علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
Shades Of Gray, Blue And Green: Future Of (Sustainable) Hydrogen Economy
(Sarwant Singh – بقلم: ساروانت سينغ)
ملخص المقالة:
تتعدد تقنيات انتاج الهيدروجين، ومنها إصلاح غاز الميثان بالبخار وتغويز الفحم والأكسدة الجزئية والتحليل الكهربائي للهيدروجين الرمادي جنبًا إلى جنب مع خلايا وقود غشاء البوليمر المنحل بالكهرباء والمحلل الكهربائي القلوي والمحلل الكهربائي للأكسيد الصلب والمحلل الكهربائي لغشاء الأنيون للهيدروجين الأخضر. ومن المتوقع أن ينمو سوق توليد الهيدروجين العالمي من 159.5 مليار دولار أمريكي في عام 2022 إلى 334 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030، اذ ستلعب بعض تقنيات إنتاج الهيدروجين الأزرق أدوارًا حاسمة في اقتصاد الهيدروجين بحلول عام 2030. وقد دعم ارتفاع الوعي البيئي، واستهداف الاتحاد الأوروبي خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة 40٪ بحلول عام 2030، ريادة أوروبا في توليد الهيدروجين الأزرق والأخضر. وتم توثيق السياسات الصناعية القوية والناجحة للصين فيما يتعلق بتقنيات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والبطاريات جيدًا، وسيكون للصين دور كبير في صناعة الهيدروجين أيضا، وستراهن – معتمدة على قدراتها التقنية – على المحلل الكهربائي القلوي ولديها القدرة على تطويره بنسبة تقل عن 30٪ من تكاليفه في دول الاتحاد الأوروبي..
( المقالة )
هناك نكتة حول الهيدروجين كانت تقال لما يقرب من ثلاثة عقود حتى الآن. إنها شيء من هذا القبيل: الهيدروجين على بعد 10 سنوات فقط من امكانية التسويق. ولكن بعد ذلك، كان الأمر دائمًا على بعد 10 سنوات من امكانية التسويق. وأعتقد أن هذه الشائكة قد تجاوزت أهميتها.
لماذا أنا مقتنع بأن الهيدروجين قد وصل أخيرًا؟
اربطها إلى دراسة حديثة متعددة الوظائف حول “مستقبل اقتصاد الهيدروجين” بتكليف من ماركتس اند ماركتس [شركة أبحاث واستشارات سوق عالمية تنشر تقارير التحليل الاستراتيجي] والتي كشفت عن بعض النتائج المفاجئة (وليست مفاجئة جدًا) حول الفرص والتحديات المرتبطة بتسويق الهيدروجين.
فيما يلي بعض النقاط البارزة من الدراسة:
المنبع – مدلل للاختيار
يذكرني توليد الهيدروجين في المنبع بواحدة من أغنياتي المفضلة: مامبو رقم 5 (Mambo No. 5)، وإن كان بدلاً من قليل من أنجيلا وباميلا وساندرا وريتا، فلديك القليل من الهيدروجين الرمادي والأزرق والأخضر. ومن بين هؤلاء، الهيدروجين الرمادي هو الأكثر إنتاجًا على نطاق واسع بسبب فعاليته من حيث التكلفة وتوافره على نطاق واسع. وفي عام 2022، كان حوالي 92٪ من الهيدروجين (من حيث القيمة) عبارة عن هيدروجين رمادي، مما يؤكد الاعتماد العالمي على عملية الإنتاج هذه الكثيفة الكربون. وبحلول عام 2035، من المتوقع أن يزداد الهيدروجين الأزرق والأخضر الذي ينبعث من انبعاثات الكربون المنخفضة إلى الصفر ويشكل حوالي 22 ٪ من إجمالي إنتاج الهيدروجين.
