تتميز الأمونيا الخضراء بمكانة محورية في استراتيجيات التحول الطاقي عبر 6 تطبيقات أساسية ، حيث تُمثّل جسرًا حيويًا لنقل وتوزيع الطاقة المتجددة مما يجعلها ركيزة لا غنى عنها لمستقبل طاقة أنظف وأكثر استدامة.
نتناول في هذا المقال تعريف الأمونيا الخضراء، ونستعرض طرق إنتاجها المبتكرة، وأهميتها المتزايدة كوقود مستقبلي واعد وكأداة فعالة لمواجهة تحديات الانبعاثات الكربونية في سياق التحول العالمي الحثيث نحو الطاقة النظيفة.
جدول المحتويات
ما هي الأمونيا الخضراء؟
الأمونيا الخضراء هي الأمونيا التي يتم إنتاجها بالكامل من خلال عمليات لا تتسبب في انبعاثات كربونية أو تكون ذات انبعاثات منخفضة جدًا. يكمن الفرق الجوهري بينها وبين الأمونيا التقليدية في مصدر الطاقة وطريقة الحصول على الهيدروجين اللازم لعملية التفاعل.
طرق إنتاج الأمونيا الخضراء
العملية الأساسية لإنتاج الأمونيا الخضراء تتكون من خطوتين رئيسيتين:
1. إنتاج الهيدروجين الأخضر (Green Hydrogen)
بدلاً من استخدام الهيدروجين المشتق من الوقود الأحفوري (الهيدروجين الرمادي)، يتم الحصول على الهيدروجين عبر عملية التحليل الكهربائي للماء (Electrolysis) باستخدام الكهرباء المولدة من مصادر طاقة متجددة حصريًا.
-
المصادر المتجددة: تشمل الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الكهرومائية.
-
التفاعل الأساسي: يتم فصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام تيار كهربائي.
2. عملية هابر-بوش
يتم دمج الهيدروجين الأخضر الناتج مع النيتروجين المأخوذ من الهواء، وعادةً ما يتم ذلك باستخدام وحدة فصل الهواء (Air Separation Unit – ASU). ثم يتم التفاعل بين الغازين في مفاعل هابر-بوش بوجود محفز (عادةً ما يكون الحديد) وتحت ضغط ودرجة حرارة عالية لإنتاج الامونيا الخضراء من العملية، تكون انبعاثات الكربون الناتجة عن عملية هابر-بوش شبه معدومة، حيث أن الكهرباء اللازمة لتشغيل المفاعل وتوليد الهيدروجين تأتي من مصادر متجددة.
تطبيقات الأمونيا الخضراء
الأمونيا الخضراء ليست مجرد بديل صديق للبيئة، بل هي حامل طاقة متعدد الاستخدامات يمكن أن يلعب دورًا محوريًا في إزالة الكربون من قطاعات يصعب تحويلها:
1. إزالة الكربون من الصناعة (Decarbonizing Industry)
تُستخدم الأمونيا بشكل واسع كأسمدة زراعية من إنتاج الأمونيا الخضراء يزيل على الفور ما يقرب من 2% من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، وهو ما يمثل خطوة عملاقة في إزالة الكربون من القطاع الصناعي الأساسي.
- الأسمدة الخالية من الكربون : الاستخدام الرئيسي للأمونيا هو في إنتاج الأسمدة النيتروجينية، وتوفير الأمونيا الخضراء يزيل بشكل فعال انبعاثات الكربون من سلسلة إمداد الغذاء العالمية.
2. إزالة الكربون من توليد الطاقة (Decarbonizing Power Generation)
في الوقت الحالي، تُستخدَم الامونيا الخضراء كوقود مساعد في محطات الطاقة الحرارية لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين. مستقبلاً، يمكن حرق الأمونيا الخضراء مباشرة في:
-
محطات الطاقة الحرارية: يمكن استخدام الأمونيا لتشغيل محطات الطاقة الحالية (التي تعمل بالفحم أو الغاز) عبر خلطها مع الوقود التقليدي، أو تحويل المحطات بالكامل لحرق الأمونيا.
-
خلايا الوقود: يمكن استخدام الأمونيا كوقود في بعض أنواع خلايا الوقود لإنتاج الكهرباء مباشرة.
3-تخزين الهيدروجين
يواجه الهيدروجين الأخضر تحديات في التخزين والنقل بسبب حاجته إلى التسييل عند درجات حرارة منخفضة جداً أو التخزين تحت ضغط عالٍ. يمكن تحويل الهيدروجين إلى أمونيا عن طريق إضافة النيتروجين . يمكن تسييل الأمونيا مما يجعلها أسهل وأرخص بكثير في التخزين والنقل بكميات كبيرة.
4- نقل الطاقة العالمية
يمكن نقل الأمونيا الخضراء بسهولة عبر الناقلات البحرية والبنية التحتية القائمة (التي كانت تُستخدَم للأمونيا التقليدية). هذا يتيح للدول التي لديها وفرة في مصادر الطاقة المتجددة (مثل المناطق ذات الإشعاع الشمسي العالي) أن تصدّر الطاقة المتجددة على شكل أمونيا إلى الدول المستهلكة (مثل اليابان وكوريا وأوروبا).
الأمونيا الخضراء سهلة التسييل والنقل مقارنة بالهيدروجين المسال، مما يجعلها وسيلة مثالية لنقل الهيدروجين الأخضر لمسافات طويلة عبر الحدود الدولية ويكمن تحويلها مرة أخرى إلى هيدروجين نقي وذلك من خلال محطة تكسير” الأمونيا لاستخدامه في خلايا الوقود أو العمليات الصناعية الأخرى.
5. وقود الشحن والنقل البحري
يُعدّ قطاع الشحن البحري العالمي من أصعب القطاعات في إزالة الكربون، حيث يعتمد حالياً بشكل كبير على زيت الوقود الثقيل وتُعد الأمونيا الخضراء سائلًا فعالًا من حيث كثافة الطاقة (بالحجم) ويمكن تخزينها ونقلها بسهولة نسبيًا عند ضغط ودرجات حرارة معتدلة و يُنظر إليها على أنها وقود مستقبلي رئيسي للسفن التجارية الكبيرة، مما يساهم في خفض انبعاثات قطاع الشحن البحري، وهو قطاع يصعب تزويده بالكهرباء.
6. توليد الطاقة (الاحتراق المشترك)
يمكن حرق الأمونيا الخضراء في محطات الطاقة التقليدية كمزيج مع الفحم أو الغاز الطبيعي (الاحتراق المشترك) لخفض انبعاثات الكربون، أو حتى حرقها بنسبة 100% في توربينات الغاز المصممة خصيصًا لذلك.
ختاما،تتزايد مشاريع الأمونيا العالمية لا سيما في المناطق التي تتمتع بموارد وفيرة للطاقة الشمسية والرياح، مثل الشرق الأوسط وشمال إفريقيا وأستراليا. مع انخفاض تكاليف الطاقة المتجددة وزيادة كفاءة المحللات الكهربائية، من المتوقع أن تصبح الأمونيا الخضراء قادرة على المنافسة مع الأمونيا التقليدية في السنوات القادمة، مما يجعلها حجر الزاوية في استراتيجيات إزالة الكربون العالمية.
فيديو .. الامونيا الخضراء و مجالات استخداماتها
المراجع :
- الأمونيا الخضراء بين الفرص والتحديات – المركز المصري للفكر والدراسات الاستراتيجية
- إنتاج الأمونيا من الهيدروجين – arena.gov
- إنتاج الأمونيا الخضراء – accelerazero
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
