اتجهت الأنظار لتطبيق هذه التكنولوجيا على الأنظمة التي تتوقف باستمرار كالمصاعد. تُطبق الفكرة حالياً في مبنى إمباير ستايت في الولايات المتحدة الأميركية، حيث يتم استرجاع الطاقة المتولدة نتيجة توقف المصاعد وإعادة استخدامها لتغذية المصاعد نفسها. تقصي هذه العملية 40% من الانبعاثات التي يمكن أن تولدها المصاعد. فكم سيكون التأثير عظيماً لو طُبقت التقنية في العالم كله، لا سيما مع اتجاهنا في المدن صعوداً!

اقرأ أيضاً: هل يمكن أن تساعد المحاصيل الزراعية المعدلة بتقنية كريسبر في احتجاز الكربون؟

3. زيادة كفاءة استهلاك الطاقة

لتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري، المسؤول الأكبر عن الاحترار العالمي، والمكون الذي لا غنى عنه لإنتاج الطاقة عالمياً، ينبغي زيادة كفاءة استهلاك الطاقة التي يولدها لتخفيف حرقه بالدرجة الأولى. يمكن اعتماد التكنولوجيات التالية:

• استخدام ألياف الكربون

تدخل ألياف الكربون في تصنيع سيارات السباق والطائرات، وهي خفيفة جداً ومتينة. يمكن أن تخزن هذه الألياف أيونات الليثيوم، ما يجعلها خياراً مثالياً حيث تكون شروط خفة الوزن والمتانة وتخزين الطاقة مطلوبة. تخيل تأثير قيادة سيارة كهربائية بجدران مصنّعة من الألياف الكربونية التي يمكنها إمداد السيارة بالطاقة على البيئة.

• الأخشاب الشفافة

تساعد النوافذ جيدة التصميم على التحكم الجيد بحرارة المباني وكفاءة استهلاكها للطاقة، بيد أن إنتاج الزجاج التقليدي هو عملية تنطوي على الكثير من الانبعاثات الكربونية. لكن يقدّم الخشب الشفاف، وهو مادة صناعية جديدة مصنعة ابتداءً من أشجار البلسا، بديلاً مستداماً بكفاءة استهلاك للطاقة والحرارة تفوق الزجاج العادي بخمس مرات. كما أنه مادة واعدة لإنتاج الترانزستورات مستقبلاً اعتباراً من أشجار البلسا.

اقرأ أيضاً: باحثون من «إم آي تي» يصنعون خشباً بديلاً لخشب الأشجار

• البرمجة الموفرة للطاقة

يعمل مطورو الويب على استكشاف طرق تزيد من سرعة المواقع الإلكترونية، وغيرها من العوامل التي تجعل من المواقع الإلكترونية أقل استهلاكاً للطاقة؛ كاستضافات الويب حيادية الكربون، واستخدام ملفات تعريف الارتباط وغيرها. فمثلاً عمل مطورو الوردبريس على اختصار الكود المبرمج لإضافة فان كوتن Van Kooten، وهي إضافة تمكّن مستخدمي الموقع الإلكتروني من التسجيل بنشرته البريدية المرسلة عبر أداة ميلتشيمب. فخفّض ذلك البيانات التي يرسلها موقع الويب بمقدار 20 كيلو بايت من المعتاد في كل مرة تتم فيها زيارة أحد المواقع الإلكترونية الـ 2 مليون القائمة على الووردبريس، والتي تستخدم هذه الإضافة. أدّى هذا التغيير البسيط في غضون 5 أشهر إلى إزالة 59 طناً من الانبعاثات الكربونية، وهو ما يعادل الانبعاثات التي تتسبب بها 85 رحلة طيران ذهاباً وإياباً بين نيويورك وأمستردام. 

بالإضافة إلى ذلك، طرحت خيارات الاستخدام الأمثل للبيانات والحوسبة الموفرة للطاقة، والتي تعتمد على طرق الحوسبة السحابية ومراكز البيانات لتقليل الانبعاثات التي تطرحها عمليات الحوسبة التي يجريها كل جهاز بمفرده. وفي هذا الصدد، تعتمد شركات التكنولوجيا الكبرى التي تقدّم حلول الحوسبة السحابية كأمازون وجوجل على مصادر الطاقة المتجددة في عملياتها.