ومن المتوقع أن ينمو سوق توليد الهيدروجين العالمي من 159.5 مليار دولار أمريكي في عام 2022 إلى 334 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030. وتهيمن منطقة آسيا والمحيط الهادئ حاليًا، بقيادة دول مثل الصين والهند التي تتمتع بقدرة كبيرة في إنتاج الأمونيا وإنتاجية المصافي. وستلعب بعض تقنيات إنتاج الهيدروجين الأزرق مثل الإصلاح بالبخار (steam reforming)، وإصلاح الغاز بالحرارة (Gas Heat Reforming)، وتغويز الكتلة الحيوية [يقايا الكائنات الحية] (Biomass Gasification) بمستويات الاستعداد التقني (Technology Readiness Level (TRL)) التي تقل عن سبعة أدوار حاسمة في اقتصاد الهيدروجين بحلول عام 2030. وقد دعم ارتفاع الوعي البيئي، إلى جانب هدف الاتحاد الأوروبي الملزم لإحداث خفض بنسبة 40٪ على الأقل في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بحلول عام 2030، ريادة أوروبا في توليد الهيدروجين الأزرق والأخضر. وتعد هولندا وألمانيا أكبر أسواق الهيدروجين الأزرق والأخضر في المنطقة، على التوالي.
وتتمثل إحدى المعضلات الرئيسية في تعدد الخيارات التقنية لإنتاج الهيدروجين: إصلاح غاز الميثان بالبخار[1] (Steam Methane Reforming (SMR)) ، تغويز الفحم الحجري[2] (Coal Gasification)، الأكسدة الجزئية[3] (Partial Oxidation)، والتحليل الكهربائي (Electrolysis) – وهي أغلى تقنيات الإنتاج ولكنها أيضًا صديقة للبيئة – للهيدروجين الرمادي جنبًا إلى جنب مع خلايا وقود غشاء البوليمر المنحل بالكهرباء[4] (PEM)، المحلل الكهربائي القلوي[5] (Alkaline Elecrtolyzers)، المحلل الكهربائي للأكسيد الصلب[6] Solid Oxidation Electrolyzer (SOE)))، والمحلل الكهربائي لغشاء الأنيون[7] (Anion Membrane Electrolyzers) للهيدروجين الأخضر (انظر الرسم البياني أدناه). مجموعة من الخيارات تستحق (أن تغني) مامبو رقم 5!
وفيما يتعلق بتقنيات إنتاج الهيدروجين الأخضر، ستظل تقنية المحلل الكهربائي القلوي أكبر سوق، وسيتضخم إلى 15 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030. وستتطلع الصين إلى هذه التقنية لتعزيز القدرة التصنيعية للهيدروجين الأخضر من حوالي 5.4 غيغاوات في عام 2022 إلى ما يقدر بـ 100000-200000 طن بحلول عام 2025. وسينمو المحلل الكهربائي القلوي أسرع هامشيا من التقنيات المنافسة مثل خلايا وقود غشاء البوليمر المنحل بالكهرباء خلال 2022-2030، ويرجع ذلك أساسًا إلى عوامل التكلفة (دولار / كجم). وبعد عام 2030، ستلعب التقنيات الجديدة دورًا أكثر بروزًا.
وسيكون المحلل الكهربائي للأكسيد الصلب مجال تركيز رئيسي في أوروبا مدعوما بكفاءته العالية بنسبة 80-85٪ مقارنة بالحلول الأخرى. ورغم ذلك، كما يوضح الرسم البياني، فإنه سيظل يمثل حصة أصغر نسبيًا من إجمالي سوق تقنية إنتاج الهيدروجين الأخضر.
منتصف الطريق[8] – تحديات التحويل والتخزين والتوزيع
تعادل تكلفة إنتاج الهيدروجين مجموع المصاريف المرتبطة بالتحويل والتخزين والنقل. ويكلف إنتاج الهيدروجين السائل حوالي 2.37 دولارًا أمريكيًا / كجم تقريبًا ونفس الكمية تقريبًا لتحويله وتخزينه ونقله ثم إعادة تحويله. وبالمثل، ففي حين أن إنتاج الهيدروجين من الأمونيا وتحويله وتخزينه ونقله أرخص قليلاً من الهيدروجين السائل، فإنه يتم تحييد هذا من خلال ارتفاع تكاليف إعادة التحويل. ولذلك، يعتبر الهيدروجين محرومًا من حيث التكلفة التنافسية مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى الأقل تكلفة للتخزين والنقل.
