الشحن المستقبلي

بلغت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن قطاع النقل حول العالم في 2024 نحو 9 GtCO₂، من إجمالي يُقدّر بـ41.6 GtCO₂ (إجمالي انبعاثات CO₂ البشرية من الوقود الأحفوري وLULUCF - استخدام الأراضي، وتغير استخدام الأراضي، والحراجة - بما في ذلك بالوعة كربنة الأسمنت). وشكّل الشحن البحري (الدولي والمحلي معاً) نسبة مُبلّغاً عنها قدرها 10.67% من انبعاثات قطاع النقل، أي ما يعادل 2.31% من انبعاثات الكربون العالمية.

اختيرت هذه الأرقام لحداثتها وتوافق نسبها مع مصادر موثوقة مثل المنظمة البحرية الدولية (IMO). لكن لا يزال النقاش مستمراً حول دقة هذه البيانات عموماً. فتقدير حصة الشحن البحري من انبعاثات CO₂ العالمية أعقد مما قد يبدو، وقد تختلف الأرقام بحسب طريقة جمعها.

أولاً، تعرض الدراسات المختلفة إما CO₂ وحده، أو جميع غازات الدفيئة، أو قيم مكافئ ثاني أكسيد الكربون (CO₂eq)، التي تشمل غازات مثل الميثان وأكسيد النيتروز بعد ترجيحها وفق قدرتها على الاحترار العالمي. ولا يمكن استبدال هذه المقاييس ببعضها أو مقارنتها، واستخدام أحدها بدلاً من آخر قد يغيّر حصة انبعاثات الشحن الظاهرة بشكل كبير. وكثيراً ما لا توضّح المصادر والدراسات وتقارير المنظمات المقياس المحدد المستخدم، وتستعمل بانتظام مقياساً وهي تقصد آخر (مثلاً، تذكر ‘CO₂’ وهي تقصد ‘CO₂eq’).

ثانياً، يهم اختيار خط الأساس العالمي: فبعض المقارنات تُجرى مع CO₂ المرتبط بالطاقة فقط، بينما تشمل أخرى كل المصادر البشرية مثل استخدام الأراضي، وتغير استخدام الأراضي، والحراجة (LULUCF)، ما يوسّع المقام ويخفض النسبة الظاهرة للشحن.

ثالثاً، يصعب تتبع الشحن الدولي نفسه لأن الانبعاثات تحدث غالباً في المياه الدولية، ولأن البيانات تأتي كثيراً من مبيعات وقود السفن بدلاً من الرصد المباشر لنشاط السفن، ما يضيف مزيداً من عدم اليقين. وتعني هذه الفروقات المنهجية مجتمعة أن الأرقام المنشورة لمساهمة الشحن في الانبعاثات العالمية قد تتفاوت كثيراً، حتى عندما تستند إلى النشاط الأساسي نفسه.

ابتكر كلود-فرانسوا-دوروثيه، ماركيز دو جوفروي دابان - المعروف أيضاً باسم كلود دو جوفروي - أول قارب بخاري عام 1776. فشلت هذه التجارب الأولى، لكنه نجح لاحقاً عام 1783 بقارب المجاديف «بيروسكاف». حُرم لسنوات عديدة من حماية براءة اختراع، ثم اضطر لاحقاً إلى المنفى. وأجرى آخرون عدة تجارب ناجحة لقوارب بخارية، مثل جون فيتش وويليام سيمينغتون، إلى أن ابتكر المخترع الأمريكي روبرت فولتون أول قارب بخاري تجاري مع روبرت ليفينغستون عام 1807. نسب فولتون الفضل إلى كلود، لكن نادراً ما يُعترف باختراعه ^A.

استنادًا إلى المصادر، إذا كان نحو 75% من إجمالي 300 مليون طن من وقود السفن (المستخدم في الشحن عالميًا) هو زيت الوقود الثقيل (HFO)، فهذا يعني أن إجمالي HFO يبلغ 225 مليون طن. وبافتراض أن الـ25% المتبقية هي زيت الغاز البحري (MGO) وزيت الديزل البحري (MDO)، فهذا يعادل 75 مليون طن. باستخدام [17]، وهي حاسبة لتحويل كمية الوقود إلى العدد المكافئ من البراميل: يُضرب HFO في 6.350، ويُضرب MGO/MDO في 7.460. لذلك فإن العدد التقريبي لبراميل HFO = 225 مليون x 6.350 = 1,428,750,000.

العدد التقريبي لبراميل MGO/MDO = 75 مليون x 7.46 = 559,500,000.

