خطة مبتكرة لكهربة قطاع النقل بالكامل.. إنتاج وقود الطائرات النظيف والهيدروجين بمطار بيتسبرغ من الغاز الطبيعي
عُقدت شراكة جديدة لإنتاج وقود الطائرات النظيف والهيدروجين في أميركا؛ اعتمادًا على الغاز الطبيعي بمرحلة انتقالية لحين تحوّل قطاع النقل للكهرباء بالكامل، وذلك بابتكار يُسهم في خفض الانبعاثات بنسبة تتراوح بين 30 و50%.
ويتعاون مطار بيتسبرغ الدولي بولاية بنسلفانيا الأميركية مع شركة “سي إن إكس ريسورسيز” الواقعة بمحيط المطار لخفض الانبعاثات الكربونية من قطاع الطيران عبر إنتاج وقود الطائرات النظيف، بالاعتماد على الغاز المُنتَج من الآبار التابعة للشركة.
ولم يخلُ مشروع الشراكة الطموح بين المطار وشركة “سي إن إكس ريسورسيز” من خطط تتعلق بإنتاج الهيدروجين بوساطة الغاز الطبيعي ضمن إطار دعم مبادرات الولاية حول الهيدروجين والتقاط الكربون وتخزينه، وفق ما أوردته مجلة فوربس (Forbes) واطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.
إنتاج وقود الطائرات النظيف
أوضحت الرئيسة التنفيذية لمطار بيتسبرغ الدولي، كريستينا كاسوتيس، أن قطاع النقل الجوي يواجه ضغوطًا لخفض الانبعاثات الكربونية، مشيرةً إلى أن الالتزامات الدولية تجاه إجراء تخفيضات بالقطاع بحلول 2030 لم تقترن بإجراءات تسمح بتنفيذ التعهدات.
وقالت كاسوتيس، إنها تأمل بإحداث الشراكة بين المطار وشركة “سي إن إكس ريسورسيز” لإنتاج وقود الطائرات النظيف والهيدروجين تأثيرًا عالميًا، عبر مشروع مُبتكر يعتمد على الغاز الطبيعي المُنتج من آبار الشركة التي تقع في محيط المطار.
وتطرّقت إلى أن الالتزام بالتعهدات المناخية بمطار بيتسبرغ ومساعي إنتاج وقود الطائرات النظيف والهيدروجين لخفض لانبعاثات لم تقتصر على شركات الطيران فقط، بل امتدّت للمعدّات كافة.
وبالإضافة لذلك، رأى كبير مسؤولي الإبداع بشركة “سي إن إكس ريسورسيز”، يمي آكينكوغبي، أن الواقع يعزز استخدام الغاز الطبيعي لخفض الانبعاثات بالطيران الجوي للمطار بنسبة تتراوح بين 30 إلى 50%، بدلًا من انتظار إنتاج وقود مستدام أو كهربة قطاع الطيران بالكامل.
وأضاف آكينكوغبي أن الشراكة طويلة الأمد بين شركة “سي إن إكس ريسورسيز” ومطار بيتسبرغ الدولي -التي بدأت منذ عام 2013- تُسهم في تطوير الحلول الملائمة للمتغيرات العالمية، لا سيما أن شركته بدأت حفر آبارها لإنتاج الغاز الطبيعي عام 2014.
إستراتيجية الشراكة
تعاونت الشركة وإدارة المطار في السابق على تطوير شبكة صغيرة تعمل بالغاز الطبيعي -أيضًا- وتتضمن 5 مولدات بطاقة 20 ميغاواط، بجانب تطوير مصفوفة شمسية سعة 3 ميغاواط تزوّد المطار بالكهرباء بنسبة 100%.
وتهتم الشراكة الجديدة بإجراء انتقال تدريجي للطاقة اعتمادًا على الغاز الطبيعي لإنتاج وقود الطائرات النظيف، غير أن إستراتيجية التعاون بالمشروع الجديد مختلفة نسبيًا.
تناولت إستراتيجية الشراكة بين المطار والشركة المُنتجة للغاز جانبين، يُركّز أولهما على إنتاج الغاز الطبيعي المضغوط والغاز المسال واستخدامهما وقودًا خلال عملية الإستخراج من الآبار، عبر تقنية عكفت شركة “سي إن إكس ريسورسيز” على تطويرها.
