توصّلت دراسة حديثة إلى تحسين أنظمة إنتاج الهيدروجين من مياه البحر، مع خفض التكلفة المستوية للهيدروجين بنسبة تتراوح بين 10% و20%.
ووفق بيان صحفي حصلت عليه منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)؛ فإن مشروع "آي بي أو إس إتش" IPOSH (تصميم العمليات المبتكرة لإنتاج الهيدروجين من مياه البحر)، راجَعَ تصاميم أجهزة التحليل الكهربائي وكفاءتها على المدى الطويل لتعزيز دور الهيدروجين المُنتج من مياه البحر.
وتنفذ هذا المشروع شركات إتش 2 سي (H2sea) وبوش ثين ميتال تكنولوجيز (Bosch Thin Metal Technologies) وتي إن أو (TNO).
ورغم النجاح في خفض التكلفة؛ فإن تداعيات هذا الأمر تتوقف -بشكل كبير- على إمكان ترجمة نهج تكامل النظام الجديد إلى تطبيقات تجارية واقعية.
مزايا إنتاج الهيدروجين من مياه البحر
يُعد الهيدروجين الأخضر المُنتَج من مياه البحر وسيلةً حاسمةً لخفض التكلفة المستوية للهيدروجين.
ونظرًا إلى سرعات الرياح الأعلى والأكثر ثباتًا، يعتقد المُؤيِّدون أن هذا يُمكن أن يُعزِّز مُعاملات قدرة النظام ويُخفِّض تكاليف الكهرباء، التي قد تُشكِّل ما يصل إلى 70% من تكاليف إنتاج الهيدروجين الأخضر.
علاوةً على ذلك، من خلال إنتاج الهيدروجين بالقرب من محطات توليد طاقة الرياح البحرية، يُمكن للمُطوِّرين تجنُّب الحاجة إلى ربط جميع التوربينات بشبكة الكهرباء الرئيسة؛ ما يُقلِّل من الاختناقات والتأخيرات.
ووفق المعلومات التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة، تُصمم مداخن أجهزة التحليل الكهربائي عادةً في البداية، ثم تُختَار موازنة المداخن (BoS) وموازنة الوحدة (BoP) لاستيعابها.
ومع ذلك، يُعَد مشروع آي بي أو إس إتش (IPOSH) من أوائل المشروعات في العالم التي تولي أهمية متساوية لجميع المكونات منذ البداية.
وضمِن هذا النهج المتكامل تحقيق وفورات في التكاليف من خلال التحسين المتزامن، بدلًا من إعادة تركيب عناصر في مداخن مصممة مسبقًا، وفق ما جاء في البيان الذي نشرته شركة "إتش 2 سي".
ومن خلال تصميم النظام الشامل، سعى المشروع إلى تحقيق مستوى أعلى من الكفاءة والفاعلية من حيث التكلفة.
وتُقدَّر تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر في أوروبا حاليًا بنحو 8 يورو/كيلوغرام (8.93 دولارًا/كيلوغرام)؛ وإذا صحَّت نتائج الدراسة، فقد تُخفِّض التكاليف بما يصل إلى نحو 1.60 يورو/كيلوغرام (1.79 دولارًا/كيلوغرام).
تكلفة إنتاج الهيدروجين من مياه البحر
علاوةً على ذلك، استعمل مشروع آي بي أو إس إتش (IPOSH) "منهجيةً قائمةً على دورة الحياة" لتقييم العناصر الرئيسة، مثل تصميم المصنع والنقل والتركيب والصيانة والتشغيل وإيقاف التشغيل.
ومن خلال تحليل قائم على النماذج، قيّم المشروع معدلات استبدال المداخن في ظل سيناريوهات تشغيلية مختلفة وأحجام وحدات مختلفة لتعزيز الكفاءة وطول العمر.
وكان من أبرز محاور المشروع وضع المتطلبات العامة للتحليل الكهربائي البحري، مع مراعاة عوامل مثل بصمة النظام، واحتياجات الصيانة، والأثر البيئي.
وأفاد البيان الصادر عن شركة "إتش 2 سي": "من خلال تطبيق نهجٍ هندسيٍّ للنظام، ضَمن الشركاء تحسين نظام التحليل الكهربائي بشكلٍ شاملٍ، بدلًا من تقييده بقيود التصميم الحالية".
وأضاف: "سيُمكّن هذا من تحديد التكوينات الأكثر فاعليةً من حيث التكلفة، والأكثر قابليةً للتطوير لإنتاج الهيدروجين من مياه البحر في المستقبل".
ويأخذ النهج الجديد في الحسبان تكاليف رأس المال وأنماط التشغيل ودورات الصيانة وإيقاف التشغيل في البيئات البحرية؛ وهي عوامل غالبًا ما تُغفل في التقييمات التقنية والاقتصادية للهيدروجين في المراحل المبكرة.
ووفق المعلومات التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة، شملت متغيرات النمذجة الرئيسة حجم الوحدات، وسهولة الوصول للصيانة، وتكرار استبدال المداخن ولوجستياتها في ظل الظروف البحرية القاسية.
ومن خلال محاكاة سيناريوهات تشغيلية متعددة، تمكّنت الدراسة من تحديد عوامل التصميم التي تُطيل عمر المداخن وتُقلل من التدخلات غير المجدولة؛ وهما عاملان عادةً ما يُؤديان إلى ارتفاع تكاليف الهيدروجين المُنتج من مياه البحر.
كما ركّز المشروع على لوجستيات النقل والتركيب، والتي غالبًا ما تُغفَل في بيئات البحث والتطوير، ولكنها تُعدّ ذات أهمية مادية لاقتصادات مشروعات إنتاج الهيدروجين من مياه البحر، وفق ما نقلته منصة "إنرجي نيوز" (Energy News).
وأُخِذت في الحسبان الخطوط تحت سطح البحر، وحدود الأحمال الهيكلية، واستقرار المنصة في تصميم المشروع؛ ما يضمن عدم تعويض انخفاض التكاليف بتجاوزات في مراحل التنفيذ.
موضوعات متعلقة..
- أول مشروع صيني لإنتاج الهيدروجين من مياه البحر يبدأ التشغيل التجريبي
- إنتاج الهيدروجين من مياه البحر.. شركة نفط صينية تحقق إنجازًا مهمًا
- تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر ليست عائقًا أمام انتشاره (تقرير)
اقرأ أيضًا..
- أحدث توقعات الطلب على النفط والمعروض من 3 مؤسسات كبرى (تقرير)
- أنس الحجي: السعودية لن تستورد الغاز المسال.. وهذه خططها لمستقبل أرامكو
- أكبر الدول في إضافات سعة الطاقة الشمسية حتى 2029
- سوق بطاريات تخزين الكهرباء في أوروبا تسجل نموًا بطيئًا خلال 2024
المصادر:
- خفض تكلفة إنتاج الهيدروجين من مياه البحر من الموقع الرسمي لشركة "إتش 2 سي".
- معلومات إضافية عن مشروع إنتاج الهيدروجين من مياه البحر من منصة "إنرجي نيوز".
