صورة: إنتاج الأمونيا الخضراء من الهيدروجين الأخضر من المنتدى الاقتصادي العالمي.
يستمر الجدل حول الهيدروجين الأخضر، لكن التدفق طوفان بمليارات الدولارات في مشاريع GH الجديدة والأكبر، يوطد الطريق إلى التسويق لكل من التطبيقات الكبيرة والصغيرة.
في آخر الأخبار، أضافت شركة تحلية المياه المدرجة في السعودية أكوا باور للتو درجة أخرى في حزام الهيدروجين الأخضر الخاص بها، بهدف زيادة إنتاج مليوني طن متري سنويًا من ... الأمونيا الخضراء؟!؟
من الهيدروجين الأخضر إلى الأمونيا الخضراء
الهيدروجين الأخضر هو لاعب ناشئ على الساحة العالمية للطاقة والكيميائية، ويتم إنتاجه بشكل رئيسي من الماء أنظمة التحليل الكهربائي. لإكمال الدائرة الخضراء، تعمل المحللات الكهربائية بالطاقة المتجددة.
وتشمل الموارد المتجددة الأخرى للهيدروجين الكتلة الحيوية و مياه الصرف الصحي، ولكن في الوقت الحالي، تتدفق معظم أموال المستثمرين إلى التحليل الكهربائي للمياه (انظر المزيد من تغطية CleanTechnica هنا).
غالبًا ما تظهر الانتقادات المتعلقة باستخدام الهيدروجين فيما يتعلق بـ المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود.
ومع ذلك، فإن النقل هو مجرد غيض من فيض الهيدروجين. فالهيدروجين عنصر موجود في كل مكان ويعمل على تشحيم تروس الاقتصادات الصناعية الحديثة والإمدادات الغذائية العالمية أيضًا.
فيما يتعلق بالانتقال من الوقود الأحفوري، فإن الهيدروجين لديه هدف كبير على ظهره لأن كل إمدادات الهيدروجين العالمية تقريبًا يتم استخراجها من الغاز الطبيعي، مع ملء الباقي بالفحم. إن تنظيف سلسلة التوريد لن يساعد فقط في إزالة الكربون من مركبات خلايا الوقود.
كما أنه سيقتطع جزءًا كبيرًا من الكربون من الصناعات الغذائية والصناعات الكيماوية وغيرها، بما في ذلك سماد الأمونيا.
وتشير وكالة معلومات الطاقة الأمريكية أيضًا إلى ذلك الهيدروجين نشط في صناعات تخزين الطاقة والديزل الحيوي وكذلك تكرير الوقود الأحفوري.
تعتبر زاوية سماد الأمونيا مثيرة للاهتمام بشكل خاص لأن الأمونيا - الرمز الكيميائي NH3 - يتكون في الغالب من الهيدروجين.
إن الحصول على النيتروجين المحيط من الهواء يكمل صورة الاستدامة. هناك أيضًا حديث عن استخدام الأمونيا وسيلة نقل للهيدروجينعلى الرغم من أن التحدي يتمثل في استرداد الهيدروجين عند نقطة الوجهة.
الهيدروجين الأخضر: الصورة الكبيرة
ويعد الهيدروجين الأخضر عاملاً مهمًا في إدارة بايدن جهود إزالة الكربون، ودول أخرى تتسابق أيضًا إلى الأمام في مشاريع ضخمة.
هذا يقودنا إلى مصر، حيث أكوا باور أعلنت للتو عن أحدث إضافة إلى محفظة الهيدروجين الخاصة بها. يقال أن يكون قيمتها أكثر من 4 مليار دولار أمريكيويهدف مشروع الهيدروجين الأخضر الجديد إلى إنتاج محتمل يبلغ 2 مليون طن من الأمونيا الخضراء سنويًا.
سيبدأ المشروع الجديد بالمرحلة الأولى البالغة 600,000 ألف طن سنويًا، بناءً على مذكرة التفاهم الموقعة العام الماضي بين أكوا وأربعة كيانات مصرية معنية:
◦ صندوق مصر السيادي،
◦ المنطقة الاقتصادية لقناة السويس،
◦ الشركة المصرية لنقل الكهرباء، و
◦ هيئة الطاقة الجديدة والمتجددة.
وتشمل مشاريع الهيدروجين الأخضر واسعة النطاق الأخرى تحت مظلة أكوا مشروع نيوم للهيدروجين الأخضر في السعوديةومن المتوقع أن تنتج 1.2 مليون طن من الأمونيا الخضراء سنويًا، إلى جانب مشاريع قيد التنفيذ لـ أوزبكستان والأردن وإندونيسيا.
الصورة الصغيرة
كل هذه الأرقام الكبيرة مثيرة للإعجاب، لكن محبي الهيدروجين الأخضر متحمسون أيضًا لإمكانية إنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاقات أصغر بكثير، مع الاستفادة من توزيع موارد الطاقة المتجددة.
وعلى وجه الخصوص، قامت وزارة الطاقة الأميركية بترويج توربينات الرياح للمزارعين الأميركيين.
