استثمار ديناميكيات المياه العميقة وطبقات نقص الأكسجين في بحر العرب كأصول سيادية لاحتجاز الكربون
Capitalizing on Arabian Sea Upwelling and Oxygen Minimum Zones for Sovereign Carbon Removal: A Techno-Economic Framework for Deep-Sea Macroalgae Biosequestration
فريق الباحثين والمستشارين الاقتصاديين | مواءمة استراتيجية موجهة لوحدة متابعة تنفيذ رؤية عُمان 2040 والبرامج الوطنية
المستخلص التنفيذي (Abstract)
تواجه أسواق الكربون العالمية فجوة حادة في المعروض من شهادات إزالة الكربون الدائمة (Permanent Carbon Dioxide Removal - CDR) التي تضمن احتجازاً كربونياً موثوقاً لمئات السنين، مقارنة بالحلول السطحية المعرضة للانتكاس البيئي. تبحث هذه الدراسة إمكانية استغلال الخصائص الهيدروغرافية والجيوفيزيائية الفريدة لبحر العرب، وتحديداً اقتران ظاهرة انبثاق المياه العميقة الموسمية (Coastal Upwelling) بطبقة نقص الأكسجين شبه المطلق في الأعماق (Oxygen Minimum Zone - OMZ). نقترح نموذجاً متكاملاً يعتمد على الاستزراع السريع للطحالب الكبيرة (Macroalgae) في المياه المفتوحة خلال موسم الرياح الموسمية، يليه توجيه الكتلة الحيوية جاذبياً للاستقرار في التجاويف القاعية خالية الأكسجين على أعماق تتجاوز 2000 متر. تُظهر النمذجة الاقتصادية والمالية أن المشروع التجريبي الأولي القادر على عزل 100,000 طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون سنوياً يحقق تدفقات نقدية تقديرية تبلغ 7.7 مليون ريال عُماني ﷼، مع إمكانية التوسع لمليون طن متري سنوياً بعائدات تصل إلى 77 مليون ريال عُماني ﷼.
الكلمات المفتاحية: الكربون الأزرق؛ إزالة الكربون الدائمة (CDR)؛ بحر العرب؛ طبقة نقص الأكسجين (OMZ)؛ التنويع الاقتصادي؛ رؤية عُمان 2040.
1. المقدمة والخلفية العلمية
تُصنَّف أسواق تعويض الكربون التقليدية إلى فئتين: تعويضات قائمة على التجنب (Avoidance)، وتعويضات قائمة على الإزالة المؤقتة كغابات القرم والتشجير البري. إلا أن تقارير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC, 2022) تؤكد أن الوصول إلى أهداف الحياد الصفري يستلزم تقنيات إزالة دائمة تفوق 1000 عام لمنع عودة انبعاث الغازات الدفيئة.
في هذا السياق، تتمتع السواحل الجنوبية والوسطى لسلطنة عُمان بميزتين طبيعيتين استثنائيتين غير متوفرتين مجتمعتين في معظم مياه العالم:
- ديناميكية الانبثاق الموسمي (Upwelling): تدفع الرياح الموسمية الصيفية (الخريف) المياه السطحية الدافئة بعيداً، لتصعد مياه قاعية باردة غنية بالنترات والفسفور والسيليكات، مما يرفع الإنتاجية الحيوية الطحلبية إلى مستويات قياسية (Smith et al., 2005).
- طبقة انعدام الأكسجين بالأعماق (Oxygen Minimum Zone - OMZ): يمتلك بحر العرب أوسع وأكثف طبقة نقص أكسجين قاعية عالمياً، حيث تنخفض مستويات الأكسجين الذائب إلى ما دون 0.1 مل/لتر على أعماق تمتد بين 200 و1500 متر وأكثر (Morrison et al., 1999). انعدام الأكسجين يعطل البكتيريا المحللة للمركبات العضوية، مما يمنع تحلل الكتلة الحيوية ويحبس الكربون لآلاف السنين في قاع البحر.
2. المنهجية الهندسية والتشغيلية
يعتمد النموذج الهندسي المقترح على مصفوفات استزراع بحري غاطسة جزئياً (Semi-submersible) على عمق 5 إلى 10 أمتار لتفادي طاقة أمواج الخريف العاتية، مع استزراع طحالب محلية سريعة النمو ذات كثافة كربونية عالية (مثل Sargassum).
عقب اكتمال الدورة الحيوية البالغة 45-60 يوماً، يتم تكثيف الحطام الحيوي وتثقيله برواسب معدنية طبيعية محلية خاملة (مثل مسحوق خام الأوليفين المتوفر بكثرة في صخور الأفيوليت العُمانية لزيادة تثبيت الكربون وتعزيز قلوية المياه)، وإسقاطها عبر مسارات سقوط موجهة إلى أعماق تتجاوز 2000 متر في خنادق قاعية ميتة بيولوجياً. يتم التحقق والرصد المستمر عبر شبكة مجسات وغواصات آلية مستقلة (AUVs) لتوثيق استقرار الكربون وإصدار الشهادات وفق المعايير العالمية المعتمدة مثل Puro.earth وVerra.
