لا يمكن التقليل من أهمية إمكانية تحويل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين إلى الميثانول

Thread Content

أعلنت الأكاديمية الصينية للعلوم مؤخرًا أنه خلال العامين الماضيين، قام معهد شنغهاي للبحوث المتقدمة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم بالتعاون مع مجموعة هوايي في شنغهاي بتطوير تقنيات لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول على نطاق صناعي. وبعد إجراء اختبارات استمرت حوالي 1200 ساعة باستخدام أنابيب واحدة، تمكن فريق البحث وقسم التصميم مؤخرًا من وضع خطة تقنية لإنتاج 100 إلى 300 ألف طن سنويًا من ميثانول من ثاني أكسيد الكربون. تم حتى الآن تقديم **10 طلبات لبراءات اختراع** فيما يتعلق بهذه التقنية، كما أن أداء المحفزات ونتائج الاختبارات على المستوى الفردي تتجاوز المستويات المذكورة في التقارير الحالية. ثاني أكسيد الكربون هو السبب الرئيسي في الاحتباس الحراري، لكن استخداماته كمادة خام صناعية واسعة جدًا. يقتصر الاحتجاز والتخزين التقليديان للكربون على حبس ثاني أكسيد الكربون فقط، ولا يمكنهما تحقيق إعادة استخدامه ； وعلاوة على ذلك، التكاليف مرتفعة والعوائد ضئيلة. لذلك، أصبح تطوير تقنيات جمع الكربون وإعادة استخدامه موضوعًا في غاية الأهمية. تحويل طاقة الطاقة المتجددة وثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول لإنتاج وقود نقل منخفض الكربون، هو حل فعال. يمكن لهذه التقنية أن تساعد في جمع الكربون ودمجه مع الهيدروجين والأكسجين لتصنيع الميثانول، وعند احتراق الميثانول يتحول إلى كربون وأكسجين وهيدروجين، وبذلك يتشكل دورة مستمرة من الطاقة النظيفة الخضراء. ووفقًا للمعلومات المتوفرة، فإن تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول يمكن أن يخلق قيمة اقتصادية في ثلاثة مجالات رئيسية: أولاً، استرداد الهيدروجين والغاز المركب من العمليات الصناعية، واستخدامهما مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الميثانول، مما يزيد من قيمة المنتج ويقلل من انبعاثات الكربون. ثانيًا، رفع كفاءة استخدام محطات توليد الكهرباء، من خلال استغلال الطاقة الكهربائية الزائدة الناتجة عن عدم توازن العرض والطلب في تحليل الماء إلى هيدروجين بواسطة الإلكتروليز، وكذلك في تصنيع الميثانول من ثاني أكسيد الكربون؛ مما يساعد ليس فقط في تخفيف الضغط على الشبكة ورفع كفاءة استخدام المعدات، بل أيضًا في تعزيز استقرار الشبكة الكهربائية وتقليل انبعاثات الكربون. ثالثًا، تحويل طاقة المصادر المتجددة إلى هيدروجين، وتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول، لإنتاج وقود نقل منخفض الكربون دون انبعاثات كربونية. يمكن من خلال تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول عن طريق الهيدروجين، استخدام CO2 كمادة خام للصناعات الكيميائية، مما يسمح بإعادة استخدام مصادر الكربون والهيدروجين ； من ناحية أخرى، يمكن ربطه بإنتاج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي للطاقة المتجددة وصناعة الكلور والقلويات، لتحقيق تخزين موارد الهيدروجين. أثارت هذه العملية في وقت من الأوقات نقاشًا واسعًا على مستوى العالم حول “اقتصاد الميثانول”. لكن في الوقت الحالي، يوجد مشكلة في كفاءة واختيارية المحفزات المستخدمة في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول. لذلك، تعمل بعض الشركات والمؤسسات البحثية في الداخل والخارج، مثل شركة هالدور توبسه الدنماركية، وشركة كانساي للطاقة اليابانية، وشركة ميتسوبيشي للصناعات الثقيلة، وشركة لورجي الألمانية، ومعهد كوريا للعلوم والتكنولوجيا، على تطوير محفزات أكثر كفاءة وتقنيات متعلقة بها. 　　 بدعم من خطة الدعم التكنولوجي التابعة لوزارة العلوم والتكنولوجيا، ومشروع الأبحاث النووية الاستراتيجية التابع لأكاديمية العلوم الصينية، بالإضافة إلى المشاريع الرئيسية التي تدعمها لجنة العلوم في مدينة شانغهاي، تمكن فريق معهد شانغهاي للأبحاث المتقدمة، من خلال دراسة آليات تفعيل غاز ثاني أكسيد الكربون بعمق، من حل المشاكل الرئيسية في عملية إنتاج العوامل المحفزة على نطاق واسع. كما تمكن الفريق، من خلال التعاون مع مجموعة هوايي في شانغهاي، من تحقيق تشغيل سلس للعمليات الإنتاجية على نطاق تجريبي. حاليًا، تم إعداد حزمة التقنيات الخاصة بتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول بمعدل 100-300 ألف طن سنويًا، وقد تمت الموافقة عليها من قبل لجنة الخبراء، مما يجعلها جاهزة للتطبيق التجاري على نطاق واسع. في عام 2009، استثمرت شركة ميتسوي الكيميائية اليابانية مبلغ 16 مليون دولار لبناء أول مصنع على مستوى العالم لإنتاج الميثانول من ثاني أكسيد الكربون بطاقة إنتاجية 100 طن في السنة، وقد نجح المشروع. هذا هو أبرز إنجاز في تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول، وفقًا للأخبار المنشورة حتى الآن. في الوقت الحالي، يُعد مشروع تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى ميثانول عبر عملية الهيدروجينة هو المشروع الصناعي الوحيد الذي يعمل على مستوى العالم. وقد طورت شركة “كاربون ريسايكلينج إنترناشيونال” (Carbon Recycling International, CRI) تقنية ETL لاستخلاص ثاني أكسيد الكربون من الانبعاثات الصناعية، ثم تحويله إلى ميثانول. وهذا يساعد في تقليل الانبعاثات، كما يوفر فرصًا جديدة للشركات لتحقيق الأرباح. دخل أول مصنع للميثانول في العالم، الذي تم بناؤه بتمويل مشترك من الشركة وكندا بقيمة 5 ملايين دولار أمريكي، حيز العمل التجاري في آيسلندا. هذا المجمع لتحويل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين إلى ميثانول، كانت قدرته على إنتاج الميثانول 1300 طن في عام 2012، بينما ارتفعت هذه القدرة إلى 4000 طن في عام 2014. يُستخدم الميثانول المتجدد الذي تنتجه شركة Carbon Cycle International في السوق الأوروبية، واسمه التجاري هو Vulcanol، ويمكن دمجه مع البنزين لاستخدامه في إنتاج الوقود الحيوي. يحتاج إنتاج الميثانول من ثاني أكسيد الكربون كتقنية جديدة إلى **الدعم والتشجيع. يوصي الخبراء بـ**وضع سياسات تشجع على استخدام الوقود النظيف، مثل فرض ضرائب على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وجزيئات PM2.5، وتسهيل إجراءات الموافقة على مشاريع الاستثمار، وتقديم الدعم اللازم لأولى المنشآت التجريبية، وغير ذلك.** في 3 يوليو 2015، أعلنت مجموعة جيلي الصينية للسيطرة على الشركات (المعروفة اختصارًا باسم “مجموعة جيلي”) عن نيتها استثمار مبلغ 45.5 مليون دولار أمريكي في شركة كاربون ريسايكلينج إنترناشونال الأيسلندية. سيتم تنفيذ خطة الاستثمار هذه على مراحل، حيث سيتم شراء المزيد من أسهم شركة “كاربون سيركوليشن إنترناشيونال” خلال ثلاث سنوات من الاستثمار الأول. سوف تصبح مجموعة جيلي مساهمًا رئيسيًا في شركة “سيركوليشن إنترناشونال” للكربون، وستعيّن أعضاء في مجلس الإدارة. تسعى مجموعة جيلي وشركة كاربون سيركوليشن إنترناشيونال إلى التعاون من أجل استكشاف إمكانية تطبيق تقنيات إنتاج الوقود الخالي من الكربون في الصين، كما تسعيان إلى تطوير ونشر استخدام السيارات التي تعمل بالميثانول بنسبة 100% في الصين وأيسلندا وبقية أنحاء العالم. اتفق الطرفان على أن الميثانول، كوقود نظيف ومستدام، سيلعب دورًا متزايد الأهمية في الصين وأوروبا وحتى في جميع أنحاء العالم.