كما تظل المخاوف المرتبطة بالنقل من الاعتبارات الحاسمة في تطوير البنية التحتية بشكل عام. وتقع الاختيارات بين تسليم خط الأنابيب وناقلات السوائل للنقل لمسافات طويلة. وفي الوقت نفسه، سيؤدي خفض التكلفة في تقنية التحليل الكهربائي إلى زيادة الطلب على محطات تزويد الوقود بالهيدروجين في الموقع.
ويمثل الافتقار إلى محطات التزود بالوقود بالهيدروجين حجر عثرة آخر. وستكون الاستثمارات المستهدفة مطلوبة لزيادة التغطية وتعزيز الثقة بين قطاعات المستخدم النهائي مثل السيارات. وكما متوسط نجاحي في ضرب كرة الكريكيت الذي يحوم في الأرقام المزدوجة السفلية، فإن معظم البلدان – اليوم – لديها أقل من 100 محطة، والعديد منها لا يعمل بشكل كامل.
ومن بين 15 محطة للتزود بالوقود بالهيدروجين في المملكة المتحدة، على سبيل المثال، أغلق عدد قليل منها بالفعل. وعلى الطرف الآخر من المقياس، تبرز اليابان التي جعلت الهيدروجين ركيزة أساسية في إستراتيجيتها للطاقة النظيفة، مع 165 محطة. وتتوقع ماركتس اند ماركتس حوالي 18000 محطة وقود على مستوى العالم بحلول نهاية عام 2030، وهو رقم يتضاءل مقارنة بالبنية التحتية القوية المتاحة للوقود الأحفوري والمركبات الكهربائية.
وباختصار، سيكون من الصعب تقديم دراسة مقنعة لشحن الهيدروجين الأخضر من أستراليا إلى أوروبا على سبيل المثال. ومع ذلك، فإن التحديات المتعلقة بالتحويل والتخزين والتوزيع تفتح فرصًا لابتكار نموذج العمل. وتتصور ماركتس اند ماركتس نموذج عمل حيث يتم توليد واستهلاك الهيدروجين في الموقع. ويعد هذا مغيرًا محتملاً للعبة لأنه يفتح مجالًا من الاحتمالات الجديدة حيث يمكن للمطارات والموانئ وربما حتى الجيش أن يكونوا منتجين ومستهلكين، مما يخلق نقطة انطلاق لاقتصاد هيدروجين محلي.
المصب – الإثارة تبدأ
يوفر التحول إلى الهيدروجين الأخضر إمكانية خفض إجمالي انبعاثات الكربون – المقدرة بأكثر من 50 غيغا طن [غيغا طن يعادل مليون طن متري (2.2 تريليون رطل)] على مستوى العالم في عام 2022 – بنحو 1 غيغا طن في التطبيقات الكيميائية والصناعية فقط، قبل إحداث تخفيضات كبيرة في الكربون عبر الطاقة والنقل والبناء والصناعات الأخرى بحلول 2050.
وتعتبر الصناعة الكيميائية واحدة من أكبر المستفيدين من اقتصاد الهيدروجين، حيث تحقق وضع العلامات الخضراء الشاملة على المواد الكيميائية الرئيسية مثل كبريتات الأمونيوم ونترات الأمونيوم ومشتقات الميثانول. ومن المقرر أن يولد إنتاج الأمونيا طلبًا على الهيدروجين الأزرق والأخضر يصل إلى ما يقرب من 13.2 مليون طن متري بحلول عام 2035. وفي الوقت نفسه، فإن من المتوقع أن زيادة تغلغل الميثانول البيئي[9] (e-Methanol) من المستويات الحالية التي تقل عن 1٪ إلى 20٪ بحلول عام 2035 ستدفع الطلب على الهيدروجين الأخضر إلى 8 مليون طن متري.
