يبدو أن استعمال الوقود البحري التقليدي لن يختفي في المدى قريب، على الرغم من الجهود المستمرة لإيجاد بدائل نظيفة.

وفي الوقت نفسه، يتطلع أصحاب السفن إلى الوقت الذي يصبح فيه الوقود البديل منخفض الكربون أو الخالي من الكربون متاحًا على نطاق واسع، بحسب ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

ويؤكد ذلك المستوى القياسي للطلبات على السفن الجديدة العاملة بالوقود البديل التي وضعها مالكو السفن في عام 2024.

وقد تجاوزت الطلبات على السفن الجديدة العاملة بالوقود البديل 55.7 مليون طن لإجمالي الحمولة المعوضة بدءًا من نوفمبر/تشرين الثاني 2024، محطمة الرقم القياسي السابق البالغ 47.2 مليون طن إجمالي الناتج المحلي المسجل في عام 2022، وفقًا لشركة الاستشارات والبحوث البحرية كلاركسونز (Clarksons).

اللوائح المتعلقة بالانبعاثات

تُعد الوتيرة المتسارعة للاستثمار مدفوعة بشبكة معقدة من اللوائح الدولية والإقليمية المتعلقة بالانبعاثات، التي صاغتها المنظمة البحرية الدولية والاتحاد الأوروبي.

بالإضافة إلى مؤشر كفاءة الطاقة ومؤشر كثافة الكربون لدى المنظمة البحرية الدولية، يواجه أصحاب السفن حاليًا نظام تداول الانبعاثات في الاتحاد الأوروبي ولوائح الوقود البحري في الاتحاد الأوروبي (فيول إي يو ماريتايم)، ما يضطرهم إلى دفع ثمن انبعاثات سفنهم، أو ملء خزانات الوقود لديهم.

ولتلبية متطلبات أصحاب السفن، عمل مصنعو المحركات على تسريع عملية الطرح التجاري للمحركات الرئيسة ثنائية الوقود والمحركات المساعدة القادرة على حرق الأمونيا والوقود الحيوي والغاز المسال والميثانول والهيدروجين.

بدورها، تتمتع أنواع الوقود البديلة بكثافات طاقة وتركيبة كيميائية وخصائص احتراق مختلفة عن الوقود البحري التقليدي مثل زيت الوقود الثقيل والديزل الأحمر البحري؛ ما يجبر مصممي المحركات البحرية على إعادة التفكير في محافظ محركاتهم ثنائية الشوط ورباعية الأشواط.

وتتعاون معهم في جهود البحث والتطوير شركات تصنيع المعدات الأصلية للشواحن التوربينية، حسب تقرير اطلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

الجيل المقبل من الشواحن التوربينية

"لا يُعد تطوير الجيل المقبل من الشواحن التوربينية المحورية مجرد امتداد أو تحسين للجيل الحالي، بل هو تصميم جديد تمامًا للشواحن التوربينية المركبة في محركات ثنائية الشوط ومحركات رباعية الشوط ذات الجوف الكبير".

جاء ذلك في بحث تقني عرضته شركة "أكسيلرون" خلال مؤتمر المجلس الدولي لمحركات الاحتراق في بوسان، كوريا الجنوبية، في يونيو/حزيران 2023.

وأشار رئيس قسم المحركات متوسطة ومنخفضة السرعة لدى شركة أكسليرون، كريستوف روفكا، إلى أن كفاءة الشاحن التوربيني ومرونته هما مفتاح التطبيق العملي لأي وقود محايد كربونيًا.

وسيكون أحد أنواع الوقود المحايد كربونيًا الذي يرى بعض أصحاب السفن أنه خيار عملي، هو الأمونيا الخضراء.

وعلى الرغم من كونه وقودًا محايدًا كربونيًا، فإن الأمونيا تأتي مع بعض المخاطر التقنية والسلامة البيئية الكبيرة.

في المقابل، تُعد الأمونيا وقودًا كسولًا، مع قابلية احتراق منخفضة وبطء انتشار اللهب مقارنة بالوقود البحري التقليدي، كما أنه ينتج كميات كبيرة من أكاسيد النيتروجين في عملية الاحتراق.

وتُعد هذه المشكلات قابلة للحل، حسبما تقول الشركات المصنعة للمعدات الأصلية.

وقال كريستوف روفكا إن الشواحن التوربينية التي تنتجها الشركة، على سبيل المثال، يمكن تعديلها لتوفير ضغوط تعزيزية وفقًا لمتطلبات الاحتراق، ما يضمن إمدادًا مثاليًا بالهواء لكل من محركات الديزل والبنزين.

أكاسيد النيتروجين الناتجة عن احتراق الأمونيا

يمكن التخفيف من أكاسيد النيتروجين الناتجة عن احتراق الأمونيا في هذه المحركات ثنائية الشوط والبطيئة السرعة باستعمال تقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي، التي تحقن اليوريا في تيار العادم، ما يحول أكسيد النيتروجين إلى نيتروجين وبخار ماء.

من ناحيتهم، يستفيد مصنعو الشواحن التوربينية من الرؤى التي تولدها البيانات في الوقت الفعلي من الشواحن التوربينية والمحركات للسماح لمشغلي السفن بتحسين الأداء ودورات الصيانة، وتقليل النفقات التشغيلية والامتثال لمعايير انبعاثات الكربون والوقود البحري لدى الاتحاد الأوروبي.

بالإضافة إلى ذلك، فإن استبدال مكونات الشاحن التوربيني مثل حلقات الفوهة وشفرات التوربينات وعجلات الضاغط يمكن أن يساعد في تحسين الكفاءة لمخرجات المحرك المخفضة في تطبيقات الحد من طاقة المحرك المستخدمة لتحسين استهلاك الوقود ومؤشر كثافة الكربون للسفينة الحالية.

ومن الواضح أن كفاءة الشواحن التوربينية ومرونتها ستظلان مهمتان في تحول قطاع الشحن إلى الوقود منخفض الكربون أو المحايد كربونيًا.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصدر..