في فبراير / شباط الماضي، واجه اقتراح الاتحاد الأوروبي بحظر السيارات التي تعمل بالوقود الأحفوري تمامًا بحلول عام 2035 معارضة شديدة بقيادة أكبر اقتصاد في الكتلة، ألمانيا، وكذلك بولندا وإيطاليا. على الرغم من أن ألمانيا هي نفسها لاعب قوي في مجال الطاقة النظيفة، إلا أنها تعد أيضًا القوة العظمى في أوروبا، وتخشى أن تكون مثل هذه الخطوة الدراماتيكية بمثابة ناقوس موت بالنسبة لصناعتها المحورية.

لا يزال الاتحاد الأوروبي قادرًا على الموافقة على الاقتراح، ولكن مع امتياز رئيسي: لن يُسمح باستمرار بيع مركبات الاحتراق الداخلي بعد حظر 2035 إلا إذا كانت تعمل بالوقود الإلكتروني. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، يعد الوقود الاصطناعي أمرًا حيويًا في إزالة الكربون عن النقل والصناعة بحلول عام 2050 خاصة في القطاعات التي يصعب كهربة مثل الطيران.

يجب عدم الخلط بينه وبين الوقود الحيوي، أو الوقود المنتج من المحاصيل مثل قصب السكر والذرة والطحالب وفول الصويا والوقود الإلكتروني أو الوقود الاصطناعي، وهو وقود سائل ينتج من الغاز الطبيعي والفحم والجفت والصخر الزيتي، ويشمل الديزل الصناعي والاصطناعي الكيروسين والميثانول الإلكتروني. يتم تصنيع الوقود الاصطناعي المحايد كربونيًا بطريقتين.

تستخدم الطريقة الأولى ثاني أكسيد الكربون الملتقط أو أول أكسيد الكربون من الغلاف الجوي أو عملية صناعية مثل صناعة الصلب، وتجمعها مع الهيدروجين الذي يتم الحصول عليه من الماء عن طريق التحليل الكهربائي لإنتاج الوقود في عملية تعرف باسم فيشر تروبش. تشمل الفئة الثانية أنواع الوقود الحيوي الاصطناعية التي تم إنشاؤها من الكتلة الحيوية التي يتم تحويلها إلى غاز قبل تحفيزها باستخدام الهيدروجين باستخدام الوسائل الكيميائية أو من خلال العمليات الحرارية.

أكبر عامل جذب للوقود الصناعي هو أنه على عكس الوقود الأحفوري، فإن ثاني أكسيد الكربون الذي يطلقه في الغلاف الجوي عند احتراقه في محرك يساوي فعليًا الكمية المأخوذة من الغلاف الجوي لإنتاج الوقود، مما يجعلها محايدة ثاني أكسيد الكربون بشكل عام. لتحلية الصفقة، لا تتطلب المركبات ذات محرك الاحتراق الداخلي أي تعديلات لتشغيلها على الوقود الإلكتروني، والتي يمكن أيضًا نقلها عبر شبكات لوجستية الوقود الأحفوري الحالية. علاوة على ذلك، يمكن مزج الوقود الاصطناعي في الوقود الأحفوري أو يمكن استبداله بالكامل في السفن أو الطائرات أو التقنيات الصناعية الموجودة.

تعتبر شركة بوش (BOSCH) الألمانية للهندسة والتكنولوجيا متعددة الجنسيات داعمًا قويًا للوقود الاصطناعي. وفقًا للشركة، ستظل حوالي نصف السيارات التي تعمل بالبنزين أو الديزل التي يتم بيعها على الطرق بحلول عام 2030. باستخدام الوقود الاصطناعي (الذي تقول شركة بوش (BOSCH) إنه متوافق تمامًا مع الوقود الأحفوري الحالي)، ستكون هذه المركبات القديمة قادرة على لعب دور في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

ليس من المستغرب أن تكون شركات النفط الكبرى مثل إكسون موبيل (ExxonMobil Corp) الأمريكية وإيني (Eni S.p.A) الإيطالية بالإضافة إلى شركات صناعة السيارات العالمية مثل بورش (Porsche) وأودي (Audi) من أكبر الداعمين للوقود الإلكتروني (إكسون (Exxon) وإيني (Eni) من الداعمين لتحالف الوقود الإلكتروني في أوروبا).

