مال واعمال – الامارات في 12 مايو 2021 – يوصف الهيدروجين بأنه وقود أخضر لا مفر منه في المستقبل قل ذلك للأشخاص الذين سيتعين عليهم شحنه عبر العالم في درجات حرارة شديدة البرودة قريبة من تلك الموجودة في الفضاء الخارجي.
ومع ذلك ، هذا هو بالضبط ما يحاول المصممون القيام به.
ففي أكبر تحد تقني للشحن التجاري منذ عقود ، بدأت الشركات في تطوير جيل جديد من السفن التي يمكنها توصيل الهيدروجين للصناعات الثقيلة ، وستتحول المصانع في جميع أنحاء العالم إلى الوقود وستدفع الانتقال إلى اقتصاد منخفض الكربون.
وقالت الشركات المعنية إن هناك ثلاثة مشروعات على الأقل لتطوير سفن تجريبية ستكون جاهزة لاختبار نقل الوقود في أوروبا وآسيا خلال السنوات الثلاث المقبلة.
اما التحدي الرئيسي هو إبقاء الهيدروجين باردًا عند 253 درجة مئوية تحت الصفر – 20 درجة فقط فوق الصفر المطلق ، أبرد درجة حرارة ممكنة – لذلك يبقى في شكل سائل ، مع تجنب خطر تكسر أجزاء من الوعاء.
هذا ما يقرب من 100 درجة مئوية أبرد من درجات الحرارة اللازمة لنقل الغاز الطبيعي المسال (LNG) ، والتي تطلبت ثورة الشحن الخاصة بها منذ حوالي 60 عامًا.
وقامت شركة Kawasaki Heavy Industries اليابانية بالفعل ببناء أول سفينة في العالم لنقل الهيدروجين ، Suiso Frontier.
وصرحت بأن النموذج الأولي للسفينة يخضع لتجارب بحرية ، ومن المتوقع أن تبدأ رحلة تجريبية أولى تبلغ نحو تسعة آلاف كيلومتر من أستراليا إلى اليابان في الأشهر المقبلة.
وقال موتوهيكو نيشيمورا ، نائب المدير التنفيذي في كاواساكي: “هناك المرحلة التالية من المشروع قيد التشغيل بالفعل لبناء ناقل هيدروجين على نطاق تجاري بحلول منتصف عام 2020 ، بهدف أن يصبح تجاريًا في عام 2030”.
واكد على إن الخزان الذي تبلغ سعته 1250 مترًا مكعبًا للاحتفاظ بالهيدروجين ذو قشرة مزدوجة ومعزول بالفراغ للمساعدة في الحفاظ على درجة الحرارة.
وقال نيشيمورا إن نموذج كاواساكي ، وهو نموذج متواضع نسبيًا يبلغ طوله 116 مترًا ويبلغ وزنه الإجمالي 8000 طن ، سيعمل على الديزل في رحلتها الأولى ، لكن الشركة تهدف إلى استخدام الهيدروجين لتشغيل السفن التجارية الأكبر في المستقبل.
فولاذ فائق القوة
في كوريا الجنوبية ، أحد أهم محاور بناء السفن في العالم ، هناك مشروع آخر قيد التنفيذ.
قال متحدث باسم الشركة الكورية لبناء السفن والهندسة البحرية هي أول شركة في البلاد تعمل على بناء ناقل هيدروجين مسال تجاري.
للتصدي لتحدي البرودة الشديدة ، قالت الشركة إنها تعمل مع شركة تصنيع الصلب لتطوير الفولاذ عالي القوة وتكنولوجيا اللحام الجديدة ، إلى جانب العزل المعزز ، لاحتواء الهيدروجين وتخفيف مخاطر تكسير الأنابيب أو الخزانات.
على الجانب الآخر من العالم ، في النرويج ، تبذل الجهود أيضًا لبناء سلسلة توريد الهيدروجين على الساحل الغربي للبلاد ، حيث تتطلع إحدى المجموعات إلى تجربة سفينة اختبار يمكنها نقل الهيدروجين إلى محطات التعبئة المخطط لها ، والتي ستكون قادرة على خدمة السفن وكذلك الشاحنات والحافلات.
قال بير برينشمان ، إن شركة الشحن النرويجية Wilhelmsen Group تعمل على المشروع الأخير مع شركاء لبناء سفينة “قابلة للدحرجة / قابلة للدحرجة” تكون قادرة على نقل الهيدروجين السائل عن طريق الحاويات أو المقطورات التي يتم قيادتها على متن السفينة. نائب رئيس الشركة للمشاريع الخاصة.
وأضاف أنه من المتوقع أن يتم تشغيل السفينة في النصف الأول من عام 2024.
قال برينشمان ، في إشارة إلى محطات التعبئة: “نعتقد أنه بمجرد تشغيل هذه السفينة التجريبية ، فإن النية ستكون بناء مراكز تموين بالوقود على الساحل الغربي (للنرويج).
تستكشف شركات أخرى طريقًا مختلفًا لتجنب اللغز البارد وما قد يحدث عندما تتفاعل ذرات الهيدروجين مع المعدن.
على سبيل المثال ، تعمل شركة Ballard Power Systems الكندية وشركة Global Energy Ventures الأسترالية معًا لتطوير سفينة لنقل الهيدروجين المضغوط في شكل غاز.
