انضمت التوربينات الغازية إلى الجدل الدائر حول المعدّات القابلة للتشغيل بمزيج الهيدروجين ومشتقاته، في إطار محاولات تقليل البصمة الكربونية.

ويؤدي الهيدروجين والأمونيا دورًا فاعلًا بوصفهما أنواع وقود بديلة يمكنها تشغيل التوربينات صغيرة الحجم، خاصة في ظل نمو الطلب على استعمال الوقود النظيف في التطبيقات المختلفة.

وتُعرَف توربينات الغاز بوصفها محركات احتراق تستعمل غالبًا في محطات توليد الكهرباء، وتقوم بدور الوسيط في تحويل الوقود إلى طاقة تُشغّل مولدات إنتاج الكهرباء.

ويجري ذلك عبر تسخين الهواء والوقود في درجات حرارة عالية للغاية لدفع التوربينات للتحرك، حسب دليل مفاهيم التقنيات لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

وتزجّ الصناعات ببدائل الوقود النظيفة في التطبيقات كثيفة الاستهلاك، محاولةً لخفض الانبعاثات.

التوربينات الغازية

تشارك التوربينات الغازية بحصّة 23% من توليد الكهرباء العالمي، ومؤخرًا ظهرت توربينات صغيرة الحجم بقدرة 500 كيلوواط أكثر مرونة في استيعاب أنواع وقود مختلفة، من بينها: الغاز الطبيعي والهيدروجين ومشتقاته، مثل الأمونيا.

ويمكن أن تستفيد صناعة التوربينات بحجم الطلب على الهيدروجين الذي زاد 3 أضعاف خلال العقد الماضي، إذ تُشير هذه الزيادة إلى حالة اليقين في دمجه بالتطبيقات الخضراء بدلًا من استمرار العمل بالمصادر التقليدية.

ويتوافق دعم نشر التوربينات القابلة للتشغيل بأنواع وقود متعددة مع السياسات العالمية الداعمة لخفض الكربون، إذ تفتح المجال أمام المزج بين الهيدروجين والأمونيا، ما يضرب عصفورين بحجر واحد، بدعم استقلال الطاقة والحفاظ على البيئة.

وهنا يأتي دور الهيدروجين والأمونيا للإسهام في خفض انبعاثات ما يقارب "ربع" إجمالي إنتاج الكهرباء المولدة من هذه التوربينات، إذ قد يؤدي مزيج الوقودين إلى تعزيز كفاءة الطاقة عبر توليد الكهرباء والاستفادة من الحرارة في الوقت ذاته.

مزج الهيدروجين والأمونيا في التوربينات

يحتاج مزج الهيدروجين والأمونيا في التوربينات الغازية المزيد من البحث والتطوير، لضمان معالجة تحديات احتراق الأمونيا.

ويعدّ نجاح تجربة المزج بين أنواع الوقود المختلفة في تشغيل توربينات الغاز مرهونًا بقدرتها على خفض الانبعاثات وضمان الحفاظ على أداءها على حدّ سواء.

ورغم أن الأمونيا أحد مشتقات الهيدروجين، فإن خصائص كل منهما مختلفة، وفق ما استعرضه موقع إنرجي نيوز.

• الهيدروجين:

يتمتع الهيدروجين بكفاءة طاقة عالية، تؤهّله إمكاناته لأداء دور قوي في مجال الطاقة، وتتلخص تحدياته في مشكلات التخزين، إذ يحتاج إلى أوعية وصهاريج متطورة.

• الأمونيا:

تُستعمل الأمونيا عادةً ضمن أسمدة القطاع الزراعي المستدامة المنخفضة أو الخالية من الكربون، وتمتاز بقدرتها على خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

وتكمن تحدياتها في قدرتها البطيئة على التسخين وإظهار تدرُّج حراري ضعيف، ما يؤدي في النهاية إلى عرقلة قدرة التوربينات على التسخين، لقدرة الأمونيا المنخفضة على التفاعل مع الحرارة.

وتشير خصائص وتحديات الوقودين إلى تباين ردّة فعل كل منهما في حالة الدمج بينهما بصفتهما وقودين خلال تشغيل التوربينات الغازية.

ويقترح علماء تغيير بعض النسب في المزيج لضمان عملية تسخين جيدة، إذ من المأمول أن يؤدي مزجهما (بنسب معدلة) إلى تجنّب التحديات وتحقيق التوازن، ومن ثم تشغيل التوربينات صغيرة الحجم ببدائل وقود نظيفة.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر:

1. فرص وتحديات مزج الهيدروجين والأمونيا في توربينات الغاز، من إنرجي نيوز.