والهيدروجين الأخضر مهيأ أيضًا لتحفيز مبادرات إزالة الكربون في صناعات الصلب وأشباه الموصلات. ويجري حاليًا تطوير الفولاذ “الأخضر” الذي يستخدم الهيدروجين لتحقيق الحد الأدنى من البصمة الكربونية. ومن المقرر أن تنمو معدلات الاختراق إلى 10٪، مما يؤدي إلى زيادة الطلب السنوي على الهيدروجين الأخضر إلى 15 مليون طن متري بحلول عام 2050. ومن المتوقع أيضًا أن يرتفع الطلب من صناعة أشباه الموصلات نظرًا لدور الهيدروجين كغاز ناقل وغاز معالجة في تصنيع الرقائق.
والصناعة الأخرى التي ستتأثر بشكل كبير بالهيدروجين هي صناعة السيارات. فمن المتوقع أن يرتفع عدد المركبات التي تعمل بخلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين من 20000 وحدة في عام 2022 إلى حوالي 1.28 مليون وحدة بحلول عام 2035. وتستند هذه التوقعات إلى الحجم الكبير للمسافات الطويلة وأساطيل الخدمة الشاقة، بما في ذلك الحافلات والشاخنات الخفيفة والمتوسطة والثقيلة التي تتطلب محركات مستدامة. وبينما تركز منطقة آسيا والمحيط الهادئ على مركبات الركاب، ستركز الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي بشكل أساسي على تطبيقات المركبات التجارية.
وأعتقد أن هناك وفرة من حالات الاستخدام المثيرة للهيدروجين في الطاقة والموانئ والطيران والبحرية والدفاع والفضاء والمركبات غير المأهولة، من بين أمور أخرى. وطائرة فرط صوتية [تفوق سرعتها سرعة الصوت والتي يمكن أن تطير بسرعة 5 و 20 ماخ (سرعة الصوت) على ارتفاع 90 كيلومتر] تعتمد على الهيدروجين يمكنها أن تأخذك من أستراليا إلى المملكة المتحدة في غضون ساعتين؟ وتهدف شركة الفضاء السويسرية ديستينوس (Destinus) إلى القيام بذلك بطائرة الركاب التي تفوق سرعتها 5 ماخ سرعة الصوت (Mach 5) التي تعمل بالهيدروجين من أجل النقل لمسافات طويلة للغاية.
والأمر الأكثر روعة هو الابتكار الذي سيحدث في منصات المركبات المحددة بالهيدروجين واستراتيجيات الهندسة المعمارية. ومثل ألواح تزلج المركبات الكهربائية المطورة في سيارات الركاب، سوف ينطلق الهيدروجين في منصات المركبات التجارية الجديدة التي تدمج أنظمة خلايا الوقود في فئات المنتجات الجديدة التي من شأنها تحسين توازن النطاق مقابل التزود بالوقود مقابل الحمولة الصافية.
الصين مقابل بقية العالم: يستمر السباق
تم توثيق السياسات الصناعية القوية والناجحة للصين فيما يتعلق بتقنيات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والبطاريات جيدًا. هل سيكون تكرارًا عندما يتعلق الأمر بالهيدروجين؟ الجواب المختصر: نعم. والجواب الأطول هو أنهم موجودون بالفعل. ومن المتوقع أن تتجه أوروبا، على سبيل المثال، إلى الصين التي تركز حلولها بشكل أساسي على الهيدروجين باعتباره ناقلًا مستدامًا للطاقة بدلاً من كونه سلعة.
وكانت استراتيجية الصين، كما رأينا مع البطاريات الكهربائية، تتمثل في الرهان على حصان واحد (التقنية)، ودفع وفورات الحجم، وخفض التكاليف، وامتلاك سلسلة التوريد بأكملها. ومن الأمثلة على ذلك احتكارها لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (Lithium Iron Phosphate (LFP)) بدلاً من بطاريات الكوبالت المصنوعة من النيكل والمنغنيز (Nickel Manganese Cobalt (NMC)) الأغلى ثمناً، ولكن الموفرة للطاقة والأفضل تقنيًا. وبالمثل، في الهيدروجين، من المتوقع أن تراهن الصين على المحلل الكهربائي القلوي ولديها القدرة على تطوير المحلل الكهربائي القلوي بنسبة تقل عن 30٪ من تكاليف الاتحاد الأوروبي، على الرغم من أنها ليست تنافسية بعد من حيث خلايا وقود غشاء البوليمر المنحل بالكهرباء والمحلل الكهربائي للأكسيد الصلب.