اقرأ أيضاً: ما هي البصمة الكربونية الحقيقية للذكاء الاصطناعي؟

• التخفيف من قصور المباني في استهلاك الطاقة

عبر استخدام المستشعرات والتحليلات، حيث يؤدي استخدام إنترنت الأشياء والمقاييس والمستشعرات إلى تعقب وإدارة استهلاك الطاقة في المباني، إذ تؤدي البيانات التي تجمعها إلى الكشف عن ضياعات الطاقة وتمكن التحليلات التنبؤية التي تكشف عن أوجه القصور في المباني من حيث استهلاك الطاقة لمعالجتها.

• استخدام اللدائن الخالية من المواد البترولية

يُصنع البولي يوريثان الأخضر من زيت بذور الكتان والمخلفات العشبية أو الطحالب بدلاً من الاعتماد على النفط في صناعته. وعلى الرغم من أن عمليات تطوير صناعة البولي يوريثان ابتداءً من هذه المواد لا تزال في بدايتها، فإنها تقدّم بديلاً واعداً للبلاستيك المُصنّع من مواد غير نفطية، إضافة إلى التقاطه ثاني أوكسيد الكربون، وهي عملية لا يزال البحث فيها جارياً.

اقرأ أيضاً: بكتيريا تحوّل ثاني أوكسيد الكربون إلى بوليستر وبلاستيك حيوي

• العمل عن بُعد

يمكن للأعمال التي يمكن تنفيذها عن بُعد أن توفّر الكثير من الانبعاثات الصادرة عن المكاتب وحركة النقل -المسؤولة عن نسبة كبيرة من انبعاثات قطاع النقل- من وإلى أماكن العمل، كما يمكنها على المدى البعيد أن توفّر تكاليف بنا المكاتب وأماكن العمل الكبيرة من الأساس. وقد بين اعتماد تكنولوجيات العمل عن بُعد إبان انتشار جائحة كوفيد-19 صحة هذا النهج، على الرغم من تفاوت نسبة استهلاك الطاقة في العمل عن بُعد بين الشتاء والصيف.

4. عكس التأثير المناخي الحاصل

لإبطاء الخلل الحاصل نتيجة التغيّر المناخي، يجب النظر في إعادة عكس التأثير الذي أحدثته غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. يتم ذلك بتطوير تقنيات الالتقاط الكربوني، وهناك تكنولوجيات مبتكرة يمكن أن تحقق هذا الهدف:

• الخرسانة القائمة على الكربون

الخرسانة الإسمنتية مكون لا بُدّ منه في الهياكل الإنشائية، وتطرح صناعة الإسمنت ما يقارب 4-8% من انبعاثات غاز ثاني أوكسيد الكربون سنوياً. وقد طوّر العلماء طريقة يمكن بها أن تتحول هذه الصناعة إلى صناعة خضراء بامتصاص غاز ثاني أوكسيد الكربون الذي يتم طرحه من هذه الصناعة واستخدامه لتصنيع حجر جيري صناعي، وهو مكون أساسي من مكونات هذه الصناعة.

• المحاصيل المستهلكة للكربون

يطوّر الباحثون نوعاً من البذور بالاعتماد على تقنية تعديل جيني مثل كريسبر، وذلك لإنتاج نباتات لها جذور أقوى وأكبر وتتغلغل عميقاً في الأرض، إضافة إلى أنها تستغرق عقوداً لتتحلل، وبذلك سيبقى الكربون محتجزاً فيها لفترات طويلة قبل أن يُعاد طرحه إلى النظام البيئي. 

اقرأ أيضاً: وفقاً لتقرير الأمم المتحدة: إزالة الكربون لم تعد ترفاً بل ضرورة ملحة

• أسمدة العزل الكربوني

يؤدي حرق مخلفات المحاصيل الزراعية في بيئة منخفضة التركيز من الأوكسجين إلى إنتاج الفحم الحيوي، وهو مادة لا تقتصر ميزاتها على أنها غنية بالمغذيات للتربة والمحاصيل الزراعية، بل تتعدى ذلك لكونها مادة تحتجز نصف ثاني أوكسيد الكربون الذي كان سيتحرر من تفكك المحاصيل، وتحتفظ به لأكثر من قرن. ووفقاً لتوقعات شركة ماكنزي آند كومباني، يمكن أن يتوسع استخدام هذه التكنولوجيا في العقد القادم.

