وقود الأمونيا تكتسب اهتمامًا متزايدًا في السنوات الأخيرة كلاعب رئيسي في جهود التحول الطاقي العالمي وتتميز بـ 4 خصائص تجعلها خيار المستقبل للطاقة النظيفة وعلى الرغم من استخدامها التقليدي في صناعة الأسمدة، إلا أن خصائصها الكيميائية والفيزيائية تجعلها مرشحًا واعدًا للعب دور محوري كوقود خالٍ من الكربون وناقل فعال للهيدروجين النظيف حيث يُنظر إليها إما كوقود مباشر منخفض الانبعاثات أو كناقل فعال للهيدروجين.
و نتناول خلال هذا المقال بالتفصيل إجراءات أهمية وقود الأمونيا والأسباب التي تجعلها ركيزة أساسية في خطط التحول الطاقي و عنصر هام في مسيرة الطاقة المستدامة الخضراء .
جدول المحتويات
مميزات وقود الأمونيا
يتميز وقود الأمونيا بعدة خصائص تجعلها جذابة في سعي العالم نحو الحياد الكربوني:
1-خالية من الكربون
لا تحتوي الأمونيا على ذرات كربون، لذا فإن احتراقها الكامل ينتج عنه النيتروجين وبخار الماء فقط، مما يجعلها وقودًا عديم الانبعاثات الكربونية عند الاستخدام.
2-ناقل فعال للهيدروجين
تحتوي الأمونيا على حوالي 18% من الهيدروجين من حيث الوزن، مما يجعلها وسيلة أكثر سهولة وكثافة لنقل وتخزين الهيدروجين مقارنةً بالهيدروجين المسال نفسه، والذي يتطلب درجات حرارة منخفضة جداً وضغوط عالية.
3-سهولة التخزين والنقل
يمكن تسييل الأمونيا عند ضغط معتدل أو درجة حرارة تبلغ حوالي -33 درجة مئوية مما يسهل نقلها وتخزينها باستخدام البنية التحتية الحالية المماثلة لتلك المستخدمة في الغازات البترولية المسالة (LPG)، وهي ميزة لا يمتلكها الهيدروجين.
4-كثافة طاقة عالية
يتميز وقود الأمونيا بكثافة طاقة حجمية عالية مقارنة بالهيدروجين، مما يقلل من أحجام التخزين المطلوبة، وهذا مفيد بشكل خاص في قطاع النقل البحري والقطاعات الثقيلة.
دور الأمونيا كوقود في خطط التحول الطاقي
تبرز أهمية وقود الأمونيا في خطط التحول للطاقة النظيفة من خلال ثلاث قطاعات رئيسية:
1. قطاع النقل البحري
يُعد النقل البحري من القطاعات التي يصعب إزالة الكربون منها (Hard-to-Abate)، ويعتبر وقود الأمونيا لتمكين السفن من الوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2050 و تعمل الشركات على تطوير محركات بحرية مزدوجة الوقود قادرة على العمل بالأمونيا.
2. توليد الكهرباء
يمكن استخدام وقود الأمونيا في محطات الطاقة الحرارية بدلاً من الوقود الأحفوري مباشرةً، أو يمكن تكسيرها لإنتاج الهيدروجين الذي يُستخدم بعد ذلك في توربينات الغاز أو خلايا الوقود.
تساعد الأمونيا على موازنة عدم انتظام مصادر الطاقة المتجددة (مثل الرياح والشمس)، حيث يمكن استخدام الطاقة الفائضة لإنتاج الأمونيا (الأمونيا الخضراء) وتخزينها، ثم استخدامها لتوليد الكهرباء عند الحاجة.
3. ناقل للطاقة النظيفة (الهيدروجين)
تُستخدم الأمونيا لنقل الهيدروجين الأخضر أو الأزرق لمسافات طويلة عبر الحدود الدولية، خاصة من المناطق التي يتوفر فيها إنتاج الطاقة المتجددة (الشمس والرياح) بكميات كبيرة إلى المناطق المستهلكة للطاقة.
آليات الاستخدام الأمونيا كوقود
هناك طريقتان رئيسيتان لاستخدام الأمونيا لتوليد الطاقة:
- الاحتراق المباشر: يمكن استخدام وقود الأمونيا في محركات الاحتراق الداخلي ثنائية الوقود (Dual-Fuel Engines) والتوربينات الغازية لتوليد الكهرباء، خاصة في محطات الطاقة وقطاع الشحن البحري والاحتراق المباشر قد يؤدي إلى انبعاثات من أكاسيد النيتروجين الضارة، والتي تتطلب تقنيات للحد منها (مثل المحفزات الانتقائية).