وفي نهاية الأسبوع الماضي (الاسبوع المنتهي في 28 مايو 2023)، ظهرت سيارة تعمل بالهيدروجين السائل لأول مرة في سباق التحمل لمدة 24 ساعة في اليابان. واعتبارًا من عام 2026، سيتم السماح للسيارات التي تعمل بالهيدروجين بالمشاركة في مسابقة مدينة لومان الفرنسية المرهقة. إنه سباق حتى النهاية، وللبقاء في المقدمة يحتاج الغرب إلى الذكاء والسرعة والقدرة على التحمل لتطوير تقنيات طاقة فعالة مثل المحلل الكهربائي للأكسيد الصلب بسعر تنافسي، أو المخاطرة بالحصول على المركز الثاني، ومرة أخرى بعد عدة مرات فيما سيكون مصدرًا مهمًا من الطاقة في المستقبل.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
الهوامش:
[1] يتم استخدام بخار عالي الحرارة (700 درجة مئوية – 1000 درجة مئوية) في اصلاح بخار الميثان لإنتاج الهيدروجين من مصدر الميثان، مثل الغاز الطبيعي. وفي إعادة التشكيل بالبخار والميثان، يتفاعل الميثان مع البخار تحت ضغط 3-25 بار (1 بار = 14.5 رطل / بوصة مربعة) في وجود محفز لإنتاج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وكمية صغيرة نسبيًا من ثاني أكسيد الكربون. ويجب توفير الحرارة للعملية حتى يستمر التفاعل. المصدر: https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-production-natural-gas-reforming [2] تغويز الفحم الحجري هي عملية يتأكسد فيها الفحم جزئيًا بالهواء أو الأكسجين أو البخار أو ثاني أكسيد الكربون في ظل ظروف خاضعة للرقابة لإنتاج غاز الوقود. ويتم تبريد غاز الوقود الساخن في مبادلات حرارية، مع إنتاج البخار، وتنظيفه قبل الاحتراق في التوربينات الغازية. وتُستخدم الغازات المنبعثة من التوربين في غلاية لإنتاج بخار إضافي لتوربين بخاري. ويمكن أن تصل الكفاءة الكهربائية إلى حوالي 45٪ بأقل تأثير على البيئة. المصدر: https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/coal-gasification [3] الأكسدة الجزئية أو التغويز هي عملية احتراق الغاز الطبيعي أو المواد الخام الهيدروكربونية بكمية قياس تكافئ ثانوي من الأكسجين داخل جهاز الإصلاح لتوليد غاز تخليقي مع نسبة هيدروجين / اول اكسيد الكربون تتراوح من 1.6 إلى 1.8. وبسبب نقص الأكسجين، يتم تحويل كربون المادة الأولية إلى ثاني أكسيد الكربون. ويظهر التفاعل العام للأكسدة الجزئية في المعادلة التالية:للأكسدة الجزئية نوعان فرعيان، حراري ومحفز. الأكسدة الحرارية الجزئية هي عملية غير محفزة حيث يعتمد توليد الغاز التخليقي على نسبة الأكسجين إلى الوقود عند درجة حرارة تشغيل تتراوح من 1200 درجة مئوية إلى 1500 درجة مئوية. ويمكن أن تكون المواد الأولية المستخدمة في الأكسدة الجزئية الحرارية أي مادة تحتوي على الكربون، أي الغاز الطبيعي، والنفط الخام، والنفتا، وزيوت الغاز، والفحم. وتتضمن الأكسدة الجزئية التحفيزية استغلال المحفزات في توليد الغاز التخليقي الذي يقلل درجة الحرارة إلى حوالي 800 درجة مئوية – 900 درجة مئوية. المصدر: https://www.sciencedirect.com/topics/chemical-engineering/partial-oxidation
