الهيدروجين بديلا عن الغاز في محطات الطاقة
تاريخ النشر: 26th, February 2024 GMT
26 فبراير، 2024
بغداد/المسلة الحدث:
زكي الساعدي
كان هذا العنوان هو موضوع من مجموعة مواضيع تمت دراستها في رسالة الماجستير في قسم الهندسة الميكانيكية – فرع تحويل الطاقة التي قدمتها والتي تشرح بالأرقام والمعادلات ما يحدث عندما نستخدم الهيدروجين بديلا عن الوقود التقليدي حيث أن الوقود الشائع استخدامه هو غاز الميثان.
والميثان، هو مركب كيميائي له الصيغة الكيميائية CH4 (ذرة كربون واحدة مرتبطة بأربع ذرات هيدروجين).
ويصنف ضمن مجموعة الهيدريد 14، وهو أبسط شكل للألكان والمكون الرئيسي للغاز الطبيعي. الميثان النقي ليس له رائحة، ولكن عند استخدامه تجاريًا يخلط بكميات ضئيلة من مركبات الكبريت ذات الرائحة المميزة مثل الإيثانول، ويتم التشجيع على استخدام الهيدروجين كبديل للوقود في غرفة الاحتراق: نحو مستقبل أكثر نظافة واستدامة حيث تعد تقنية استخدام الهيدروجين كبديل للوقود في غرفة الاحتراق واحدة من الابتكارات الواعدة في مجال الطاقة، حيث يمكن أن تسهم في تقليل انبعاثات الغازات الضارة وتحسين جودة الهواء والحد من تأثيرات تغير المناخ. في هذه المقالة، سنلقي نظرة على كيفية عملية احتراق الهيدروجين والعناصر التي تنتج نتيجة لهذه العملية.
عملية احتراق الهيدروجين:
عندما يتم احتراق الهيدروجين في غرفة الاحتراق، يتفاعل مع الأكسجين المتوفر لديه لإنتاج الحرارة والطاقة. يكون تفاعل الاحتراق كما يلي:
2H_2 + O_2 = 2H_2O
وبمعنى آخر، يتم تحويل الهيدروجين والأكسجين إلى بخار الماء (H2O) كمنتج نهائي، مما يجعل عملية الاحتراق خالية تمامًا من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) أو أي ملوثات أخرى.
معادلة الإكسيرجي (Exergy) تستخدم لتقدير القدرة القابلة للاستفادة من الطاقة في نظام معين للقيام بعمل مفيد. إنها توفر مقياسًا للكفاءة الفعلية لأنظمة التحويل الطاقوي والعمليات. الإكسيرجي تمثل الجزء الفعال من الطاقة المتاحة للقيام بالعمل النافع.
العناصر التي تنتج نتيجة لاحتراق الهيدروجين:
1. *بخار الماء (H2O):* هو المنتج الرئيسي لعملية احتراق الهيدروجين، وهو ينتج بكميات كبيرة دون أي انبعاثات ضارة.
2. *الحرارة والطاقة:* يتم إنتاج كميات كبيرة من الحرارة والطاقة أثناء عملية الاحتراق، مما يجعلها مصدرًا قويًا لتوليد الكهرباء أو تحريك المحركات.
ومن ابرز فوائد استخدام الهيدروجين كبديل للوقود:
– تقليل الانبعاثات الضارة: يساهم استخدام الهيدروجين في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة والتلوث البيئي.
– الاستدامة: يُعتبر الهيدروجين وقودًا نظيفًا ومتجددًا، حيث يمكن إنتاجه باستخدام مصادر طاقة متجددة مثل الطاقة الشمسية أو الطاقة الرياح.
التحديات والتطلعات المستقبلية:
على الرغم من الفوائد الواضحة لاستخدام الهيدروجين كوقود بديل، إلا أن هناك تحديات تتعلق بتخزين الهيدروجين وتوزيعه بشكل فعال، بالإضافة إلى تكلفته. إلا أن التطورات التكنولوجية والاستثمارات في هذا المجال تشير إلى مستقبل واعد للاستخدام المتزايد للهيدروجين كوقود بديل.