أمّا الجانب الآخر، فيهدف لتوليد الكهرباء من خلال الاعتماد على الغاز الطبيعي المُنتَج من آبار الشركة، والاستفادة منه في تصنيع الهيدروجين وتحليله كهربائيًا، لا سيما أن ولاية بنسلفانيا تتمتع بوفرة في موارد الغاز.
وتعوّل إدارة مطار بيتسبرغ وشركة “سي إن إكس ريسورسيز” على الشراكة التي تسمح لهما بإنتاج وقود الطائرات النظيف والهيدروجين لتعزيز المبادرات المحلية على مستوى ولاية بنسلفانيا لإنشاء مركز إقليمي للهيدروجين واحتجاز الكربون وتخزينه ودعم طموحات تشكيل نظام بيئي نظيف.
خفض انبعاثات الطيران بالهيدروجين
يُستخدم الغاز الطبيعي المُنتج من آبار الشركة بمحيط المطار لصناعة وقود بديل أكثر نظافة من الوقود المستخدم حاليًا بقطاع النقل الجوي، إذ يُسهم الهيدروجين المُنتج عبر التحليل الكهربائي للغاز الطبيعي في خفض الانبعاثات الكربونية.
ولم يقتصر استخدام مطار بيتسبرغ وشركة “سي إن إكس ريسورسيز” للهيدروجين المُنتج من الغاز على تحقيق الأهداف المناخية وخفض الانبعاثات بتوفير وقود الطائرات النظيف فقط، لكنه يعمل أيضًا على خفض تكلفة قطاع الطيران، وفق نشرة الهيدروجين “إتش 2 فيو”.
بدوره، أوضح الرئيس التنفيذي لشركة “سي إن إكس ريسورسيز”، نيك ديلوليس، أن خطة العمل تقوم في خطوتها الأولى على معالجة الغاز الطبيعي المُنتج من آبار الشركة بمحيط المطار، وهي خطوة من شأنها تعزيز اقتصادات الهيدروجين وتوفير وظائف مستدامة.
ومن المقرر أن تبدأ آبار شركة “سي إن إكس ريسورسيز” إنتاج الغاز الطبيعي المضغوط والغاز المسال خلال عام 2023 المقبل، لإنتاج وقود الطائرات النظيف بالاعتماد على مصدر انتقالي “الغاز” قد يُسهم في خفض الانبعاثات لحين كهربة القطاع.
اقرأ أيضًا: أول طائرة تعمل بالهيدروجين.. إعلان موعد الإطلاق الرسمي
بدأ العد التنازلي لإطلاق أول طائرة تعمل بالهيدروجين السائل، ستغير مفهوم النقل الجوي في السنوات المقبلة.
وكشف مشروع “فلاي زيرو” -المدعوم من الحكومة البريطانية ويتولى مسؤوليته معهد تكنولوجيا الفضاء- النقاب عن طائرة قادرة على استيعاب نحو 279 راكبًا والقيام برحلات جوية خالية من الانبعاثات بدءًا من عام 2030.
وقال معهد تكنولوجيا الفضاء، في بيان صحفي، إن المشروع تبلغ تكلفته 15 مليون جنيه إسترليني (19.9 مليون دولار أميركي)، وستكون الطائرة قادرة على نقل الركاب دون توقف من لندن إلى سان فرانسيسكو، أو إلى أي مكان في العالم مع محطة توقف (ترانزيت) واحدة للتزود بالوقود، بحسب موقع “تيك تايمز”
3 تصورات لأول طائرة تعمل بالهيدروجين
رغم أن وقود الهيدروجين السائل ما يزال قيد الدراسة لاستخدامه وقودًا للطائرات والمركبات، فإن فريقًا من خبراء الطيران في بريطانيا طوروا مفهوم الطائرات الخالية من انبعاثات الكربون واستغلوا إمكانات الوقود الجديد في الطائرة المنتظرة.
