اليابان تنفق 242 مليون دولار لخلط الأمونيا الخضراء بالفحم في محطات الكهرباء
تنفق الحكومة اليابانية 27.9 مليار ين (242 مليون دولار) على الإعانات لمشروعين تجريبيين يهدفان إلى حرق ما لا يقل عن 50٪ من الأمونيا (المنتج من الهيدروجين) بالفحم في محطات الطاقة بحلول عام 2029.
ستستثمر شركة JERA ، أكبر مولِّد للطاقة في اليابان ، 17.3 مليار ين (150 مليون دولار) أخرى في مشاريع خفض الانبعاثات بقيمة 45.2 مليار ين (392 مليون دولار).
في العام الماضي، بدأت الشركة، مشروع مشترك بين موردي الكهرباء Tokyo Electric Power و Chubu Electric Power – في إضافة كميات صغيرة من الأمونيا إلى وحدة 1 جيجاواط في محطة Hekinan لتوليد الطاقة التي تعمل بالفحم بقدرة 4.1 جيجاوات في وسط اليابان كجزء من خطة لتحقيق 20٪ من الأمونيا في إطلاق النار المشترك بحلول عام 2025.
وبموجب التمويل الجديد، تخطط JERA وشريكتها IHI Corp لرفع هذا المعدل إلى 50٪ بحلول مارس 2029.
وفقًا لحسابات إعادة الشحن، استنادًا إلى متوسط عامل قدرة المصنع الذي يعمل بالفحم البالغ 53.5٪ ، سيتطلب هذا 1.2 مليون طن من الأمونيا سنويًا، أي ما يقرب من 0.7٪ من الإمداد العالمي السنوي الحالي.
ويهدف المشروع الثاني إلى تحقيق نفس المستوى من الحرق المشترك في محطتين لتوليد الطاقة غير معروفين بأنواع مختلفة من الغلايات التي تنتجها شركة Mitsubishi Heavy Industries ، وذلك بحلول مارس 2029 أيضًا.
إنتاج الأمونيا العالمي يبلغ 176 مليون طن نتائج العام في حوالي 620 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويا، وفقا لوكالة الطاقة الدولية (IEA) – ما يقرب من 1.7٪ من الانبعاثات العالمية.
يتم إنتاج الأمونيا، التي تستخدم بشكل أساسي اليوم لإنتاج الأسمدة والمواد الكيميائية، حاليًا عن طريق الجمع بين الهيدروجين الرمادي المشتق من الوقود الأحفوري بلا هوادة والنيتروجين من الهواء، في عملية كثيفة الطاقة تُعرف باسم Haber-Bosch ، لا تذكر JERA ما إذا كان الهيدروجين المستخدم في إنتاج الأمونيا سيكون رماديًا أو أزرق (رمادي ولكن مع احتجاز الكربون وتخزينه) أو أخضر (مشتق باستخدام الطاقة المتجددة لتقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين).
حرق الأمونيا (NH 3 ) لا تنتج ثاني أكسيد الكربون، ولكن لا نتيجة في انبعاثات كبيرة من أكسيد النيتروز (أكسيد النيتروجين)، والذي هو 298 مرة أكثر قوة الغاز المسببة للاحتباس الحراري من CO 2 – على الرغم من هذه الانبعاثات يمكن التقاطها في غازات المداخن مع تجاريا التكنولوجيا المتاحة.
على الرغم من أنه من الممكن إنتاج الأمونيا من الهيدروجين الأخضر وتزويد عملية هابر بوش بالطاقة المتجددة فإن مثل هذه “الأمونيا الخضراء” بالكاد توجد خارج المختبرات والمشاريع التجريبية.
وبالتالي فإن استبدال هذه “الأمونيا الرمادية” بالصنف الأخضر سيكون مفيدًا للغاية لكوكب الأرض، ولكنه سيتطلب كميات هائلة من مصادر الطاقة المتجددة.