توجد عدة طرق لإنتاج الهيدروجين، وتتضمن هذه الطرق استخدام مصادر مختلفة للطاقة وعمليات كيميائية مختلفة. إليك بعض الطرق الشائعة لإنتاج الهيدروجين:
1. تقطير الماء بواسطة الكهرباء:
يمكن إنتاج الهيدروجين من تقطير الماء باستخدام الكهرباء في عملية تسمى “تحليل الماء”. تتم هذه العملية عن طريق تمرير التيار الكهربائي من خلال الماء المتواجد في خلية تحليل الماء، مما يؤدي إلى تفكك الماء إلى هيدروجين وأكسجين. يمكن استخدام مصادر متنوعة للكهرباء في هذه العملية، مثل الطاقة الشمسية أو الطاقة النووية.
2. تحليل الهيدروكربونات:
يمكن أيضًا إنتاج الهيدروجين من تحليل الهيدروكربونات مثل الغاز الطبيعي أو البنزين. يتم تسخين الهيدروكربونات إلى درجات حرارة عالية في عملية تسمى “تحليل البخار”، حيث يتم فصل الهيدروجين من باقي المركبات.
3. تحليل البخار:
في هذه العملية، يتم تمرير البخار عبر الهيدروكربونات في درجات حرارة مرتفعة، مما يؤدي إلى تفكك الهيدروكربونات إلى الهيدروجين والكربون المتصاهر.
4. تحليل الأمونيا:
تستخدم هذه العملية الأمونيا كمصدر للهيدروجين. يتم تحليل الأمونيا في وجود محفزات معينة لإنتاج الهيدروجين.
تختلف تكلفة وكفاءة كل طريقة لإنتاج الهيدروجين، وتعتمد على العوامل المحيطة بمثل هذه العمليات مثل توافر الموارد والتكنولوجيا المستخدمة.
الختام:
استخدام الهيدروجين كبديل للوقود في غرفة الاحتراق للمحركات التوربينية يمثل خطوة هامة نحو تحسين جودة الهواء والحد من تأثيرات تغير المناخ، ويعد جزءًا أساسيًا من التحول نحو مستقبل طاقة أكثر نظافة واستدامة.
المسلة – متابعة – وكالات
النص الذي يتضمن اسم الكاتب او الجهة او الوكالة، لايعبّر بالضرورة عن وجهة نظر المسلة، والمصدر هو المسؤول عن المحتوى. ومسؤولية المسلة هو في نقل الأخبار بحيادية، والدفاع عن حرية الرأي بأعلى مستوياتها.
المصدر: المسلة
كلمات دلالية: لإنتاج الهیدروجین هذه العملیة
إقرأ أيضاً:
تحليل: الإعلان الاسرائيلي حول معبر رفح بالون اختبار لتغيير الاتفاق حسبما يريد "نتنياهو"
غزة - خاص صفا
مرة أخرى يعود الخلاف بين مصر و"إسرائيل" حول موضوع تهجير الفلسطينيين من غزة، والذي تقف أمامه مصر سدًا منيعًا، مجددًا، بقضية معبر رفح البري، الذي حاولت "إسرائيل" أن تتخذه غطاءً لضغوط تريدها في هذه المرحلة، وقف محللون سياسيون.
وأعلن المنسق لأعمال حكومة الاحتلال الاسرائيلي أمس الأربعاء، أن معبر رفح البري سيُفتح خلال الأيام القادمة للمغادرين فقط إلى مصر، مشيرًا إلى أن ذلك سيكون بالتنسيق مع مصر وبتواجد فرق أوروبية.
وسرعان ما نفى مصدر مصري مسؤول أي تنسيق لفتح المعبر، مؤكداً رفض مصر فتح المعبر إلا في كلا الاتجاهين وبدون قيود على حركة الغزيين.
ويقول المختص السياسي طلال عوكل لوكالة "صفا"، "إن الخلاف يعود بين مصر وإسرائيل مجددًا، على موضوع تهجير أهل غزة إلى مصر وهو هدف إسرائيلي واضح منذ بدايه العدوان".
ويرى أن الرفض المصري الحازم، يعود لغياب الثقة بمدى استعداد "إسرائيل" للالتزام بخطة الرئيس الأمريكي "دونالد ترامب"، التي ينص البند الثاني عشر منها على حق الفلسطينيين بحرية الحركه في الاتجاهين مغادرة وعوده بدون قيود.
ويؤكد عوكل أن "نتنياهو سيواصل التلاعب بالخطة وإفشالها".
