המענה: טכנולוגיות מפציעות ללכידה, ספיחה ואחסון פחמן, על ידי שינוי מצבי הצבירה, שיעצימו תהליכי קיבוע טבעיים באמצעות בליית מינרלים מואצת, “אבק קסם” מינרלי שיזרז גידול אצות הקולטות פחמן בקרקעית האוקיינוסים, הפיכת פחמן אורגני לסלע ועוד
חלקיקים זעירים שנראים כמו אבק עשויים להיות המפתח למאבק האנושות בהתחממות הגלובלית. במעבדה באוניברסיטת בן גוריון, ד”ר אבנר גרוס וצוותו עובדים על פיתוח המכונה “אבק קסם” – תערובת של חלקיקים טבעיים עם תפקיד כפול: לספק רכיבי תזונה חיוניים הדרושים לפריחת אצות כמו ברזל וזרחן, ובמקביל לפעול בתור “צוללת” שתעביר את האצות לקרקעית האוקיינוס, ולמעשה תקלוט פחמן במשך אלפי שנים. במילים אחרות: הם עוסקים בפיתוח טכנולוגיות לקיבוע פחמן דו-חמצני.
במלחמה בשינויי האקלים, קיבוע פחמן הוא תהליך חיוני וקריטי להפחתת ההשפעות השליליות של עליית רמות הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה. “המחקר במעבדה מנסה לחקות את הטבע, תוך חיפוש דרכים להאיץ תהליכים שונים ולהתאים אותם לאקלים הישראלי”, מסביר ד”ר גרוס. המטרה שאפתנית: “לקבע כמויות עצומות של פחמן דו-חמצני – עשרה מיליארד טון בשנה – כדי לבלום את התחממות כדור הארץ”.
המחקרים עוסקים בכמה כיוונים מפציעים ומבטיחים המבוססים על רעיון מרכזי: ניצול והאצה של תהליכים טבעיים שיש להם פוטנציאל לקדם את קיבוע הפחמן. כלומר, לקחת פחמן דו-חמצני מהאטמוספירה ולקבור אותו לפרקי זמן ארוכים, מבלי לגרום נזק לסביבה.
האתגר העצום והפתרונות המתגבשים
הצורך דחוף: כיום, העולם מקבע רק כ-200 טון פחמן דו-חמצני בשנה, בעוד שנדרש לקבע עשרה מיליארד טון פחמן דו-חמצני. כלומר, נדרשת קפיצת דרך משמעותית שחייבת להתבצע באופן בטוח, יעיל ומהיר.
אחד מכיווני המחקר המרתקים הוא בליית מינרלים מואצת – באמצעות האצת התגובה הטבעית של מינרלים עם פחמן דו-חמצני. השיטה ידועה בעולם, אך במעבדה של ד”ר גרוס שואפים להתאים אותה לאקלים ולגאוגרפיה הישראלית. אחת הדרכים הנבחנות להאצת התהליך היא שימוש באפר וולקני או אבק מדברי לדישון שדות חקלאיים. כך גם החקלאי מדשן את האדמה עם חומרי הזנה ומינרלים ששומרים על החומר האורגני, וגם הפחמן הדו-חמצני שמתקבל בקרקע, נשטף לים ונקבר לשנים ארוכות. פתרון זה משלב תועלת חקלאית עם תועלת סביבתית, והחוקרים מקווים שבתום הניסויים, הטכנולוגיה תיושם בקנה מידה גדול.
במקביל, הצוות חוקר את האפשרות לדשן אצות באוקיינוסים באמצעות אותם חלקיקים קטנים, שמקורם באפר משריפות יער, באפר געשי או באבק מהמדבר. כשהאצות גדולות יותר, הן לוקחות מהאוויר יותר פחמן דו-חמצני בתהליך הפוטוסינתזה. “האתגר כאן הוא גם לגרום לאצות לגדול ולקלוט יותר פחמן, וגם למצוא דרך לשקע אותן בעומק הים, שם הפחמן יישאר כלוא לאלפי שנים. זה כמו לשלוח צוללות זעירות לעומק האוקיינוס”, מדמה ד”ר גרוס. “החלקיקים צריכים לספק לאצות את המזון שהן צריכות, ואז לסחוף אותן אל קרקעית הים”.
