13 - 04 - 2021
کربنزدایی با اهرم سوختهای هیدروژنی
«جهانصنعت»– اگرچه استفاده از سوختهای فسیلی در عصر صنعتی منجر به موفقیت بیسابقه در زمینه فناوری و کیفیت زندگی شده است اما با کاهش ذخایر و افزایش سطح همکاری در جو، مهم است که ما نه تنها منابع انرژی غیرفسیلی را توسعه دهیم بلکه راههایی برای کاهش انتشار کربن پیدا کنیم.
کارشناسان معتقدند طی چند دهه آینده تحـول عظیمی روی خواهد داد و آن هم دوری جستن از سوختهای فسیلی است. به گفته آنان حتی اگر پـس از سال ۲۰۲۰ یارانههای بخش انرژیهای تجدیدپذیر حذف شوند، سهم آنها در انرژی تولید شده میتواند از پنج درصد امروز بـه ۳۰ درصد تا سال ۲۰۴۰ برسد چرا که بهبودها در فـناوری و کاهش هزینهها با سرعت قابل ملاحظهای به ویژه در بخش انرژی خورشیدی و انرژی بـادی در حال پیشرفت هستند.
در این راستا بانک جهانی نیز هشدار داده در صورتی که تا سال ۲۰۵۰ چارهای برای تغییرات اقلیمی حاصل از گرمایش زمین نشود، ۱۵۰ میلیون انسان مجبور به ترک سرزمین خود خواهند شد. نکته مهم اینکه سال ۱۹۹۰ میلادی میزان تولید سالانه دیاکسیدکربن جهان حدود ۵/۲۰ میلیارد تن بود و طی سه دهه گذشته این رقم ۶۶ درصد رشد داشته است.
علاوه بر این، همهگیری کووید۱۹ نیز پیشبینیهای خاصی در این باره را تسریع کرده است. موسسه پلاتس هم پیشبینی کرده است همهگیری ویروس کرونا و اثرگذاری آن بر کاهش تقاضای جهانی نفت در سال ۲۰۲۰، روند گذار انرژی به سوی انرژیهای تجدیدپذیر را در سالهای آینده تشدید خواهد کرد.
در همین راستا برای کاهش غلظت دیاکسیدکربن، از سوی بسیاری از کشورها استراتژیهای مختلفی پیادهسازی شدهاست.
جذب و استفاده از کربن همراه با تولید هیدروژن آزاد برای تولید مواد خام برای تولید متانول یکی از گزینههای تبدیل CO2 به سوختهای مفید و مواد شیمیایی است.
در دهه ۱۹۶۰ ، کاتالیزور بسیار فعال و مقرون به صرفه Cu / ZnO / Al2O3 برای سنتز متانول از اکسیدهای کربن و هیدروژن حاصل از گاز طبیعی ساخته شد. از آن زمان به بعد، نانوذرات فلزی و نانوکامپوزیت به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته و برای تبدیل هیدروژن به متانول به کار رفتند. به خصوص کاتالیزورهای دوفلزی به دلیل خواص منحصر به فرد و عملکرد کاتالیزوری آنها در مقایسه با همتایان تکفلزی خود، به عنوان یک کلاس مهم از کاتالیزورها ظاهر شدهاند. بر این اساس Global Carbon Market در گزارشی پس از معرفی انگیزه اصلی برای توسعه تولید متانول سبز از طریق هیدروژناسیون CO2، به بررسی فعالیتهای تحقیقاتی امیدوارکننده اخیر در زمینههای تولید منابع تجدید پذیر CO2 / H2 از فناوریهای جذب کربن، تولید هیدروژن سبز و مخلوط CO / H2 حاصل از زیستتوده پرداخته است. در این گزارش همچنین مروری بر تحولات در تهیه برخی از کاتالیزورهای دو فلزی برای هیدروژناسیون CO2 به متانول با تاکید بر اثرات همافزایی و افزایش عملکردهای کاتالیزوری در مقایسه با همتایان تکفلزی آنها ارائه شده است. در نهایت، نتایج اصلی خلاصه شدهاند و یک چشمانداز برای توسعه آینده در این حوزه پژوهش ارائه شدهاست.