إذا نظرنا إلى الأمام خطوة أو خطوتين، فإن المزارعين الذين لا يحتاجون بشكل خاص إلى الكثير من الكهرباء لا يزال بإمكانهم استخراج بعض القيمة من توربينات الرياح باستخدامها تشغيل محلل كهربائي صغير الحجم.
واعتمادًا على احتياجات المزارع، يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر الناتج عن نظام التحليل الكهربائي كوقود أو سماد الأمونيا في الموقع، أو يمكن بيعه كمصدر جديد للإيرادات.
إن العجلات تتحرك بالفعل لإنتاج الهيدروجين اللامركزي على نطاق صغير، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى أصحاب المصلحة في مركبات خلايا الوقود.
تويوتا هي أحد الأمثلة، بعد أن أطلقت مشروعًا للتعريف أنظمة إنتاج الهيدروجين على نطاق صغير في 7-11 متجرا في اليابان.
هنا في الولايات المتحدة، تطورت شركة IVYS محلل كهربائي وحدات التي تناسبها في أماكن وقوف السيارات. وفي تطور مثير للاهتمام، حدثت حلبة سباقات Extreme E أيضًا أنظمة التحليل الكهربائي المنتشرة لتشغيل محطات شحن السيارات الكهربائية خارج الشبكة.
اتصال النقل
بالعودة إلى مسألة النقل الخاصة بالهيدروجين الأخضر، فهذا سؤال جيد. تعد أنظمة التحليل الكهربائي صغيرة الحجم لاستخدام الهيدروجين في الموقع جزءًا من حل النقل.
كما يتطلع أصحاب المصلحة في مجال الهيدروجين الأخضر إلى الاستفادة من خطوط أنابيب الغاز الحالية لتوزيع الهيدروجين على نطاق واسع.
الأمونيا الخضراء وهو أيضًا قيد النظر، لأنه أكثر اقتصادًا وكفاءة في النقل من الهيدروجين وحده.
وبمجرد وصول الأمونيا إلى وجهتها، فإن فصل الهيدروجين يضيف تكلفة وتعقيدًا إلى المسعى.
ولأن العلم يحب التحدي، فقد بدأت الحلول في الظهور بالفعل. ومن بين أولئك الذين يناقشون هذه المشكلة مدرسة كولورادو للمناجم.
في عام 2018 فازت المدرسة بجائزة الخمس سنوات، جائزة بقيمة 2.2 مليون دولار من وزارة الطاقة الأمريكية للتوصل إلى حل اقتصادي لإنتاج الأمونيا وتكسيرها.
إذا سارت الأمور وفقًا للخطة، فقد يكون التأثير على سوق الهيدروجين الأخضر مؤثرًا.
الجائزة تأتي من خلال ARPA-E، وزارة الطاقة مكتب مكلف بدعم ابتكارات الطاقة عالية المخاطر والمكافأة العالية. "الأمونيا هي المادة الكيميائية السلعية الأكبر حجمًا في العالم نظرًا لاستخدامها كسماد لدعم النمو السكاني السريع." يوضح ARPA-E.
"توليفها يستهلك نصف إنتاج الهيدروجين العالميويضيفون: "يتطلب المزيد من الطاقة، وينبعث منه ثاني أكسيد الكربون أكثر من أي مادة كيميائية سلعية أخرى".
ما وراء هابر بوش
وبموجب شروط الجائزة، تم تكليف كلية المناجم بتطوير بديل أكثر اقتصادا وكفاءة في استخدام الطاقة لعملية الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية المنتشرة في أنظمة إنتاج الأمونيا التقليدية لشركة هابر بوش.
تعد العملية الطبيعية التي تستخرج الهيدروجين من الأمونيا جزءًا من هذا الجهد أيضًا.
"يعمل الفريق على تطوير نوع جديد من أغشية بلورية مسامية لفصل الأمونيا الانتقائي، "والتي من شأنها أن تسمح للتفاعل بالمضي قدمًا إلى ما هو أبعد من حدود التوازن التقليدي وضغوط التشغيل المنخفضة" ، تشرح مدرسة المناجم. "من خلال دمج خطوات التوليف والتنقية في عملية وحدة واحدة، من المتوقع أن يكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة أيضًا."
ويمكن استخدام المفاعل الغشائي الجديد "على نطاق أصغر بكثير" من أنظمة هابر-بوش تضيف المدرسة.
ومن شأنه أن يساعد في خلق فرص جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر اللامركزي على نطاق صغير، باستخدام الأمونيا بدلاً من أنظمة التحليل الكهربائي.
"مع وجود بنية تحتية كبيرة للتوزيع، يمكن شحن الأمونيا بكفاءة، وبعد ذلك عندما تحتاج الهيدروجينيوضح الباحث الرئيسي: "فقط قم بتحليلها". كولين وولدن.
الجدول الزمني للمشروع ينتهي في 2024 نوفمبر.
تم إعادة النشر من @tinamcasey على Bluesky
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://genesisnanotech.wordpress.com/2023/12/27/green-hydrogen-with-green-ammonia-twist-4-billion-usd-in-investment-support-solidifies-path-to-large-and-small-gh-commercialization/