حاليًا، لا يتم إنتاج الوقود الإلكتروني على نطاق واسع بسبب مشكلة رئيسية واحدة وهي ارتفاع التكاليف. يتسم إنتاج الوقود الاصطناعي بكثافة عالية للطاقة، لدرجة أن دراسة حديثة أجراها المجلس الدولي للنقل النظيف وجدت أن الوقود الإلكتروني يمكن أن يكلف ما يصل إلى 2.80 يورو للتر (11.52 دولارًا أمريكيًا للغالون)، أي 3 أضعاف التكلفة الحالية للديزل. في الولايات المتحدة علاوة على ذلك، يتطلب استخدام الوقود الإلكتروني في سيارة تعمل بمحرك الاحتراق الداخلي كهرباء متجددة أكثر بخمس مرات مما يتطلبه تشغيل السيارات الكهربائية، مما يقلل من قيمة عرضها كوقود للطاقة النظيفة.

تم افتتاح أول مصنع تجاري للوقود الإلكتروني في العالم في تشيلي في عام 2021. كان ذلك بدعم من شركة بورش (Porsche)، ويهدف إلى إنتاج 550 مليون لتر سنويًا. وتشمل المصانع الأخرى المخطط افتتاحها مصنع نورسك إي فويل (Norsk e-Fuel) في النرويج، ومن المقرر أن يبدأ الإنتاج في عام 2024 مع التركيز بشكل كبير على وقود الطائرات.

لحسن الحظ، قد تجد شركات النفط الكبيرة ضالتها في تقنية أخرى مثيرة للجدل وهي الطاقة النووية.

الديزل النووي

يعد استخدام الطاقة النووية لإنتاج المواد الكيميائية والوقود السائل فكرة مطروحة للنقاش منذ فترة طويلة. في الواقع، تتجه الطاقة النووية بقوة نحو العمليات التي تتطلب درجات حرارة عالية وبأسعار معقولة مثل إنتاج الوقود الاصطناعي. تزيد درجات الحرارة المرتفعة من كفاءة توليد الطاقة للمفاعلات عالية الحرارة المبردة بالغاز (50%) وتفتح إمكانية استخدام المفاعلات عالية الحرارة المبردة بالغاز لعمليات المعالجة.

لسوء الحظ، من الصعب حقًا نشر الطاقة النووية بسرعة كافية لتحقيق أهدافنا المناخية بفضل الواقع القاسي لمشاريع الطاقة النووية. ضع في اعتبارك أن بناء محطة للطاقة النووية لا يستغرق فقط ثماني سنوات في المتوسط ​​، ولكن أيضًا متوسط ​​الوقت بين القرار والتشغيل يتراوح عادة من 10 إلى 19 عامًا. بالإضافة إلى ذلك، فإن العوائق التجارية الرئيسية، في المقام الأول التكلفة الرأسمالية الأولية الكبيرة والتجاوزات الضخمة للتكاليف (المحطات النووية لديها أكبر تكرار لتجاوزات التكلفة لجميع مشاريع الطاقة على نطاق المرافق)، تجعل هذا المسعى أكثر صعوبة.

أدخل المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة (SMRs).

المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة هي مفاعلات نووية متقدمة بقدرات طاقة تتراوح من 50-300 ميغاوات كهربائية (Mwe) لكل وحدة، مقارنة بـ 700+ ميغاوات كهربائية لكل وحدة لمفاعلات الطاقة النووية التقليدية. أكبر سماتها هي:

معياري – هذا يجعل من الممكن تجميع أنظمة ومكونات المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة في المصنع ونقلها كوحدة إلى موقع للتركيب.

صغير – المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة هي فيزيائيًا جزء صغير من حجم مفاعل الطاقة النووية التقليدي.