نقشه راه ژاپن برای سوخت آمونیاک
بر اساس این گزارش، وزارت اقتصاد، تجارت و صنعت ژاپن (METI) شروع به ترویج نقشه راه به روز شده برای آمونیاک کرد که بر استفاده از آمونیاک در نیروگاههای برق حرارتی و به عنوان سوخت حمل و نقل متمرکز بود. تا سال ۲۰۳۰، ژاپن انتظار دارد که سه میلیون تن آمونیاک پاک وارد کند و تقاضا تا سال ۲۰۵۰ تا ۳۰ میلیون تن افزایش یابد. برای تضمین این حجم، شرکتهای ژاپنی در حال حاضر سرمایهگذاری میکنند و زنجیره تامین را کاهش میدهند.
این ارقام جاهطلبانه، مطابق با تعهد اخیر ژاپن برای رسیدن به میزان خالص انتشارات با آلایندگی صفر است، اما هنوز هم این تصویر بزرگ را از دست میدهند. فرصت اقتصادی گستردهتر زمانی حاصل میشود که شرکتهای ژاپنی فناوریهای خود را با استفاده از آمونیاک صادر میکنند، نیروگاههای زغالسنگ را در سراسر آسیا کربنزدایی میکنند و سپس سوخت را برای این بخشهای حمل و نقل و برق جدید و پایدار تامین میکنند. طبق نقشه راه METI انتظار میرود که شرکتهای بازرگانی ژاپن ۱۰۰ میلیون تن در سال آمونیاک پاک را تا سال ۲۰۵۰ به منطقه گستردهتری عرضه کنند.
JERA ، بخش برق ژاپن نیز نقشه راه خود را دارد تا در سال ۲۰۵۰ به انتشارات با آلایندگی صفر دست پیدا کند که در این دهه خواستار ۲۰ درصد سوختن آمونیاک و در سال ۲۰۵۰، ۱۰۰ درصد احتراق آمونیاک است. همکاری بین انواع شرکتهای پیشتاز به منظور ایجاد زنجیرههای تامین برای سوختهای سبز مثل آمونیاک و هیدروژن که برای تولید انرژی حرارتی با انتشار CO صفر کلیدی هستند، ضروری است.
JERA و پتروناس در طی نزدیک به ۴۰ سال از طریق خرید و فروش LNG ارتباط خوبی برقرار کردهاند. از آنجا که پتروناس یکی از تولیدکنندگان برجسته آمونیاک در آسیا است و تولید آمونیاک و هیدروژن سبز را در نظر دارد، JERA معتقد است که شرکتهای زیادی در بخشهای گاز LNG و کربنزدایی وجود دارند که در آنها این دو شرکت میتوانند همکاری کنند. سال گذشته، تولیدکننده برق به یک کنسرسیوم با شرکت IHI، ماروبنی و انرژی وودساید، برای مطالعه امکانسنجی تولید زغالسنگ و عرضه آمونیاک ملحق شد. اکنون JERA در حال انجام اقدامات بیشتر در زنجیره تامین آمونیاک است که یک تفاهمنامه با پتروناس برای همکاری در بخش کربنزدایی امضا کند.»
پتروناس، شرکت ملی نفت مالزی، پیش از این آمونیاک را از مواد خام گاز طبیعی، با ظرفیت سالانه حدود ۵/۲ میلیون تن تولید میکرد. اما مانند JERA و بسیاری موارد دیگر، پتروناس اخیرا برنامه خود را برای رسیدن به «انتشارات خالص با کربن صفر تا سال ۲۰۵۰» اعلام کرده است – این امر نیاز به کربنزدایی کامل با پایه تولید آمونیاک آن دارد.
امروزه پتروناس در حال تولید هیدروژن آبی به عنوان یک محصول جانبی از تاسیسات خود است و در آینده نزدیک در حال بررسی تولید تجاری هیدروژن سبز است.
سرمایهگذاری MHI در زنجیره تامین آمونیاک پاک
صنایع سنگین میتسوبیشی(MHI ) نیز در ماههای اخیر به طور خاص در این حوزه فعال بودهاست و حداقل در سه فنآوری سرمایهگذاری کردهاست.
MHI در ماه نوامبر، در استرالیا سرمایهگذاری خود را در پالایشگاه هیدروژن (H2U) برای صادرات هیدروژن سبز و آمونیاک سبز تولید محلی به ژاپن و سایر مقاصد اعلام کرد.
MHI همچنین مهندسی و تجهیزات پروژه آزمایشی در مقیاس ۴۰ مگاوات H2U ، دروازه شبه جزیره ایر را در استرالیای جنوبی فراهم میکند که انتظار دارد «تولید تجاری هیدروژن سبز و آمونیاک را از اواخر سال ۲۰۲۲ آغاز کند.» در همان ماه، MHI در ایالات متحده هم از سرمایهگذاری در مواد مونولیت برای «تقویت و متنوع سازی زنجیره ارزش هیدروژن گروه MHI از طریق افزودن فناوری نوآورانه» خبر داد. مونولیت در حال ساخت اولین کارخانه آمونیاک پاک خود در نبراسکا است که ظرفیت تولید آن ۲۷۵۰۰۰ تن در سال است.
