بارد جدا للعلاج؟ السباق يدور حول تقديم رواد الهيدروجين

لندن: يوصف الهيدروجين بأنه الوقود الأخضر الحتمي للمستقبل. قل هذا للأشخاص الذين سيحتاجون إلى إرسالها عبر العالم في درجات حرارة شديدة البرودة قريبة من تلك الموجودة في الفضاء الخارجي.
لكن هذا هو بالضبط ما يحاول المصممون القيام به.
في أكبر تحد تقني للشحن التجاري منذ عقود ، بدأت الشركات في تطوير جيل جديد من السفن التي يمكنها توفير الهيدروجين للصناعات الثقيلة ، وستتحول مؤسسات المقامرة في جميع أنحاء العالم إلى الوقود ودفع التحول إلى اقتصاد منخفض الكربون.
وقالت الشركات المعنية لرويترز إن هناك ثلاثة مشروعات على الأقل لتطوير سفن تجريبية ستكون جاهزة لاختبار نقل الوقود في أوروبا وآسيا.
يتمثل التحدي الرئيسي في إبقاء الهيدروجين باردًا عند درجة حرارة أقل من 253 درجة مئوية – 20 درجة فقط فوق الصفر المطلق ، وهي أبرد درجة حرارة ممكنة – بحيث يظل سائلاً ، مع تجنب خطر تكسر أجزاء من الوعاء.
إنها أبرد بما يقرب من 100 درجة مئوية من درجات الحرارة اللازمة لنقل الغاز الطبيعي المسال (LNG) ، والتي تطلبت ثورة الشحن الخاصة بها منذ حوالي 60 عامًا.
قامت شركة Kawasaki Heavy Industries في اليابان بالفعل ببناء أول سفينة في العالم لنقل الهيدروجين ، Suiso Frontier. وقالت لرويترز إن النموذج الأولي للسفينة يخضع لاختبارات بحرية ، ومن المتوقع أن تشرع في أول رحلة تجريبية على مسافة 9000 كيلومتر تقريبًا من أستراليا إلى اليابان في الأشهر المقبلة.
قال موتوهيكو نيشيمورا ، نائب رئيس كاواساكي: “هناك المرحلة التالية من المشروع قيد التنفيذ بالفعل لإنشاء ناقل هيدروجين على نطاق تجاري بحلول منتصف عام 2020 ، بهدف الخروج للتجارة في عام 2030”.
يحتوي الخزان الذي تبلغ سعته 1250 مترًا مكعبًا لعقد الهيدروجين على غلاف مزدوج وعازل فراغ للمساعدة في الحفاظ على درجة الحرارة.
وقال نيشيمورا إن نموذج كاواساكي المتواضع نسبيًا البالغ طوله 116 قدمًا وإجمالي 8000 طن سيتم تشغيله بالديزل في رحلته الأولى ، لكن الشركة تهدف إلى استخدام الهيدروجين لتشغيل سفن تجارية أكبر في المستقبل.
فولاذ قوي
في كوريا الجنوبية ، أحد أكبر مراكز بناء السفن في العالم ، هناك مشروع آخر قيد العمل.
وقال متحدث باسم الشركة إن شركة بناء السفن والهندسة البحرية هي أول شركة كورية في البلاد تعمل على بناء ناقل هيدروجين سائل تجاري.
ولمواجهة التحدي الأكثر صعوبة ، قالت الشركة إنها تعمل مع صانع للصلب لتطوير الفولاذ عالي القوة وتكنولوجيا اللحام الجديدة ، إلى جانب العزل المحسّن ، لاحتواء الهيدروجين وتخفيف مخاطر تكسير الأنابيب أو الخزانات.
على الجانب الآخر من العالم ، في النرويج ، تُبذل الجهود أيضًا لبناء سلسلة توريد الهيدروجين على الساحل الغربي للبلاد ، مع مجموعة مهتمة بالسفر على متن سفينة اختبار يمكنها نقل الهيدروجين إلى محطات الوقود المخطط لها ، والقادرة خدمة السفن والشاحنات والحافلات.
تعمل شركة الشحن النرويجية Wilhelmsen Group على أحدث مشروع مع الشركاء لبناء سفينة “قابلة للدحرجة / قابلة للدحرجة” يمكنها نقل الهيدروجين السائل عبر الحاويات أو المقطورات المدفوعة على متنها ، حسبما قال Per Brinzman ، نائب رئيس الشركة ، المشاريع الخاصة. .
وأضاف أنه من المتوقع أن تعمل السفينة في النصف الأول من عام 2024.
وقال برينشمان عن محطات التزود بالوقود “نعتقد أنه بمجرد تشغيل سفينة العرض هذه ، فإن النية ستكون إقامة مراكز تحصينات على الساحل الغربي (للنرويج)”.
تستكشف شركات أخرى مسارًا مختلفًا لتجنب اللغز البارد وما قد يحدث عندما تتواصل ذرات الهيدروجين مع المعدن.
تعمل أنظمة طاقة المثانة الكندية ومشاريع الطاقة العالمية في أستراليا ، على سبيل المثال ، معًا لتطوير سفينة لنقل الهيدروجين المضغوط على شكل غاز.
قال نيكولا بوكارد ، نائب الرئيس للتسويق والشراكات الإستراتيجية مع بالارد: “سيكون أقرب إطار زمني هو 2025/26”.
ميزة هذا النهج الغازي أنه لا يتطلب درجات حرارة قصوى. لكن الجانب السلبي هو أنه يمكن نقل كمية أقل من الهيدروجين في البضائع مقارنة بالهيدروجين السائل ، لذلك تختار بعض شركات النقل الأولى هذا الأخير.
قال برينشمان من فيلهلمسن إن الحاوية التي يبلغ طولها 40 قدمًا ستحمل حوالي 800-1000 كيلوجرام من غاز الهيدروجين المضغوط ، ولكن ما يصل إلى 3000 كيلوجرام من الهيدروجين السائل.