وقال نيكولاس بوكارد ، نائب الرئيس للتسويق والشراكات الإستراتيجية مع بالارد: “سيكون أقرب إطار زمني هو 2025/26”.
ميزة هذا النهج الغازي أنه لا يتطلب أي درجات حرارة قصوى. لكن الجانب السلبي هو أنه يمكن نقل كمية أقل من الهيدروجين في شحنة مقارنة بالهيدروجين السائل ، وهذا هو السبب في أن بعض المحركين الأوائل يختارون هذا الأخير.
قال برينشمان من ويلهلمسن إن الحاوية التي يبلغ طولها 40 قدمًا ستحمل حوالي 800-1000 كجم من غاز الهيدروجين المضغوط ، ولكن ما يصل إلى 3000 كجم من الهيدروجين السائل.
معقدة ومكلفة
مثل هذه المساعي بعيدة كل البعد عن كونها خالية من المخاطر.
فهي غالية الثمن كبداية. ولم تعلق أي من الشركات على تكلفة سفنها ، على الرغم من أن ثلاثة متخصصين في الصناعة قالوا لرويترز إن مثل هذه السفن ستكلف أكثر من السفن التي تحمل الغاز الطبيعي المسال ، والتي يمكن أن تتراوح تكلفتها بين 50 و 240 مليون دولار لكل منها حسب الحجم.
تكلفة سفينة نقل الهيدروجين ستتحمل بشكل أساسي تكلفة نظام التخزين. قد يكون تخزين الهيدروجين السائل مكلفًا للغاية بسبب تعقيده ، “تمت إضافة كارلو راوتشي ، مستشار إزالة الكربون البحري مع اعتماد السفن LR ، بشكل منفصل.
يجب أن تتغلب المشاريع التجريبية ، التي لا تزال في مراحلها التجريبية ، على هذه التحديات التقنية ، وأن تعتمد أيضًا على التقاط الهيدروجين كوقود يستخدم على نطاق واسع في السنوات القادمة.
لا شيء من هذا مؤكد ، على الرغم من أن دعم الدولة الذي يتم إلقاؤه خلف هذا الوقود الأنظف الاحتراق يشير إلى أن له مستقبلًا في مزيج الطاقة العالمي.
أصدرت أكثر من 30 دولة ، بما في ذلك العديد من الدول في أوروبا مثل فرنسا وألمانيا وكذلك أمثال كوريا الجنوبية وأستراليا ، خطط إطلاق الهيدروجين.
يمكن أن يصل إجمالي الاستثمارات المخطط لها إلى أكثر من 300 مليار دولار حتى عام 2030 إذا أثمرت مئات المشاريع التي تستخدم الوقود ، وفقًا لتقرير صدر مؤخرًا عن جمعية مجلس الهيدروجين والمستشارين ماكينزي.
سيكون دور الشحن مهمًا لإطلاق العنان لإمكانية تحويل الصناعات مثل الصلب والأسمنت إلى هيدروجين.
يُقدر أن هذين القطاعين من الصناعات الثقيلة وحدهما ينتجان أكثر من 10 في المائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية ، والتغلب على حاجتهما إلى الوقود الأحفوري هو أحد التحديات الرئيسية للانتقال 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 متخصصين في الصلب ومصممي الخزانات على هندسة نظام شحن على متن السفن يمكن استخدامه لنقل الهيدروجين السائل.
“نحن في المراحل الأولى مع ناقلات الهيدروجين. ولكن على عكس ما حدث عندما تم طرح الغاز الطبيعي المسال لأول مرة ، فإن الصناعة أكثر مرونة للتغيير “.
وأضاف “يجب أن يكون انتقالًا أسرع”.
يقول المتخصصون إن تطوير الغاز الطبيعي المسال استغرق عقودًا قبل أن يتم طرحه بالكامل ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى البنية التحتية والسفن المطلوبة والقليل من الشركات الراغبة في الاستثمار في البداية.
الشركات النشطة في أسواق الشحن الأوسع تدرس أيضًا إمكانية التنويع في نقل الهيدروجين في المستقبل.
قال بول ووغان ، الرئيس التنفيذي لشركة GasLog Partners التي تعد لاعبًا رئيسيًا في شحن الغاز الطبيعي المسال ، إنها “منفتحة” بشأن الانتقال إلى الهيدروجين ، بينما قال مالك ناقلة النفط يوروناف إنه يدرس نقل الطاقة في المستقبل.
وقال هوغو دي ستوب الرئيس التنفيذي لشركة Euronav: “إذا كانت هذه الطاقة هي الهيدروجين غدًا ، فإننا نود بالتأكيد أن نلعب دورًا في الصناعة الناشئة”.
وقال آخرون مثل شركة ميرسك تانكرز الرائدة في إدارة السفن إنهم سيكونون منفتحين على إدارة أصول شحن الهيدروجين.
قال يوهان بيتر توتورين ، مدير الأعمال لشركات نقل الغاز مع شهادة اعتماد السفن DNV Maritime ، إن شركته تشارك في دراسات المفاهيم لنقل الهيدروجين بكميات كبيرة في البحر.
“سوف تمر بضع سنوات قبل أن تؤتي هذه المشاريع ثمارها ، ولكن إذا كان الهيدروجين جزءًا من مزيج الوقود المستقبلي ، فعلينا أن نبدأ في استكشاف جميع الاحتمالات الآن.”
