تستعد الصين لإطلاق مشاريع واسعة النطاق لتحويل الفحم إلى هيدروجين

بدأت الصين عملياتها التجارية في أول منشأة لتحويل الفحم إلى مواد كيميائية باستخدام الهيدروجين الأخضر. تعرف على كيفية دمج غاز الهيدروجين معالغاز الصناعيالعمليات القائمة علىأول أكسيد الكربونوالهيدروجين، بالإضافة إلى التحديات والتكاليف والسياق العالمي.

دخلت الصين مرحلة جديدة من ابتكارات الغازات الصناعية، حيث بدأ أول مجمع لتحويل الفحم إلى مواد كيميائية، والذي يستخدم غاز الهيدروجين الأخضر، عملياته التجارية، وفقًا لما ذكرته محطة التلفزيون الحكومية CCTV، كما نقلت عنه وكالة رويترز. وتتولى شركة داتانغ المملوكة للدولة تشغيل المشروع، الذي يضم محطة هجينة لتوليد الطاقة من الرياح والطاقة الشمسية بقدرة 150 ميغاواط لتوفير الطاقة المتجددة.

نطاق الإنتاج وإعداده

ومن المتوقع أن ينتج هذا المرفق إنتاجاً سنوياً يعادل 70.59 مليار متر مكعب من غاز الهيدروجين، مدعوماً بالطاقة المتجددة الموجودة في الموقع.
يهدف الموقع، من خلال الجمع بين التحليل الكهربائي وطاقة الرياح والطاقة الشمسية، إلى تقليل الاعتماد على الهيدروجين التقليدي القائم على الوقود الأحفوري ضمن سلسلة قيمة الغاز الصناعي التي تعتمد تقليديًا على الفحم.

كيف تتم عملية تحويل الفحم إلى مواد كيميائية

تقوم محطات تحويل الفحم إلى مواد كيميائية عادةً بتحويل الفحم إلى غاز لإنتاج غاز التخليق (الغاز التخليقي)، وهو مزيج من أول أكسيد الكربون والهيدروجين.

يمكن تحويل هذا الغاز التخليقي إلى أمونيا وميثانول وأوليفينات، بالإضافة إلى منتجات أخرى. ولم يفصح المشغل عما إذا كان هذا المصنع سينتج هذه المشتقات في هذه المرحلة.
لماذا يتم دمج الهيدروجين الأخضر؟

الهدف هو خفض انبعاثات دورة الحياة في قطاع يهيمن عليه الفحم مع الحفاظ على إنتاج الغازات الصناعية الوسيطة الرئيسية مثل الهيدروجين وأول أكسيد الكربون.

يمكن أن يؤدي استخدام الكهرباء المتجددة لإنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق التحليل الكهربائي إلى تعويض جزئي لكثافة الكربون في تيارات الغاز التخليقي التي تبدأ بالفحم.
التحديات والتكاليف الرئيسية

ارتفاع التكلفة: لا يزال الهيدروجين الأخضر أغلى من البدائل القائمة على الوقود الأحفوري. وتشير التقديرات الحالية إلى أن سعر الهيدروجين الأخضر يتراوح بين 2.28 و7.39 دولارًا أمريكيًا للكيلوغرام، مقابل ما يقارب 0.67 إلى 1.31 دولارًا أمريكيًا للكيلوغرام للهيدروجين الرمادي.

البنية التحتية: تتطلب سعة المحلل الكهربائي، والربط الشبكي، وإمدادات المياه، وأنظمة التخزين/الضغط لغاز الهيدروجين استثمارات كبيرة.

التكامل التقني: يؤدي مزج الهيدروجين الإلكتروليتي في تيارات الغاز التخليقي المشتق من الفحم إلى ظهور تحديات تتعلق بالتحكم في العملية والنقاء والموثوقية في إنتاج الغاز الصناعي على نطاق واسع.

المخاوف المتعلقة بالسلامة والبيئة: تتطلب إدارة قابلية الاشتعال، والكشف عن التسرب، وانبعاثات دورة الحياة (بما في ذلك التعامل مع أول أكسيد الكربون والمنتجات الثانوية المحتملة لثاني أكسيد الكربون) أنظمة قوية للصحة والسلامة والبيئة.
سياق الفحم في الصين

تستهلك الصين من الفحم أكثر مما تستهلكه بقية دول العالم مجتمعة، حيث تمثل أكثر من نصف الاستهلاك العالمي.
يتم حرق حوالي ثلثي الفحم في الصين لتوليد الطاقة، مما يؤكد أهمية - وصعوبة - إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة والكهرباء في نفس الوقت.
المشهد السياسي العالمي

في مؤتمر الأطراف الثلاثين (COP30) في البرازيل، كشف تحالف تجاوز الفحم (PPCA)، الذي يعمل مع 29 دولة ومؤسسات مالية ومنظمات شريكة، عن خارطة طريق لتسريع التخلص التدريجي من الفحم وتحويل التعهدات إلى تنفيذ.

وكما أشارت الوزيرة الكندية جولي دابروسين، الرئيسة المشاركة لـ PPCA، فإن التحول من الفحم إلى الطاقة منخفضة الكربون والتكنولوجيا النظيفة يُنظر إليه بشكل متزايد على أنه أمر لا مفر منه من أجل النمو الاقتصادي وحماية البيئة.

توقعات السوق

أفادت وكالة الطاقة الدولية أن الطلب العالمي على الفحم بلغ مستوى قياسياً في عام 2024، مدفوعاً بالصين والهند والاقتصادات الآسيوية الناشئة الأخرى، مما يسلط الضوء على حجم التحدي الانتقالي.

قد تكون المشاريع التي تجمع بين مصادر الطاقة المتجددة وإنتاج غاز الهيدروجين داخل مجمعات تحويل الفحم إلى مواد كيميائية بمثابة خطوات مؤقتة لتقليل الانبعاثات عبر سلاسل إمداد الغاز الصناعي التي تعتمد على أول أكسيد الكربون والهيدروجين.

تُمثل خطوة الصين الرائدة في دمج الهيدروجين الأخضر في منشأة لتحويل الفحم إلى مواد كيميائية حالة اختبارية هامة. فإذا أمكن التغلب على العوائق التقنية والتكاليف، فإن مزج الهيدروجين المُنتَج بالتحليل الكهربائي مع الغاز التخليقي المُستخلص من الفحم قد يُقلل الانبعاثات من عمليات الغاز الصناعية مع الحفاظ على إنتاج المواد الوسيطة الحيوية مثل غاز الهيدروجين وأول أكسيد الكربون.