معقدة ومكلفة
هذه الجهود بعيدة كل البعد عن كونها خالية من المخاطر.
فهي غالية الثمن بالنسبة للمبتدئين. لن تعلق أي من الشركات على تكلفة سفنها ، على الرغم من أن ثلاثة خبراء في الصناعة قالوا لرويترز إن مثل هذه السفن ستكلف أكثر من السفن التي تحمل الغاز الطبيعي المسال ، والتي قد يصل مجموعها إلى 50-240 مليون دولار لكل منها ، حسب حجمها.
وأضاف كارلو راوتشي ، مستشار الكربون ثنائي الأبعاد “تكلفة أدوات نقل الهيدروجين ستتحمل بشكل أساسي تكلفة نظام التخزين. تخزين الهيدروجين السائل يمكن أن يكون مكلفًا للغاية بسبب تعقيده”.
يجب أن تتغلب المشاريع التجريبية ، التي لا تزال في مراحلها التجريبية ، على هذه التحديات التقنية ، وأن تعتمد أيضًا على الهيدروجين الذي يصطاد كوقود يستخدم على نطاق واسع في السنوات القادمة.
كل هذا غير مؤكد ، على الرغم من أن دعم الدولة الذي يتم إلقاؤه خلف الوقود الذي يحرق المنظف يشير إلى أن له مستقبلًا في مزيج الطاقة العالمي.
أطلقت أكثر من 30 دولة ، بما في ذلك بعض الدول في أوروبا مثل فرنسا وألمانيا ، وكذلك كوريا الجنوبية وأستراليا ، برامج تنشيط الهيدروجين.
يمكن أن يصل إجمالي الاستثمار المخطط له إلى أكثر من 300 مليار دولار بحلول عام 2030 إذا تحققت مئات المشاريع التي تستخدم الوقود ، وفقًا لتقرير حديث صادر عن جمعية مجلس الهيدروجين في McKinsey.
سيكون دور الشحن مهمًا لإطلاق العنان لإمكانية تحويل الصناعات مثل الصلب والأسمنت إلى هيدروجين.
تشير التقديرات إلى أن صناعتي الصناعة الثقيلة تنتجان أكثر من 10 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية ، والتغلب على احتياجهما للوقود الأحفوري هو أحد التحديات الرئيسية في التحول العالمي إلى اقتصاد منخفض الكربون.

أسرع من الغاز الطبيعي المسال؟
قال تياجو براز ، نائب رئيس الطاقة في شركة تطوير التكنولوجيا البحرية النرويجية Hoglund ، إن الشركة تعمل مع خبراء الصلب ومصممي الخزانات على هندسة نظام سفينة شحن يستخدم لنقل الهيدروجين السائل.
وقال براز: “نحن في المراحل الأولى مع ناقلات الهيدروجين. ولكن على عكس عندما تم إطلاق الغاز الطبيعي المسال لأول مرة ، فإن الصناعة أكثر مرونة للتغيير”.
وأضاف “يجب أن يكون انتقالا أسرع”.
يدعي الخبراء أن تطوير الغاز الطبيعي المسال استغرق عقودًا قبل أن يتم طرحه بالكامل ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى البنية التحتية والسفن المطلوبة والشركات القليلة التي كانت على استعداد للاستثمار في البداية.
تستكشف الشركات العاملة في أسواق الشحن الأوسع نطاقًا أيضًا إمكانية التوسع لنقل الهيدروجين في المستقبل.
قال بول فوغان ، الرئيس التنفيذي لشركة GasLog Partners ، وهي لاعب رئيسي في شحن الغاز الطبيعي المسال ، إنه “منفتح” بشأن التحول إلى الهيدروجين ، بينما قال مالك ناقلة النفط يورونيف إنه يفكر في نقل الطاقة في المستقبل.
وقال هوغو دي ستوب ، الرئيس التنفيذي لشركة Euronab: “إذا كانت هذه الطاقة هي الهيدروجين غدًا ، فإننا بالتأكيد نريد أن نلعب دورًا في الصناعة الناشئة”.
قالت شركات أخرى ، مثل شركة Maersk Tankers الرائدة في إدارة السفن ، إنها ستكون منفتحة على إدارة أصول شحن الهيدروجين.
قال يوهان بيتر توتورين ، مدير أعمال ناقلات الغاز مع مالك السفينة DNV Maritime ، إن شركته تشارك في دراسات المفاهيم لنقل الهيدروجين بكميات كبيرة في البحر.
“سوف تمر عدة سنوات قبل أن تتحقق هذه المشاريع ، ولكن إذا كان الهيدروجين جزءًا من مزيج الوقود المستقبلي ، فيجب أن نبدأ في استكشاف جميع الاحتمالات الآن.”