در این راستا در نوامبر ۲۰۲۰، شرکت استنول و شرکت ایواتانی هم همکاری خود را برای توسعه «تسهیلات صادراتی هیدروژن تجدیدپذیر» در گلداستون، ساخت «کارخانه تولید هیدروژن سبز و نیروگاه صادرات»
اعلام کردند. همچنین در گلدستون، شرکت JGC که کارخانهای برای نمایش آمونیاک سبز در کوریاما در سال ۲۰۱۸ ساخته است، اعلام کرد که با Sumitomo در حال کار روی مهندسی نیروگاه هیدروژن در مقیاس بازار محلی با استفاده از انرژی خورشیدی است. این نیروگاه ظرفیت هیدروژنی ۲۵۰ تا ۳۰۰ تن در سال خواهد داشت (با طرحهایی برای افزایش تولید) و تا سال ۲۰۲۳ اجرایی خواهد شد. گروه JGC تلاش گستردهای برای گسترش استفاده از انرژی هیدروژن و آمونیاک که انتظار میرود یکی از امیدوارکنندهترین حاملهای انرژی هیدروژن باشد، انجام میدهد. «علاوه بر آن، یک سیستم تولید هیدروژن را پیشنهاد کردهاند که هیدروژن را از گاز مصنوعی ساختهشده از پلاستیکهای زباله تولید میکند تا به تحقق یک جامعه هیدروژن در ژاپن و خارج از کشور کمک کند.» در کوئینزلند، گلادستون ممکن است تا سال ۲۰۲۳ هیدروژن تولید کند همانطور که سامیتومو در ۲۹ ژانویه ۲۰۲۱ صعود میکند. از سویی دیگر این دو شرکت امکان ایجاد کارخانه تاسیس هیدروژن تجدیدپذیر در کنار نیروگاه Kogan Creek CS Energy در وسترن داونز کوئینزلند را ارزیابی خواهند کرد که شامل محل مشترک یک مزرعه خورشیدی، باتری، الکترولیزکننده هیدروژن و یک سلول سوختی هیدروژن در نیروگاه برق نهر کوگان است.
مزیت رقابتی برای صنایع ملی
البته باید توجه داشت که استراتژی ژاپن چیزی بیش از تامین سوخت است. برای درک انگیزه و سرعت چشمگیر توسعه پروژه حاملهای انرژی ژاپن ، شناخت مزیت تجاری اولین محرک در توسعه فناوریهای کمکربن مهم است. (با توجه به انتخابات این هفته رییسجمهور ترامپ و تاثیر احتمالی وی در تحقیق، توسعه و استقرار انرژی پاک در ایالات متحده، این شاید نکته مهمی باشد که باید به آن توجه کنید…) برنامه «حاملهای انرژی» چند دهه است که پروژه تحقیق و توسعه بدون چشماندازهای کوتاهمدت برای تجاری سازی نیست. این به طور خاص برای تسریع در استفاده از فناوریها، ایجاد یک مزیت رقابتی برای صنایع ملی خود در یک اقتصاد متغیر انرژی جهانی طراحی شده است. تامین امنیت انرژی ملی فقط اولین قدم است. این فرصت واقعی پیش میآید که هنگام بهرهبرداری تجاری از این فناوریها به «صنایع مرتبط با هیدروژن ژاپن اجازه دهد تا در بازار جهانی نقش فعالی داشته باشند.
در حالی که فرصت جابجایی سوختهای فسیلی در بازار ژاپن قطعا زیاد است، بازار جهانی قابل خطاب که در آن ژاپن سپس فناوریها و تخصص خود را به آن صادر میکند، گسترده خواهد بود.
از اینرو به نظر میرسد چشمانداز انرژی به جای جهانی با قحطی انرژی به دورانی از کارایی و فراوانی انرژی تبدیل شده است و فراوانی انرژی ضرورتا به معنی انتشار بیشتر گازهای گلخانهای و سیارهای آلودهتر نیست؛ بلکه درست عکس آن، به مدد سرمایهگذاری کافی در فناوریهای هوشمند، برخورداری از سیارهای پاکتر قابل تحقق است.
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد