هل يكون غاز الأمونيا وقودا للسفن في المستقبل؟
تبحث شركات الشحن عن بدائل نظيفة للبترول يمكن من خلالها دفع سفنها العملاقة لأيام أو أسابيع في البحر مع ترك مساحة على ظهر السفينة لنقل بضائعها، لذلك قد يكون هناك احتمالية في خلال عقد من الزمان لاستخدام مادة الأمونيا في تشغيل السفن التي تجوب المحيطات، من خلال الخطوات التي يتخذها قطاع النقل والشحن للحد من انبعاثات الكربون.
الأمونيا ومميزاتها كمصدر للطاقة
في الوقت الراهن يتم استخدام 80% من الأمونيا المنتجة في صناعة الأسمدة، ومع الضغط المتزايد على قطاع الشحن لإزالة الكربون والابتعاد عن الاعتماد على الوقود الأحفوري ، تبدو الأمونيا كبديل جيد، حيث إنه إذا تحول 30% من سفن الشحن إلى الأمونيا لاستخدامها كوقود، فإن الإنتاج الحالي سيزداد للضعف تقريباً، لكن بالطبع هناك تحديات للتوسع، ولكن التحدي الأكبر هو أن يكون إنتاج الأمونيا خاليًا من الكربون والذي سيكون له تكلفة باهظة، إلا أنه سيوفر فرصة لقطاع الشحن ولمنتجي الطاقة لتقليل انبعاثات الكربون والعمل معًا.
تتطلب أنظمة الطاقة المستقبلية طرقًا فعالة وبأسعار معقولة لتخزين الطاقة، حيث يمكن أن توفر الأمونيا نظامًا عمليًا لنقل الطاقة وتخزينها واستخدامها لتوليد الطاقة، لذلك ركزت الدراسات والبحوث في استخدام هذه المادة الكيميائية كناقل طاقة قابل للتطبيق، وحتى الآن، تم تطوير عدد من الأساليب الميكانيكية والكهربائية والحرارية والكيميائية لتخزين الطاقة، ومن غير المحتمل أن تكون حلول التخزين مثل بطاريات الليثيوم أو خلايا الأكسدة والاختزال قادرة على توفير السعة المطلوبة لتخزين الطاقة على نطاق واسع، فالآلية الوحيدة المرنة بدرجة كافية التي تسمح بتخزين كميات كبيرة من الطاقة على مدى فترات زمنية طويلة في أي مكان هي تخزين الطاقة الكيميائية.
يتم التخزين الكيميائي للطاقة من خلال مشتقات الهيدروجين أو مشتقات الهيدروجين المحايدة للكربون، وأحد الأمثلة عليها هو الأمونيا، التي تم تحديدها كوقود مستدام للتطبيقات المتنقلة والبعيدة، ويمكن الحصول على الأمونيا إما من الوقود الأحفوري أو مصادر أخرى، حيث يمكن تحويل الإمداد الكهربائي المفرط إلى شكل من أشكال الطاقة غير الكهربائية، ومن بعض مزايا الأمونيا على الهيدروجين هي انخفاض تكلفتها لكل وحدة من الطاقة المخزنة؛ أي أن تخزين الأمونيا لأكثر من 182 يومًا سيكلف 0.54 دولار/ كجم مقارنة بـ 14.95 دولارًا/ كجم لتخزين الهيدروجين النقي، وللأمونيا كثافة طاقة حجمية أعلى، كما أن إنتاجها أسهل وأكثر انتشارًا، وقدرة أفضل للمناولة والتوزيع.
خصائص الأمونيا الناتجة عن حصاد المصادر المتجددة
تمتلك الأمونيا الناتجة عن حصاد المصادر المتجددة خصائص منها:
- خالية من الكربون، وليس لها تأثير مباشر على الاحتباس الحراري ، ويمكن تصنيعها باستخدام عملية خالية تمامًا من الكربون من مصادر الطاقة المتجددة.
- لديها كثافة طاقة تبلغ 22.5 ميجا جول/ كجم، مماثلة لتلك الموجودة في الوقود الأحفوري .
- يمكن تحويلها إلى سائل بسهولة عن طريق الضغط إلى 0.8 ميجا باسكال عند درجة حرارة الغلاف الجوي.
- توجد بالفعل بنية تحتية راسخة وموثوقة لتخزين وتوزيع الأمونيا بما في ذلك خطوط الأنابيب والسكك الحديدية والطرق والسفن.
أهمية الأمونيا في السفن وصناعة الشحن العالمية
حددت دراسة استقصائية حديثة في قطاع الشحن الأمونيا كواحدة من أفضل ثلاثة أنواع من الوقود لحلول عام 2050، ويتوقع أن ينمو استخدام الأمونيا إلى 7% من الوقود بحلول عام 2030 و 20% بحلول عام 2050، وتعتبر الأمونيا أيضًا من الاستراتيجيات الوطنية لإزالة الكربون فعلى سبيل المثال، تخطط اليابان لتوسيع استخدام وقود الأمونيا إلى ثلاثة ملايين طن سنويًا بحلول عام 2030، مما يساهم في تقليل أو القضاء على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
في الآونة الأخيرة، تهدف مجموعة من المشاريع إلى بدء اختبار الأمونيا في محركات الاحتراق البحرية وتعد شركة MAN Energy Solutions الألمانية وشركة Samsung Heavy Industries الكورية جزءًا من مبادرة لتطوير أول ناقلة نفط تعمل بوقود الأمونيا بحلول عام 2024، ومن المرجح أن تهيمن الأمونيا على السفن العابرة للمحيطات، لأن الأمونيا يعد من أنواع الوقود الأقل تكلفة الذي يمكن أن يكون منعدم الانبعاثات كما يقول تريستان سميث، الباحث في معهد الطاقة بجامعة كوليدج لندن، والذي قام بتقييم أكثر من 30 نوعًا مختلفًا من وقود الشحن.
مع ذلك، يقول خبراء الصناعة إن تجديد أسطول الشحن العالمي سيكون مكلفًا للغاية، حيث يقدر الباحثون أنه ستكون هناك حاجة إلى ما يصل إلى 1.4 تريليون دولار أمريكي لتحقيق هدف المنظمة البحرية الدولية لخفض الانبعاثات، وسيتطلب القضاء التام على الانبعاثات مبلغًا إضافيًا قدره 500 مليار دولار؛ وفقًا لدراسة أجرتها لجنة من الخبراء البحريين في يناير 2020 .