[4] خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني (PEMFC)، والمعروفة أيضًا باسم خلايا وقود غشاء البوليمر المنحل بالكهرباء (PEM)، هي نوع من خلايا الوقود يتم تطويرها بشكل أساسي لتطبيقات النقل، وكذلك لتطبيقات خلايا الوقود الثابتة وتطبيقات خلايا الوقود المحمولة. وتشمل ميزاتها المميزة درجات حرارة / ضغط منخفضة (50 إلى 100 درجة مئوية) وغشاء بوليمر خاص بالكهرباء موصل للبروتون. وتولد خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني الكهرباء وتعمل على المبدأ المعاكس للتحليل الكهربائي في “خلايا وقود غشاء البوليمر المنحل بالكهرباء”، الذي يستهلك الكهرباء. وهي مرشح رئيسي لاستبدال تقنية خلايا الوقود القلوية القديمة، والتي تم استخدامها في مكوك الفضاء. ويتم بناء خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني من تجميعات الأقطاب الكهربائية الغشائية والتي تشمل الأقطاب الكهربائية، والإلكتروليت، والمحفز، وطبقات انتشار الغاز. ويتم رش أو طلاء حبر من المحفز والكربون والقطب الكهربي على المنحل بالكهرباء الصلب ويتم ضغط ورق الكربون على الساخن على كلا الجانبين لحماية داخل الخلية والعمل أيضًا كأقطاب كهربائية. والجزء المحوري من الخلية هو حدود المرحلة الثلاثية حيث يختلط المنحل بالكهرباء والمحفز والمتفاعلات وبالتالي تحدث تفاعلات الخلية بالفعل. والأهم من ذلك، يجب ألا يكون الغشاء موصلًا للكهرباء حتى لا تختلط التفاعلات النصفية. وتكون درجات حرارة التشغيل فوق 100 درجة مئوية مطلوبة بحيث يصبح المنتج الثانوي للمياه بخارًا وتصبح إدارة المياه أقل أهمية في تصميم الخلية. ويكيبيديا [5] التحليل الكهربائي للماء القلوي هو نوع من المحلل الكهربي يتميز بوجود قطبين يعملان في محلول إلكتروليت سائل قلوي من هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) أو هيدروكسيد الصوديوم (NaOH). يتم فصل هذه الأقطاب بواسطة غشاء، ويفصل غازات المنتج وينقل أيونات الهيدروكسيد (OH−) من قطب كهربائي إلى آخر. ويكيبيديا [6] خلية المحلل الكهربائي للأكسيد الصلب (SOEC) عبارة عن خلية وقود أكسيد صلب تعمل في الوضع التجديدي لتحقيق التحليل الكهربائي للماء (و / أو ثاني أكسيد الكربون) باستخدام أكسيد صلب، أو سيراميك، إلكتروليت لإنتاج غاز الهيدروجين (و / أو أول أكسيد الكربون) والأكسجين. إن إنتاج الهيدروجين النقي مقنع لأنه وقود نظيف يمكن تخزينه، مما يجعله بديلاً محتملاً للبطاريات والميثان ومصادر الطاقة الأخرى. يعد التحليل الكهربائي حاليًا أكثر الطرق الواعدة لإنتاج الهيدروجين من الماء بسبب الكفاءة العالية للتحويل ومدخلات الطاقة المطلوبة المنخفضة نسبيًا عند مقارنتها بالطرق الحرارية والكيميائية الضوئية. وتعمل خلايا المحلل الكهربي للأكسيد الصلب في درجات حرارة تسمح بالتحليل الكهربائي بدرجة حرارة عالية بالحدوث، عادةً ما بين 500 و 850 درجة مئوية. درجات حرارة التشغيل هذه مماثلة لتلك الظروف لخلية وقود أكسيد صلب. ينتج عن تفاعل الخلية الصافية غازات الهيدروجين والأكسجين. التفاعلات لمول واحد من الماء موضحة أدناه، مع حدوث أكسدة الماء عند القطب الموجب والحد من الماء الذي يحدث عند القطب السالب.الأنود: 2 O2− → O2 + 4 e−