إجمالي البراميل = 1,988,250,000 = نحو 2 مليار برميل.

يبلغ ارتفاع البرميل المتوسط 33-34 بوصة ^[18,19]، أو نحو 850 مم أو 0.00085 كم. لذلك 2 مليار × 0.00085 كم = 1,700,000 كم.

المسافة إلى القمر = 384,400 كم ^[20,21,22].

1,700,000 كم / 384,400 = 4.42 مرة المسافة من الأرض إلى القمر.

كانت القوارب البخارية في الماضي تعمل عادةً باحتراق الفحم. وكان هذا الفحم يُخزَّن في غرف تُسمى مخازن الوقود، ولهذا يُعرف الوقود الحديث باسم ‘وقود البنكر’. ومنذ ذلك الحين استُبدلت مخازن الوقود بخزانات الوقود، لكن الاسم بقي للوقود نفسه. ويمكن أن يشير ‘وقود البنكر’ إلى أي نوع من الوقود يُستخدم في الشحن؛ وليس خاصاً بنوع واحد من الوقود.

تختلف النسب المئوية لخفض استهلاك الوقود والانبعاثات الناتجة عن التزييت بالهواء بين المصادر، لأن هذه القيم تعتمد على الظروف وتتغير ظروف التجارب. توجد أدلة على إمكانات التزييت بالهواء، لكن الموردين المختلفين يعرضون أرقاماً مختلفة. مثلاً:

[44] تذكر هذه الورقة أنظمة التزييت بالهواء، وتشير إلى خفض في استهلاك الوقود يصل إلى 15%. تستند هذه القيمة إلى دراسة أجرتها Engng (1997) ولا يمكن الوصول إليها حالياً.

[46] يوضح هذا المصدر أن أنظمة التزييت بالهواء يمكن أن تقلل مقاومة السحب، وتخفض استهلاك الوقود بنسبة ‘لا تقل عن 3%’.

[50] يعرض هذا التقرير عدداً من أمثلة أنظمة التزييت بالهواء، موضحاً خفض مقاومة السحب وتوفير الطاقة الذي حققه كل منها. ويذكر مشروعاً أولياً: “Project Energy-saving air-Lubrication Ships” (PELS) من عام 1999، وجد أن متوسط توفير الطاقة في المياه الهادئة بلغ 3-10%. وكانت أمثلة أخرى لقيم توفير الطاقة من تجارب مختلفة ذُكرت - عبر نطاق من معايير التجارب - هي: 2%، 6%، ‘قدر من التوفير’، 1%، 10% في حالة الصابورة و5% عند الحمولة الكاملة، 10% عند السرعة العالية، لا نتائج حاسمة، 15%، 2% (لكنها انخفضت إلى -0.6% لأن الفقاعات لم تلتصق بالبدن)، 10%، 5%، 4.5%، و4%. يوجد النطاق الكامل للتجارب وسياق القيم التي عُثر عليها في الصفحة 11 من التقرير.

[51] وجدت هذه الدراسة انخفاضات تجريبية في استهلاك الوقود والانبعاثات تصل إلى 8%.

[52] أفاد هذا المصدر عن نظام تزييت بالهواء صممته Silverstream Technologies، مدعياً خفضاً في الوقود وانبعاثات غازات الدفيئة بنسبة 5-10%.

كما هو الحال مع أنظمة تزييت الهواء، تختلف أرقام خفض استهلاك الوقود والانبعاثات إلى حد ما.

[53] هذا المصدر دراسة عن استخدام وفورات الحجم في الشحن، ويقدّر أن الانبعاثات يمكن خفضها بما يصل إلى 30% إذا استُبدل الأسطول كله بسفن أكبر، ومن المتوقع أن يستغرق ذلك 25 سنة

[56] هذا المصدر موقع إخباري يتحدث عن سفينة جديدة بسعة 18,000 TEU (وحدة مكافئة لعشرين قدماً) تابعة لشركة ميرسك لاين. لم تنشر ميرسك معلومات عن استهلاك الوقود لهذه السفينة، لكن تتوفر معلومات عن سفنها بسعة 10,000 و16,000 TEU. لذلك، جرى استقراء معلومات الاستهلاك، مع الادعاء بأن هذه السفينة الجديدة أكفأ في استهلاك الوقود لكل حاوية من سفن بسعة 13,100 TEU بنسبة 35%. وردت هذه المعلومات في ورقة بحثية صادرة عن Drewry Maritime Research؛ لكن هذه الورقة ليست متاحة بسهولة للجمهور.