- التكسير (التفكيك) لإنتاج الهيدروجين: تُمرر وقود الأمونيا عبر جهاز تكسير (Ammonia Cracker) يحوّلها مرة أخرى إلى غاز الهيدروجين النقي والنيتروجين ويُستخدم الهيدروجين الناتج في خلايا الوقود (مثل خلايا وقود الأكسيد الصلب SOFCs) لتوليد الكهرباء. وتسمح هذه الطريقة بتجاوز تحديات تخزين ونقل الهيدروجين، واستخدام تقنيات توليد الطاقة عالية الكفاءة والخالية مثل خلايا الوقود.
الآفاق المستقبلية والتوجهات البحثية لاستخدام الأمونيا كوقود
يلعب وقود الأمونيا وخاصة الخضراء منها دورًا حاسمًا في منظومة الطاقة المستدامة. تتجه الأبحاث والتطوير نحو جهود دعم التحول الطاقي كالتالي :
1-تحسين محركات الاحتراق
تطوير محركات وتوربينات غاز مصممة خصيصًا لحرق الأمونيا بكفاءة عالية وبأقل قدر من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون .
2-كفاءة التفكيك (Cracking Efficiency)
تطوير تقنيات تفكيك الأمونيا إلى هيدروجين بكفاءة عالية وتكلفة منخفضة لاستخدامها في خلايا الوقود النقية.
3-تصميم سفن آمنة
وضع معايير دولية لتصميم السفن وأنظمة الوقود التي تضمن أعلى مستويات السلامة عند التعامل مع الأمونيا السائلة.
ختاما يعد وقود الأمونيا عنصرًا حيويًا في مستقبل الطاقة النظيفة، خاصة في القطاعات التي يصعب كهربتها، وتتطلب جهودًا عالمية في الابتكار والسياسات لتمكينها من تحقيق إمكاناتها الكاملة كوقود وناقل للطاقة ، فالأمونيا أكثر من مجرد سماد. بل أصبحت “وقود المستقبل” الذي يمتلك القدرة على تسريع التحول الأخضر، خاصة في قطاع النقل البحري وكحامل فعال للهيدروجين. وكلمة السر في التغلب على التحديات المتعلقة بالسمية وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون و إطلاق العنان لإمكاناتها الكاملة كحل عالمي للطاقة النظيفة.
فيديو .. هل تصبح الأمونيا وقود السفن المستقبلي
المراجع :
- طاقة نظيفة بلا احتراق.. تكنولوجيا جديدة تحول الأمونيا إلى وقود-solarabic
- الأمونيا الخضراء.. خيار الوقود النظيف – vb.almahdyoon
- الأمونيا كحل ناقل للطاقة – bakerrisk
اقرأ أيضا :
- 7 مزايا لإنتاج الأمونيا الزرقاء تعرف عليها
- انبعاثات الأمونيا والبيئة : 5 مصادر رئيسية تهدد التوازن البيئي وصحة الإنسان
- 5 تقنيات حديثة لعملية تحويل الأمونيا إلى هيدروجين نظيف
- استخدامات الأمونيا الصناعية: 9 مجالات حيوية تُشكل حلول مستدامة للطاقة
- عملية هابر – بوش للأمونيا: 116 عام من الإنتاج إلي التحول المستدام
- محفزات إنتاج الأمونيا: 5 طرق حديثة لزيادة الإنتاج و نمو الاقتصاد
- سلاسل توريد الأمونيا: 4 مراحل رئيسية من المادة الخام إلى الاستهلاك العالمي
- سلامة منشآت الأمونيا: 3 أبعاد أساسية لدعم مسيرة التنمية الصناعية
- الأمونيا منخفضة الكربون : 3 قطاعات تدعم مستقبل الصناعات المستدامة
- تخزين ونقل الأمونيا : 6 طرق لضمان أقصى درجات السلامة والأمان
- الأمونيا في صناعة الأسمدة: 3 أنواع تشكّل العمود الفقري للأسواق العالمية
- تكنولوجيا تصنيع الأمونيا : 4 محطات تاريخية نحو صناعة المستقبل
- خزانات الأمونيا المبردة : 5 تطبيقات حيوية لدعم الصناعات المستدامة
- تحليل أسعار الأمونيا: 3 عوامل مؤثرة في استقرار الأسواق العالمية
- الأمونيا في صناعات التبريد: 4 مجالات حيوية صديقة للبيئة
- خصائص الأمونيا الكيميائية : 6 سِمات تَدفَع مستقبل الصناعة الحديثة
- مخاطر تسرب الأمونيا: 3 محاور رئيسية تتطلب إجراءات حماية فعّالة
- مشروعات الأمونيا في مصر: 7 كيانات نحو الأقتصاد الأخضر
- الأمونيا الخضراء : 6 تطبيقات محورية تُعيد تَشكيل قطاع الطاقة
- الأمونيا الزرقاء : 5 تطبيقات لتعزيز التحول الأخضر للطاقة والصناعة
- الأمونيا .. تطور تاريخي من القرن الـ 18 إلى آفاق الطاقة النظيفة