ولكنه يستطرد "لكن المسؤولية تقع على عاتق الرئيس الأمريكي الذي عليه التدخل ح إسرائيل، بالالتزام".
وإن لم يتدخل "ترامب"، فإن الخطة ستكون في مهب الريح، ويتوقع عوكل، تدخله والضغط على "نتنياهو"، وبالرغم من ذلك فإن هذا لا يعني أن "نتنياهو" سيكف عن محاولاته لإفشال الخطة، بحسبه.
ضغط باتجاه تغيير الاتفاق
من جانبه، يقول المختص بالشأن السياسي والإسرائيلي عماد عواد "إن الإعلان الاسرائيلي يشير إلى النية لتسهيل خروج الفلسطنيين، بمعنى أنها لم تتخلى عن مشروعها خلال الحرب، وهو تمهيد الطريق لإمكانية تهجير الفلسطنيين أو جزء كبير منهم".
ويضيف "أيضًا هذا الإعلان جاء للضغط على الجانب المصري، من أجل أن تتخذ صيغة مخالفة، فإسرائيل تعلم أن مصر سترفض، وبالتالي ستذهب لتحميلها المسؤولية أمام الأطراف الأخرى خاصة الولايات المتحدة".
ويرى أن "إسرائيل" تريد أن يكون هناك ضغط باتجاه صيغة جديدة فيما يتعلق بمعبر رفح، بمعنى أن يكون هناك مراقبة معينة أو نسب دخول وخروج معينة، وأن تبدأ العملية فقط باتجاه الخروج فقط، وليس الدخول، وهي تحاول الوصول لتفاهم معين من أجل ذلك".
ويشير إلى أن "إسرائيل" أعطت صورة دعائية، أنها ليس لديها مشكله في فتح معبر رفح، لكن هي أيضًا كأسلوب للضغط على الجميع، وفق عواد.
ويكمل "حينما تعلن بهذا الشكل عن نية فتح المعبر، وتعلن عن مشاريع في مناطق تسيطر عليها، هي تريد أن تغير باتفاق وقف إطلاق النار، رغم أنه جاء على مقاسها، لكنها لا تعدم الحيل والوسيلة".
أهداف تمديد المرحلة
ويجزم بأن "إسرائيل" تريد من خلال استمرار الضغط في كل الاتجاهات، أولاً "إطالة أمد المرحلة الحالية كما هي أكبر فترة ممكن، من حيث الواقع الإنساني السيء والضغط على الفلسطينيين، وأن يبقى الاحتلال لحين مجيء حكومة إسرائيلية جديدة وانتخابات، لأن هذه قضايا مهمة بالنسبة لـ"نتنياهو".
وثانياً-حسب عواد- فإن "نتنياهو يستخدم ملف غزة في إطار ترتيب الملف الفلسطيني، وحسم الصراع مع الفلسطينيين في تجاه مختلف.
ويوضح "في الضفة يعمل بجد وتسارع لبنود أهداف اليمين المتطرف، وفي القطاع يعمل لعل وعسى أن يكون هناك ترتيب آخر فيه، كاستمرار احتلال أجزاء منه ضمن تفاهم معين، ووجود قوة دولية فقط في المناطق على الخط الأصفر، والدفع باتجاه فرض المزيد من الضغط الإنساني على الغزيين برغم أن حماس لا تزال موجودة".
وكما يقول "بالتالي، نحن نتحدث عن رغبة إسرائيلية حقيقية في اتجاه صيغ جديدة فيما يتعلق بكل شي، بما فيها معبر رفح".
ويبين أن "إسرائيل" ومن خلال بالون الإختبار هذا ضغطت الجميع باتجاه أن يكون المعبر مفتوح للمغادرين، وأنه في حال فتحه للقادمين يجب أن يكون بنسب وأعداد معينة لأن هدفها التهجير، ووجود نوع من الرقابة هي تحددها.
وثالثاً، يؤكد عواد أن "إسرائيل" تريد ضبط القضية بمسألة مَنْ من الدول يجب أن تستقبل جزء من الغزيين، وبالتالي فإن على مصر أن تسمح للغزيين للمغادرة إلى أين شاءوا، وفق المخطط الاسرائيلي.
إصابة فتى برصاص الاحتلال جنوب بيت لحم