هل تتحول النفايات إلى مصدر لوقود الطائرات في المستقبل؟.. دراسة تفجر مفاجأة
وسينشر المشروع تفاصيل بالنتائح في بداية عام 2022، متضمنة 3 تصورات نهائية للطائرات، وتشمل الإقليمية وضيقة البدن ومتوسطة الحجم.
وعند مقارنة وقود الكيروسين العادي الذي يستخدم في أغلب الطائرات -حاليًا-، فإن الهيدروجين السائل لا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون، وبدء استخدامه الفعلي يعني تقليل محطات توقف الرحلات الجوية، لأنها لم تعد بحاجة إلى التزود بالوقود بانتظام.
كما حدد المشروع تقنيات أخرى ستحتوي عليها الطائرة للحد من الانبعاثات.
وكشف أن أول طائرة تعمل بالهيدروجين ستحتوي على أنظمة وقود مبردة للهيدروجين في الجزء الخلفي من الطائرة بالإضافة إلى خزانات صغيرة في المقدمة تسمح بتحقيق توازن أفضل للطائرة.
وستنطلق الطائرة الاستثنائية بالسرعة نفسها وبمستويات الراحة في الطائرات العادية نفسها أيضًا.
ويأمل معهد تكنولوجيا الفضاء في أن تساعد الطائرة الجديدة الحكومة في تقليل انبعاثات الكربون بالمملكة المتحدة.
وفي هذا الشأن قال وزير النقل، غرانت شابس: “إن قيادة بريطانيا تصميم طائرة تعمل بالهيدروجين السائل يقربنا أكثر من المستقبل، إذ يمكن للأفراد السفر والتواصل دون بصمة كربونية”.
إيزي جيت
من الخبراء المنتدبين لتطوير المشروع -أيضًا- شركة “إيزي جيت” الرائدة، للاستفادة من خلفيتها الهندسية وخبرتها في مجال الطيران.
وترى الشركة أن الطائرات التي تعمل بالهيدروجين ستلعب دورًا مهمًا في مسار إزالة الكربون، فقد انضمت مؤخرًا إلى سباق تحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050 الذي تدعمه الأمم المتحدة.
وقال مدير عمليات الطيران في الشركة، ديفيد مورغان، إن مفهوم طائرة فلاي زيرو يوضح الإمكانات الهائلة للهيدروجين السائل الأخضر للطيران.
كما تتطلع الشركة إلى التعاون المستمر مع الجهات المعنية، لتصبح الرحلات الجوية الخالية من الكربون حقيقة واقعة في أقرب وقت.
اقرأ أيضًا: صناعة الطيران.. 4 حلول منخفضة الكربون لخفض الانبعاثات
تعهدت صناعة الطيران بالوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2050، لكنها قد تواجه تحديات كبيرة مع كون غالبية الحلول منخفضة الكربون مُكلفة، ولم تُجرَّب عمليًا حتى الآن، في الوقت الذي يُتوقع فيه زيادة الطلب على السفر.
وأمام هذه التحديات، فإن الصناعة المسؤولة عن نحو 3% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، تضع نصب أعينها 4 إستراتيجيات رئيسة لتحقيق أهدافها المناخية، وهو ما جاء في تقرير نشره المنتدى الاقتصادي العالمي بالتعاون مع وكالة رويترز.
وقود أخضر
تعتقد صناعة الطيران أن أسرع طريق للوصول إلى الحياد الكربوني هو استبدال وقود الطيران المستدام (SAF)، المصنوع من مصادر متجددة، مثل النباتات وزيت الطهي، بالكيروسين.
ومن الناحية النظرية، يمكن أن يسهم الوقود المستدام في خفض انبعاثات الطيران بنحو 80%؛ اعتمادًا على كيفية صنعه، وفقًا لما نقله منتدى الاقتصاد العالمي.
بينما يرى الاتحاد الدولي للنقل الجوي (إياتا) أن استخدام الوقود المستدام سيُمكّن صناعة الطيران من خفض انبعاثاتها الكربونية بنحو 65%.
وأمام ذلك، فإن اعتماد الوقود المستدام نفسه، يواجه تحدّي ارتفاع التكاليف، مثله مثل العديد من التقنيات الجديدة منخفضة الكربون، في الوقت الذي تدرس فيه الولايات المتحدة ودول أخرى منح إعانات لخفض الأسعار وزيادة الإمدادات، وفقًا للتقرير.