الكاثود: H2O + 2 e− → H2 + O2−
صافي التفاعل: 2 H2O → 2 H2 + O2
ويتطلب التحليل الكهربائي للماء عند 298 كلفن (25 درجة مئوية) 285.83 كيلو جول من الطاقة لكل مول لكي يحدث، ويكون التفاعل ماصًا للحرارة بشكل متزايد مع زيادة درجة الحرارة. ومع ذلك، قد ينخفض الطلب على الطاقة بسبب تسخين الجول لخلية التحليل الكهربائي، والتي يمكن استخدامها في عملية تقسيم الماء عند درجات حرارة عالية. المصدر: ويكيبيديا
[7] التحليل الكهربائي لغشاء تبادل الأنيون (AEM) هو التحليل الكهربائي للماء الذي يستخدم غشاء شبه نافذ يوصل أيونات الهيدروكسيد (OH−) يسمى غشاء تبادل الأنيون. ومثل غشاء تبادل البروتونات (PEM)، يفصل الغشاء المنتجات ويوفر عزلًا كهربائيًا بين الأقطاب الكهربائية وينقل الأيونات. وعلى عكس غشاء تبادل البروتونات، يقوم التحليل الكهربائي لغشاء تبادل الأنيون بإجراء أيونات الهيدروكسيد. والميزة الرئيسية للتحليل الكهربي للمياه التحليل الكهربائي لغشاء تبادل الأنيون هي أن محفز معدني نبيل عالي التكلفة غير مطلوب، ويمكن استخدام محفز معدني انتقالي منخفض التكلفة بدلاً من ذلك. يشبه التحليل الكهربائي للتحليل الكهربائي لغشاء تبادل الأنيون التحليل الكهربائي للمياه القلوية، والذي يستخدم فاصلًا انتقائيًا غير أيوني بدلاً من غشاء تبادل الأنيون. ويكيبيديا [8] يغطي منتصف الطريق قطاع النقل والتخزين والتجارة للنفط الخام والغاز الطبيعي والمنتجات المكررة. وفي حالته غير المكررة، يتم نقل النفط الخام بطريقتين أساسيتين: الناقلات، التي تنتقل عبر مسارات المياه بين الأقاليم، وخطوط الأنابيب، التي يتحرك خلالها معظم النفط لجزء على الأقل من الطريق. وبمجرد استخراج النفط وفصله عن الغاز الطبيعي، تنقل خطوط الأنابيب المنتجات إلى ناقل آخر أو مباشرة إلى مصفاة. ثم تنتقل المنتجات البترولية من المصفاة إلى السوق بواسطة ناقلة أو شاحنة أو عربة سكة حديد أو المزيد من خطوط الأنابيب. المصدر: https://guides.loc.gov/oil-and-gas-industry/midstream [9] يسمى الميثانول بالميثانول البيئي عند إنتاجه باستخدام الطاقة المتجددة، ويمكن استخدامه دون تغيير في البنية التحتية. ويسمح ثباته المتأصل بتخزينه في درجة حرارة الغرفة والضغط المحيط، مما يمنحه مدة صلاحية غير محددة، ويجعله قريبًا من الوقود المتسرب المتوافق مع البنية التحتية الحالية [مصطلح “الوقود المتسرب” يعني وقودًا هيدروكربونيًا سائلًا أنيقًا أو مخلوطًا مصممًا كبديل مباشر للوقود التقليدي بخصائص أداء مماثلة ومتوافق مع البنية التحتية والمعدات الموجودة]. ويمكن استخدام الميثانول البيئي مباشرةً في الصناعات والشحن، وتوفر مشتقاته من البنزين والكيروسين حلولاً للنقل البري والجوي. ويتم إنتاج معظم الميثانول من مصادر أحفورية مثل الغاز الطبيعي والفحم والنفط. وفي المقابل، يتم إنتاج الميثانول البيئي من مصادر متجددة مثل ثاني أكسيد الكربون المعاد تدويره أو الغاز الحيوي أو الكتلة الحيوية أو النفايات أو حمأة الصرف الصحي. ويكيبيديا.