وفقًا لحسابات إعادة الشحن، سيتطلب كل طن من الأمونيا الخضراء 8.85 ميجاوات/ ساعة من الطاقة المتجددة لإنتاج الهيدروجين الأخضر المطلوب، و 5.53 ميجاوات إضافية لتشغيل عملية هابر بوش بالكهرباء وحدها. لذا فإن استبدال الأمونيا الرمادية اليوم بالأخضر سيتطلب 2530 تيراواط ساعة من الطاقة المتجددة – 30٪ من إمدادات الطاقة المتجددة العالمية (8300 تيراواط ساعة) التي تتوقعها وكالة الطاقة الدولية في عام 2021.
ومع ذلك، فإن بعض الدول، مثل اليابان وكوريا الجنوبية، وكذلك صناعة الشحن، تتطلع إلى زيادة الطلب على الأمونيا الخضراء من خلال استخدامها كوقود، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أنها أسهل في النقل من الهيدروجين وتحتوي على طاقة أكبر بكثير من حيث الحجم.
في حين أن طنًا من الأمونيا الخضراء يتطلب 14.38 ميجاوات في الساعة لإنتاجه، فإنه يولد فقط ما يعادل 5.16 ميجاوات في الساعة عند الاحتراق، مما يقلل إلى 1.96 ميجاوات في الساعة في محطة الطاقة التي تعمل بالفحم عند افتراض كفاءة مولد التوربينات البخارية بنسبة 38٪، مما يجعلها طريقة غير فعالة بشكل لا يصدق لإنتاج الكهرباء.
تهتم اليابان باستيراد كميات كبيرة من الهيدروجين والأمونيا كجزء من هدفها المتمثل في الوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050 لمجرد أن الدولة الجزيرة ليس لديها الكثير من البدائل – ليس لديها الكثير من الأراضي المتاحة لإنتاج الرياح و الطاقة الشمسية وموقعها المنعزل والمياه العميقة المحيطة بها تجعل من الصعب استيراد الكهرباء عبر الكابلات.
لكن بول مارتن، الشريك المؤسس لتحالف علوم الهيدروجين، يقول إن خطة 392 مليون دولار هي “إهدار أخضر” ، مضيفا أنه “من الواضح أن اليابانيين في ورطة عميقة في مستقبل منزوع الكربون وهم يتشبثون بشدة بالقش لحل مشاكل استيراد الطاقة – لكن الأمونيا؟
وكتب في منشور على موقع لينكد إن، سيكون على الأقل خمسة أضعاف تكلفة الطاقة التي يستخدمها منافسوهم الاقتصاديون لتغذية اقتصاداتهم بالجول الواحد، “إن استخدام الأمونيا كوقود ممكن، ولكن بالنسبة للتطبيقات الثابتة مثل محطات الطاقة التي تستخدم أكثر من أحيانًا كوقود احتياطي للطوارئ، فهذا أمر مشكوك فيه للغاية. إطعامها كعلف مشترك لمصانع الفحم غير الفعالة؟ هذا مجرد جنون “.
ويضيف، أنه سيكون من المنطقي إنتاج الأمونيا من الهيدروجين الأخضر “في أماكن ذات قدرة عالية على الطاقة المتجددة ولا يوجد سوق كهربائي محلي، ولكن يجب استخدامه لاستبدال الأمونيا السوداء (على سبيل المثال، الرمادي)، وهو كل ما يمكنك شراؤه اليوم – لا ينبغي إهداره كوقود!”
ستقوم JERA ، جنبًا إلى جنب مع Tepco والشركة الهندسية التي تركز على الوقود الأحفوري Chiyoda ، باستثمار 24 مليار ين إضافي – سيتم توفير 20 مليار ين منها من قبل الحكومة اليابانية – لتطوير محفزات جديدة لتخليق الأمونيا لتحسين كفاءة المحفزات الحالية المستخدمة في عملية هابر بوش.