[54] توضح هذه الورقة أن بيانات استهلاك الوقود معلومات مملوكة، ولذلك نادراً ما تكون متاحة للجمهور. المصادر التي تنشر هذه المعلومات قليلة جداً، لذا سيكون من الصعب للغاية الحصول على بيانات مؤكدة بدقة، وقد تختلف معاييرها التجريبية على أي حال.

تصف هذه المصادر استخدام ‘WindWings’ من شركة BAR Technologies، وهي أشرعة كبيرة جرى تركيبها لاحقاً على سفن الحاويات. لا تشبه هذه الأشرعة أشرعة القوارب التقليدية، فهي صلبة ومصنوعة من المادة نفسها المستخدمة في توربينات الرياح، ويمكن طيّها عند وجود السفينة في الميناء قبل نشرها في البحر. تعمل هذه الأشرعة مثل أجنحة طائرات موضوعة عمودياً، مستخدمة 3 عناصر لتوليد دفع هوائي أكبر من جناح ذي عنصر واحد، وبآلية مشابهة لكيفية رفع الأجنحة للطائرة لكن لدفع السفينة إلى الأمام.

[66] يذكر تقرير نُشر عام 2024 أن 36% من قدرة الشحن العالمية تُستخدم لنقل الوقود الأحفوري. وحُسب ذلك «باستخدام الوزن الساكن للأسطول الحالي والمتعاقد على بنائه من ناقلات الغاز المسال وناقلات النفط، إضافة إلى 17% أخرى من الوزن الساكن للأسطول الحالي والمتعاقد على بنائه من سفن البضائع السائبة وفق Clarksons WFR». وتمثل نسبة 17% «حصة تجارة الفحم من تجارة البضائع السائبة (بالطن-ميل) وفق Clarksons Shipping Intelligence Network (SIN)». ولم يكن الوصول إلى المصادر الأصلية لهذه المعلومات ممكناً. وهذه الأرقام تقديرية.

[67] يعكس تقرير من عام 2019 الاستنتاجات المستخلصة من التقرير الأول، باستخدام مصدر البيانات نفسه الذي يعرض إجمالي أعداد الشحنات عالمياً.

تصحيح: يذكر الفيديو أن 40% من كل شحن البضائع يمكن كهربته، لكن الدراسة تتناول حركة سفن الحاويات، خصوصاً المسارات الأقصر داخل الأقاليم - وليس 40% من كل شحن البضائع.

للحد من تسرب الميثان من المحركات التي تعمل بالغاز الطبيعي المسال، أُحرزت تطورات في تقنيات محركات مختلفة، وأسفرت تصاميم المحركات الأحدث عن خفض كمية الميثان التي تتسرب من دون احتراق. وشهدت محركات مثل محركات الوقود المزدوج منخفضة الضغط (LPDF) ^[84]، ومحركات الوقود المزدوج عالية الضغط (HPDF) [84]، ومحركات دورة أوتو رباعية الأشواط ^[83]، عدداً من التحسينات التقنية الكبيرة، منها تغييرات في الضغط، والحقن، و«تخطي الإشعال»، وتعديلات على مستوى التشغيل ^[83]. ونتيجة لذلك، انخفض تسرب الميثان بشكل كبير، لكنه لا يزال مشكلة شائعة عند استخدام الغاز الطبيعي المسال.

وقودا الأمونيا السائلة والميثانول المصنوعان من الهيدروجين أسهل تخزيناً من وقود الهيدروجين السائل، لكن استخدام كل منهما ينطوي على مفاضلات مهمة ^[114,115]. في الأساس، كلاهما أقل كثافة في الطاقة لكل حجم مقارنة بوقود السفن التقليدي: يحتاج الميثانول إلى حجم تخزين يعادل نحو 2.5 ضعف الحجم المطلوب لوقود السفن، بينما تحتاج الأمونيا إلى حجم يعادل نحو 3 أضعافه. وكلاهما شديد السمية للإنسان والحياة البحرية، ما يتطلب احتياطات إضافية عند التعامل معه. والميثانول أيضاً شديد الاشتعال وله نقطة وميض منخفضة، وقد ينتج عن احتراق الأمونيا أكسيد النيتروز. وأخيراً، إمدادات هذين الوقودين محدودة جداً، وسيتطلب توفيرهما لقطاع النقل البحري إنتاجاً على نطاق واسع، مع مراعاة المنافسة من قطاعات أخرى حين تبدأ خفض انبعاثاتها الكربونية. لكن من ناحية التخزين الفعلي، يبقى تخزين وقود الهيدروجين السائل أصعب بكثير من تخزين أي من هذين الوقودين بسبب الحاويات المبردة جداً اللازمة له.