كما إن هناك مخاوف أخرى تتعلق بإمكان تشغيل الطائرات بوقود مستدام خالص، بدلًا من عمليات مزجه مع الكيروسين، إذ إن المحركات مصممة للوقود الأحفوري وخصائصه.
ومن بين الشركات، التزمت بوينغ باعتماد الوقود المستدام بنسبة 100% في طائراتها، بحلول عام 2030.
بينما يرى منتدى الطاقة الدولي أن الوقود الاصطناعي، المعروف باسم الوقود الكهربائي، يمكن أن يؤدي دورًا بصفته وقودًا أخضر، إذ يُصنع عن طريق الجمع بين ثاني أكسيد الكربون المستخرج من الغازات الأخرى، والهيدروجين، لتكوين جزيئات الهيدروكربون السائلة، مثل الإيثانول.
تعويضات الكربون
في أحسن الأحوال، ستقلل صناعة الطيران الانبعاثات بنسبة 80%، حال العمل بوقود مستدام خالص، وهنا يمكن أن تؤدي تعويضات الكربون دورًا في خفض الجزء المتبقي، وفقًا للتقرير.
وتحدث تعويضات الكربون من خلال الاستثمار في مشروعات الطاقة النظيفة أو زرع الأشجار، أو دعم أنواع أخرى من الجهود التي تحافظ على الانبعاثات من الغلاف الجوي.
ورغم ذلك، فإن عدم اليقين، وكذلك الافتقار إلى الشفافية، ومعايير الجودة الدولية، يعني أنه من المستحيل التأكد من أن أولئك الذين يستخدمون التعويضات يخفضون الانبعاثات، وفقًا للتقرير.
التقاط الكربون من الهواء مباشرة
مع الانتقادات التي تُوجه إلى تعويضات الكربون، بأنها مجال لتفشّي ظاهرة الغسل الأخضر (Greenwashing) -تقديم ادّعاءات كاذبة أو مضللة حول أوراق الاعتماد الخضراء لشركة أو منتج ما-، فإن بعض الشركات تفضل تعزيز التقاط الكربون من الغلاف الجوي.
وتراهن شركة الطيران الأميركية يونايتد إيرلاينز على التقاط الكربون من الهواء مباشرة، وهي تقنية ما تزال قيد التطوير من شأنها امتصاص ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الغلاف الجوي وتخزينه تحت الأرض، لكنها تكلّف مئات الدولارات لالتقاط طن واحد فقط من الكربون، بحسب التقرير.
وتمتلك شركة الطيران الأميركية حصة صغيرة بمشروع بونيت فايف (1PointFive Inc) في تكساس، والتي تأمل أن تصبح أول منشأة تجارية لالتقاط الكربون من الهواء، قادرة على إزالة مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
الكهربة والهيدروجين
تشمل الخيارات الأخرى أمام صناعة الطيران مدى إمكان زيادة سعة البطارية لتناسب الطائرات، بالإضافة إلى إمكان إنتاج وقود الهيدروجين المصنوع من الطاقة المتجددة بالكميات المطلوبة.
وما تزال مثل هذه التقنيات بعيدة عن الاستخدام التجاري، بالنظر لوزن البطاريات ووقود الهيدروجين غير مثبت في الطائرات.
وأجرت شركة رولزرويس رحلة تجريبية لمدة 15 دقيقة لطائرة كهربائية صغيرة في سبتمبر/أيلول الماضي، ووصفتها بأنها “علامة فارقة في رحلة صناعة الطيران نحو إزالة الكربون”.
وقالت الشركة المصنّعة للمحركات، إنها تتوقع سوقًا للطائرات الكهربائية لمسافات قصيرة في غضون بضع سنوات، بينما ربما تحتاج الرحلات الطويلة إلى تقنيات أخرى.
وبالنسبة للهيدروجين، تُخطط شركة إيرباص إلى تدشين أول طائرة تجارية في العالم تعمل بهذا الوقود، بحلول عام 2035.
المصدر: الطاقة – مواقع إلكترونية