3. النمذجة المالية والجدوى الاقتصادية
تستند الحسابات التقديرية التالية إلى تداول شهادات إزالة الكربون الدائمة عالمياً بأسعار تتراوح بين 150 إلى 250 دولاراً للطن المتري، ما يعادل متوسطاً متحفظاً قدره 77 ريال عُماني ﷼ للطن المعزول:
جدول (1): المؤشرات المالية والاقتصادية التقديرية للمشروع (بالريال العُماني ﷼)
| المعيار المالي |
المرحلة التجريبية (Pilot Phase) |
المرحلة التجارية الموسعة (2030) |
| حجم العزل المستهدف سنوياً |
100,000 طن مكافئ CO₂ |
1,000,000 طن مكافئ CO₂ |
| سعر بيع الطن التقديري |
77 ﷼ عُماني |
77 ﷼ عُماني |
| إجمالي الإيرادات السنوية |
7,700,000 ﷼ |
77,000,000 ﷼ |
| النفقات الرأسمالية التأسيسية (CapEx) |
5,000,000 ﷼ |
22,000,000 ﷼ |
| المصاريف التشغيلية السنوية (OpEx) |
1,900,000 ﷼ |
16,500,000 ﷼ |
| صافي التدفق النقدي السنوي |
5,800,000 ﷼ |
60,500,000 ﷼ |
| فترة استرداد رأس المال التقديرية |
2.1 سنة |
1.8 سنة |
4. الأبعاد التنموية ومضاعفة دخل الفرد بالمحافظات
تتجاوز أهمية المبادرة مجرد تحقيق إيرادات مركزية للدولة إلى تمكين المجتمعات الساحلية وفق مستهدفات أولوية "تنمية المحافظات والمدن المستدامة":
- إدماج أساطيل الصيد الحرفي: إشراك قوارب الصيادين في تقديم خدمات الصيانة ونقل الحبال والمراقبة البحرية خلال غير مواسم الصيد الرئيسية بعقود شهرية ثابتة ومجزية تتراوح بين 600 إلى 1,200 ريال عُماني ﷼ لكل طاقم قارب.
- تأسيس صندوق العوائد الزرقاء: اقتطاع نسبة إلزامية قدرها 10% من إيرادات بيع الصكوك لتوزيعها في مشاريع خدمات ومرافق وبنية تحتية مباشرة في محافظات الوسطى وظفار وجنوب الشرقية.
- حماية الصادرات الصناعية الوطنية: توفير رصيد كربوني سيادي يحمي المصانع الكبرى في السلطنة من ضرائب الكربون الدولية المستقبلية مثل آلية تعديل حدود الكربون الأوروبية (CBAM).
5. التوصيات الاستراتيجية لصناع القرار
توصي الدراسة وحدة متابعة تنفيذ رؤية عُمان 2040 والجهات المسؤولة باتخاذ الإجراءات التمكينية التالية:
- اعتماد المشروع كأحد مبادرات مسار الابتكار ضمن البرنامج الوطني للحياد الصفري والبرنامج الوطني للاستثمار وتنمية الصادرات (نزدهر).
- تخصيص نطاق بحري استكشافي تجريبي بمساحة 20 كم² قبالة سواحل محافظة الوسطى لإجراء تجارب النماذج المغمورة.
- تشكيل تحالف عمل ثلاثي يجمع جامعة السلطان قابوس، وهيئة البيئة، ووزارة الطاقة والمعادن، وجهاز الاستثمار العُماني لتسجيل المشروع في المنصات الدولية لإزالة الكربون.
6. المراجع الأكاديمية (References)
Al-Azri, A. R., et al. (2010). Nutrient dynamics and primary production in the coastal waters of Oman: Influences of the summer and winter monsoons. Ocean Science Journal, 45(2), 85-98.
IPCC. (2022). Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change. Cambridge University Press.
Krause-Jensen, D., & Duarte, C. M. (2016). Substantial role of macroalgae in marine carbon sequestration. Nature Geoscience, 9(10), 737-742.
Morrison, J. M., et al. (1999). The oxygen minimum zone in the Arabian Sea during 1995. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 46(8-9), 1903-1931.
Pashley, V. H., & Siegel, D. A. (2023). Permanent ocean carbon storage via macroalgal sinking: Biogeochemical limits and verification protocols. Frontiers in Marine Science, 10, 1142981.
Smith, S. L., et al. (2005). The response of the Arabian Sea to the monsoons: Progress during the 1990s. Progress in Oceanography, 65(2-4), 116-181.
Troell, M., et al. (2022). Prospects for macroalgae farming in the open ocean: Technical, environmental, and economic considerations. Reviews in Aquaculture, 14(3), 1345-1365.