כיוון נוסף, מתמקד בהפיכת פחמן אורגני לסלע שנשאר באדמה. בדומה לצמחים מסוימים הפולטים מהשורש אל הקרקע מולקולה, שבשילוב עם חיידקים שונים, הופכת לסלע. תהליך זה מתרחש בטבע, אך לאט מאוד, והחוקרים מנסים למצוא דרכים להאיץ אותו משמעותית. כך יהפוך פחמן שנלקח מהאטמוספירה לסלעי פחמן אורגני מינרלי שיישאר בקרקע אלפי שנים ולא יזיק לסביבה.
ישראל כמובילה עולמית בתחום הסביבה
ישראל, עם המוחות היצירתיים והרוח היזמית המאפיינת אותה, נמצאת בעמדה מצוינת להוביל בתחום זה. ד”ר גרוס אף הקים פורום לקיבוע פחמן שמאגד כ-300 חוקרות וחוקרים מכל מוסדות המחקר בישראל, וייפתח בקרוב גם למגזר הפרטי, העסקי והציבורי. הפורום מהווה דוגמה מצוינת לאופן שבו ישראל מנצלת את יתרונותיה היחסיים – שילוב של מחקר אקדמי מתקדם, יזמות טכנולוגית ותמיכה ממשלתית – כדי להתמודד עם אתגרים גלובליים.
הפורום מקיים כנסים ומפגשים, מקדם שיתופי פעולה ומייצב את ישראל כשחקנית מרכזית בתחום. העבודה בתחום עדיין רבה, אבל הפורום הצליח להעלות את הנושא לראש סדר העדיפויות של העוסקים באקלים, וכבר עכשיו קיימת התעניינות רבה מצד סטארט-אפים וחברות מובילות.
חזון הפורום ברור – לטפח שיתוף פעולה בין-תחומי ובין-מגזרי, לקדם מחקר חדשני ולתמוך בפתרונות יצירתיים לקיבוע פחמן כדי לבלום את שינוי האקלים ולהבטיח את המשך שגשוג המין האנושי בכדור הארץ.
מבט לעתיד: הזדמנות כלכלית וסביבתית
רוב הרעיונות בתחום נמצאים בשלב פיתוח ראשוני, ולא יהפכו למוצר יישומי בשנתיים הקרובות. אך עד סוף העשור הם עשויים להבשיל לכדי טכנולוגיות יישומיות. ומעבר לכך שמדובר בשוק פוטנציאלי של טריליוני דולרים בעשורים הקרובים, זו הזדמנות לישראל להוביל בפתרון אחת הבעיות הדחופות ביותר של האנושות. ואולי גם לשנות את עתיד כדור הארץ ולהפוך את ישראל למעצמה עולמית בתחום הקיימות והטכנולוגיה הירוקה, וזוהי הזדמנות שישראל פשוט לא יכולה להרשות לעצמה להחמיץ.
“דוח סקירה טכנולוגי של רשות החדשנות המציין מספר טכנולוגיות מובילות, מצביע על לכידת פחמן ישירה מהאוויר כגביע הקדוש של לכידת פחמן, מכיוון שהוא מבטיח כביכול לפתור את בעיית ההתחממות הגלובלית בבת אחת. בפועל יישום החזון מורכב מאוד, בפרט כי CO2 מרכיב רק כ- 0.04% מהאטמוספרה לפי נפח, כך שבינתיים מעט מאוד חברות עוסקות בתחום זה.
ד”ר אלון סטופל, יו”ר רשות החדשנות
טכנולוגיה נוספת שבה עושה שימוש מיזם של התעשייה האווירית, נועדה ללכוד פחמן בסמוך לנקודת הפליטה. פתרון זה פשוט יותר מלכידת הפחמן מהאוויר – זאת מכיוון שריכוז ה-CO2 גבוה בנקודה זו בהרבה. לדוגמא, הריכוז מגיע לסדר גודל של 10% לפי נפח בארובות תחנות כוח, 20% בייצור בטון ו-80% בייצור של אמוניה. גישה נוספת אימצו חברות המנסות לפתח טכנולוגיות שיעשו שימוש ב-CO2 כחומר גלם למוצרים שונים. הצלחה בתחום זה היא בעלת ערך רב, כיוון שהיא יכולה להצדיק כלכלית לכידת פחמן”.