نظرًا لصغر حجمها، يمكن تحديد مواقع المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة في مواقع غير مناسبة لمحطات الطاقة النووية الأكبر حجمًا، مثل محطات الفحم المتقاعدة. يمكن تصنيع وحدات المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة مسبقة الصنع وشحنها ثم تركيبها في الموقع، مما يجعلها ميسورة التكلفة في البناء أكثر من مفاعلات الطاقة الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك، توفر المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة وفورات كبيرة في التكلفة ووقت البناء، ويمكن أيضًا نشرها بشكل تدريجي لمطابقة الطلب المتزايد على الطاقة. هناك ميزة رئيسية أخرى، وهي أن المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة قللت من متطلبات الوقود، حيث يمكن إعادة تزويد السيارات بالوقود كل 3 إلى 7 سنوات مقارنة بما بين سنة وسنتين للمحطات النووية التقليدية. في الواقع، تم تصميم بعض المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة للعمل لمدة تصل إلى 30 عامًا دون إعادة التزود بالوقود.

بدأت عشرات الحكومات – بما في ذلك الحكومة الأمريكية – في تحفيز الشركات الصغيرة والمتوسطة من خلال جعلها أكثر جاذبية للمقرضين والمرافق العامة. في عام 2020، أطلقت وزارة التجارة الأمريكية مجموعة عمل مفاعلات وحدات صغيرة تتطلع إلى تسريع نشر المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة في الأسواق الأوروبية في محاولة لوضع الشركات الأمريكية في مكانة تمكنها من النجاح في تلك الأسواق. وفي الوقت نفسه، تتطلع غانا وكينيا أيضًا إلى تطوير المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة لتوسيع قدراتهما على توليد الطاقة.

لحسن الحظ بالنسبة لشركات النفط الكبرى وأنصار الوقود الاصطناعي، قد تكون المفاعلات النووية المعيارية الصغيرة هي ما يحتاجون إليه أخيرًا لجعل الوقود الإلكتروني منافسًا للوقود الأحفوري.

اقترح الدكتور روبرت هارجريفز المؤسس المشارك لشركة ثور كون إنرناشيونال (ThorCon International) – وهي شركة هندسية نووية – تطوير “الديزل النووي”، ووصفه بأنه سيغير قواعد اللعبة في التحول إلى الطاقة النظيفة.

وبحسب الخبير النووي:

“يمكن أن تكون تكاليف طاقة المصدر النووي المتقدم 3.5 سنت / كيلووات ساعة للكهرباء أو 2 سنت / كيلوواط ساعة للحرارة المرتفعة. تكلفة مدخلات الطاقة الخام والمصدرة لتصنيع الديزل النووي أقل من دولار واحد للغالون. حتى بعد إضافة تكاليف رأس المال وتكاليف التشغيل الجديدة لمصفاة التكرير، أتوقع أن تتمكن المصافي الجديدة من إنتاج الديزل النووي بأسعار الجملة الحالية بالقرب من 3 دولارات للغالون”.

على الرغم من أن هذه الأطروحة لم يتم اختبارها بعد في صناعة النفط والغاز، إلا أن لها بالفعل سابقة واضحة في صناعة المواد الكيميائية. ففي العام الماضي، دخلت شركة علوم المواد داو (Dow Inc) في شراكة مع شركة التكنولوجيا النووية المعيارية الصغيرة إكس إنرجي (X-energy) لتقوم إكس إنرجي (X-energy) بنشر تكنولوجيا مفاعل الغاز عالي الحرارة زي 100 (Xe-100) للطاقة في أحد مواقع داو (Dow) على ساحل الخليج بالولايات المتحدة. سيوفر مصنع المفاعل زي 100 (Xe-100) حرارة وطاقة عملية خالية من الكربون بتكلفة تنافسية لمنشأة داو (Dow).

قال جيم فيترلينغ رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة داو (Dow): “ستكون التكنولوجيا النووية المعيارية الصغيرة المتقدمة أداة حاسمة في مسار داو (Dow) نحو الانبعاثات الخالية من الكربون وقدرتنا على دفع النمو من خلال تقديم منتجات منخفضة الكربون لعملائنا”.

اقرأ أيضًا سهم أكسفورد إندستريز آلة مدرة للربح

المصدر: أويل برايس