• احتجاز الكربون في الصخور

معظم عمليات احتجاز الكربون الحالية، حتى طويلة الأمد منها، تعتبر حلولاً مؤقتة. لكن يبحث العلماء حالياً عن طرق لتحويل فلز طبيعي المنشأ يُدعى بالأوليفين (الزبرجد الزيتوني) إلى فلاتر يمكنها التقاط ثاني أوكسيد الكربون الذي يصل إلى سطح الأرض مع المطر، ومن ثم تفكيكه لتحوله الأحياء البحرية إلى هياكل عظمية أو قواقع، ينتهي بها المطاف على قاع المحيط لتتحول هذه الطبقات في النهاية إلى طبقات صخرية. ستكون هذه العملية ميسورة التكلفة، ويغذيها المحيط نفسه، وستحتجر تريليونات من الكربون لملايين السنين.

اقرأ أيضاً: مشروع سري لدفن الخشب لإزالة الكربون يستقطب تمويل بملايين الدولارات

• الإصلاح المناخي

يبحث مركز إصلاح المناخ في جامعة كامبريدج عدداً من الطرق التي من شأنها أن تصلح الخلل الحاصل في جراء التغيّر المناخي، من بين الأفكار المطروحة إعادة الكتلة الجليدية في القطبين إلى سابق عهدها قبل ذوبانها نتيجة التغير المناخي، وذلك عن طريق توليد عواصف البرق فوقهما عبر رش رذاذ ملحي على ارتفاعات كبيرة لمساعدة الغيوم على عكس الإشعاع الشمسي عنها إلى الفضاء، كما طُرح حل “تخضير” المحيط، عن طريق رش الأسمدة التي يمكن أن تشجع على نمو الأعشاب البحرية والطحالب التي من شأنها أن تمتص الكثير من ثاني أوكسيد الكربون.

اعتماد التكنولوجيا لمكافحة التغيّر المناخي في الشرق الأوسط

تستعد الإمارات العربية المتحدة لاستضافة مؤتمر الأمم المتحدة للتغيّر المناخي بنسخته الثامنة والعشرين (COP28)، وكانت قد أصدرت بي دبليو سي PwC الشرق الأوسط تقريراً في ديسمبر/ كانون الأول من عام 2022 حمل عنوان: التطرّق إلى التغيّر المناخي: دور ريادي عالمي لمنطقة الشرق الأوسط، قدّم رؤية ثاقبة عن دور المنطقة متزايد الأهمية في معالجة التغيّر المناخي، وسلّط الضوء على التوجهات الإقليمية لتبني التقنيات المناخية، والفرص الرئيسية التي يمكن من خلالها لمنطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا القيام بدور ريادي عالمي في مكافحة التغيّر المناخي عبر التقنيات المناخية. 

وحدد التقرير خمس فرص رئيسية يمكن للمنطقة من خلالها تولي دور ريادي عالمي لمكافحة التغيّر المناخي، وهي: طاقة الشمس والرياح، واستهلاك الطاقة خلال عملية إنتاج الغذاء، وإنتاج الهيدروجين الأخضر، والبلاستيك المعاد تدويره، وتحويل المخلفات إلى الطاقة.

اقرأ أيضاً: تعرّف إلى مدينة مصدر الإماراتية وكيف أصبحت مثالاً للمدن الخالية من الكربون في العالم

وقد علّق الدكتور يحيى عنوتي، الشريك المسؤول عن المعايير البيئية والاجتماعية والحوكمة المؤسسية في بي دبليو سي الشرق الأوسط، قائلاً: “يُظهر تحليلنا أن هناك إقبالاً متزايداً على الاستثمار في مجال تكنولوجيا المناخ في الشرق الأوسط، وهو على عكس الوتيرة الأكثر تباطؤاً في باقي أنحاء العالم، فقد انخفض عالمياً تمويل رؤوس الأموال المغامرة للشركات الناشئة في مجال التقنيات المناخية، بقيمة 52 مليار دولار أميركي في الفصول الثلاثة الأولى من عام 2022”.