تصميم مركز هيدروجين بحري يعمل بالرياح

اقتربت الولايات المتحدة من احتضان مركز هيدروجين بحري يعمل بالرياح، لإنتاج كهرباء خضراء بأسعار معقولة، وفق تحديثات القطاع لدى منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

ويعمل باحثان في قسم الهندسة متعددة التخصصات في جامعة “تكساس إيه آند إم” على تصميم مركز هيدروجين بحري يمكنه إنتاج الهيدروجين الأخضر من التحليل الكهربائي للمياه، باستعمال الكهرباء التي يجري الحصول عليها من محطة فرعية للرياح البحرية.

وتعكس هذه الجهود دور الهيدروجين الأخضر في تقليل البصمة الكربونية، إذ يُعد ناقلًا للطاقة يُنتج من مصادر الطاقة المتجددة.

ويُسهم إنتاج الهيدروجين الأخضر في الجهود العالمية لتحقيق هدف الأمم المتحدة لإزالة الكربون المتمثل في تقليل الانبعاثات بنسبة 45% بحلول عام 2030، والوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2050.

تصميم مركز هيدروجين بحري

يعمل الأستاذ الممارس في الهندسة تحت سطح البحر، الدكتور كيشاوا شوكلا، وطالبة الدكتوراه في الهندسة متعددة التخصصات، في لي، على تصميم مركز هيدروجين بحري للولايات المتحدة.

ووفق المعلومات لدى منصة الطاقة المتخصصة، تتضمن أبحاث شوكلا وفاي لي تصميم مركز هيدروجين بحري ثابت القاع ينتج ويخزن الهيدروجين الأخضر من التحليل الكهربائي للمياه باستعمال الكهرباء المولّدة من مزرعة رياح بحرية، معروفة باسم “محطة فرعية”.

وتُقسّم هذه العملية الماء إلى غازَي الهيدروجين والأكسجين، ثم يُعالج الهيدروجين ويُضغط ويُخزّن في صورة سائلة، بحسب ما جاء في بيان نشرته جامعة “تكساس إيه آند إم”.

ويجري -حاليًا- تقييم اقتصاد نظام إنتاج الهيدروجين باستعمال برنامج لمزارع الرياح البحرية الحالية.

وقالت لي: “الهيدروجين الأخضر هو حامل الطاقة المتجددة في المستقبل؛ ما يجعل هذا المشروع مجزيًا للغاية للعمل عليه. كما أنه يوفّر أعلى كفاءة بين مصادر الطاقة الأخرى”.

تطورات المشروع

قدمت في لي الورقة في مؤتمر التقنية البحرية 2024؛ ونُشرت بعنوان “الطاقة المتجددة.. تصميم عملية أنظمة إنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال طاقة الرياح البحرية” في وقائع مؤتمر التقنية البحرية 2024.

ووفق المعلومات لدى منصة الطاقة المتخصصة، ابتكرت في لي والدكتور شوكلا تصميمًا لعملية إنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال طاقة الرياح البحرية من محطة فرعية بحرية مجاورة.

وقيّم الخبيران اقتصادات عملية إنتاج الهيدروجين الأخضر وحددا المخاطر الرئيسة، ويأملان في التعاون مع الصناعة ووكالات تمويل الأبحاث.

وعلى الرغم من أن دراسة إنتاج الهيدروجين الأخضر تنطوي على العديد من التحديات الفنية والاقتصادية، فإن “في لي” والدكتور شوكلا يظلان متحمسين للبحث.

وقالت في لي: “لقد دفعني اكتشاف الحلول والإسهامات المخصصة لمعالجة تحديات إنتاج الكهرباء الخالية من الكربون، إلى العمل على هذا المشروع المثير للغاية”.

مشروع آخر لإنتاج الهيدروجين

في سياقٍ متصل، توصّل باحثون أميركيون إلى طريقة لإنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال الكهرباء المولّدة من توربينات الرياح البحرية بتكلفة اقتصادية.

وحدّد باحثو المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) مناطق بعينها لتحقيق الجدوى الاقتصادية لعملية الإنتاج خاصة ساحل المحيط الأطلنطي وخليج المكسيك.

وأشار الباحثون إلى أنه بحلول عام 2030، ربما تسمح مجموعة من العوامل بإنتاج الهيدروجين الأخضر بسعر أقل من دولارين للكيلوغرام بحلول عام 2030، منها الحوافز الحكومية وتوربينات الرياح البحرية وأجهزة التحليل الكهربائي الموجودة على البر.

وفي ورقتهم البحثية، أوضح علماء المختبر الوطني للطاقة المتجددة أنه يمكن إنتاج الهيدروجين الأخضر بوساطة كهرباء توربينات الرياح البحرية بطريقة اقتصادية إذا لم تكن المياه عميقة وكان هبوب الرياح قويًا، مع الأخذ في الحسبان التقنيات المستعملة وموقع الإنتاج.

وبناء على عُمق المياه في مواقع الدراسة، درس العلماء إمكان أن تكون توربينات الرياح مثبتة بقاع المحيط أو عائمة.

وبحسب الدراسة، يُسهم موقع التخزين المختار في التكلفة النهائية؛ إذ تنخفض بنسبة تتراوح بين 20% و30% في حالة الكهوف.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..