الصين: قادة في إنتاج الهيدروجين عن طريق التحويل؟ 

عندما يتحدث الناس عن اقتصاد الهيدروجين، يفكر الجميع على الفور في الهيدروجين الأخضر الناتج عن التحليل الكهربائي. ولكن إذا بحثت في الأحجام الحقيقية وقدرات التشغيل في البلاد، فإن الصورة تتغير بشكل كبير. الجزء الأكبر من الهيدروجين اليوم لا يزال موجوداتحويل الهيدروكربونوهنا لا تشكل الصين مجرد لاعب، بل إنها نظام بيئي كامل، حيث يتجاوز حجم وسرعة تنفيذ التكنولوجيا في بعض الأحيان الحسابات النظرية. هناك الكثير من الضجيج حول الأساليب الجديدة، ولكن على أرض الواقع، في المصانع، هناك منشآت حيث الكلمة الأساسية هي الكفاءة والتكيف مع المواد الخام المحلية.

أين يكمن المقياس الحقيقي؟

إذا تجاهلنا العروض، فإن الأرقام تتحدث عن نفسها. يتم إنتاج الغالبية العظمى من الهيدروجين المستخدم في تكرير النفط وتخليق الأمونيا في الصين عن طريق إعادة تشكيل الميثان بالبخار أو تغويز الفحم. وهذا ليس تخلفا، بل حسابات عملية. وخاصة في المناطق الغنية بالفحم مثل المقاطعات الغربية. يتم بناء المجمعات هناك حيثإنتاج الهيدروجينمدمج في مجموعات كيميائية - يذهب الهيدروجين مباشرة إلى إنتاج الميثانول أو الأمونيا، متجاوزًا صعوبات التخزين والنقل. يتم تحديد اقتصاديات المشروع في الموقع، وليس في المكاتب.

على سبيل المثال، في شينجيانغ أو منغوليا الداخلية. هناك يمكنك رؤية محطات التحويل التي تعمل بالفحم البني المحلي. كفاءة؟ ليس الأعلى بالمعايير العالمية، إذا تم قياسه فقط من خلال تكاليف الطاقة. ولكن إذا نظرنا إلى السلسلة الكاملة - من تكلفة الفحم في المنجم إلى سعر المنتج النهائي للسوق المحلية - تصبح الصورة رابحة. وهذا غالبا ما يغفل عنه المحللون الذين ينظرون فقط إلى المعايير التكنولوجية بمعزل عن الجغرافيا والبنية التحتية.

وفي الوقت نفسه، تجاوزت الشركات الهندسية الصينية منذ فترة طويلة مجرد النسخ. لنأخذ نفس تحويل البخار. نعم، العملية الأساسية هي المعيار. لكن الفروق الدقيقة في تصميم أدوات الإصلاح، وأنظمة استعادة الحرارة، والمحفزات هي المكان الذي يتم فيه العمل. في أحد المشاريع في مقاطعة شنشي، واجهوا مشكلة التكويك السريع للمحفز بسبب تكوين الغاز الطبيعي المحلي. الحل لم يكن في استبدال المحفز بمحفز مستورد، بل في تعديل نظام المعالجة المسبقة وإضافة مرحلة. اتضح أنه أرخص، وزاد عمر الخدمة للقسم. لن تجد دائمًا مثل هذه التفاصيل في التقارير.

الاتجاهات التكنولوجية والحلول المحلية

هناك الكثير من الحديث هذه الأيام حول الجمع بين التحويل واحتجاز الكربون (CCS). في الصين، الأمر ليس مجرد كلام. هناك العديد من المشاريع الرائدة، على سبيل المثال، في إحدى شركات الفحم في نينغشيا. وهناك، يتم إرسال ثاني أكسيد الكربون من مصنع التغويز للتخلص منه. ولكن لنكون صادقين، فإن القوة الدافعة الرئيسية ليست البيئة، بل المتطلبات التنظيمية المستقبلية وإمكانية بيع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج النفط (عن طريق الغمر بالمياه). لا يزال نموذج الأعمال ضعيفًا، لكن التجارب جارية.

من المثير للاهتمام مشاهدة تطور التكنولوجياتحويل الميثانول إلى الهيدروجين(MeOH-to-H2) للعبوات الموزعة. وهذا هو المجال الذي تقوم الصين بتجربته بنشاط. ليس من الممكن في كل مكان مد خط أنابيب الهيدروجين أو بناء مصنع كبير. لكن الميثانول سائل، ولوجستياته أبسط. لقد رأيت محطة وقود تجريبية في قوانغدونغ تعمل وفقًا لهذا المخطط. وينتج المفاعل المدمج في الموقع الهيدروجين من الميثانول حسب الطلب. كانت المشكلة هي نقاء الهيدروجين لخلايا الوقود - وكان لا بد من تعديل نظام التنقية بشكل جدي. لكن الاتجاه واعد، خاصة بالنسبة للنقل الحضري.

ومن الجدير بالذكر هنا دور معاهد التصميم، التي تعمل على وجه التحديد في تكييف التقنيات مع الواقع الصيني. أحد الأمثلة اللافتة للنظر هوتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(موقعهم على الانترنت هوyzkjhx.ru). هذا ليس مجرد مكتب، ولكنه مركز هندسي متكامل تم إنشاؤه على أساس التكنولوجيا الكيميائية Chengdu Huaxi. برأس مال مسجل قدره 120 مليون يوان، يمكنهم تحمل تكاليف البحث والتطوير الجاد. وهي في جوهرها بمثابة حلقة وصل بين البحوث الأساسية في المؤسسات الأكاديمية والمتطلبات الصارمة للعملاء الصناعيين. لا يقتصر عملهم على بيع حلول جاهزة من الكتالوج، بل يتعلق بالتصميم لمهمة محددة، سواء كانت تحديث وحدة تحويل أو دمج أنظمة تنظيف جديدة.

المشاكل التي لا يتم الإعلان عنها

وبطبيعة الحال، ليس كل شيء يسير بسلاسة. أحد المشاكل الرئيسية هو الاعتماد على المواد الحفازة المستوردة في بعض العمليات عالية الكفاءة. إن العقوبات وسلاسل التوريد تجبرنا على البحث عن بدائل. تحرز الشركات المصنعة للمحفزات الصينية تقدمًا، ولكن بالنسبة لبعض العناصر، خاصة للمنشآت واسعة النطاق، لا تزال هناك فجوة في الاستقرار وعمر الخدمة. وهذا يخلق مخاطر للمشاريع.

مشكلة أخرى هي البصمة المائية. يعتبر التحويل، وخاصة تغويز الفحم، عملية كثيفة الاستهلاك للمياه. إمدادات المياه محدودة في المناطق الشمالية والغربية من الصين. ومن الضروري إدخال أنظمة معقدة لإعادة تدوير وتنقية المياه، مما يزيد من تكلفة المشروع. في أحد المواقع في شانشي، رأيت أنه بسبب حسابات المياه، كان من الضروري تغيير تخطيط المجمع بأكمله من أجل استخدام مياه الصرف الصحي من مؤسسة مجاورة. تبين أن التكامل كان قسريًا، ولكنه فعال.

وبالطبع اللقطات. لا يوجد مهندسون ذوو خبرة يقومون "باستنشاق" تركيب العمل وفهم ليس فقط النظرية، ولكن أيضًا كيفية تصرفه في ظل التقلبات في الضغط أو تكوين المواد الخام. يتمتع المتخصصون الشباب بخلفية نظرية ممتازة، لكنهم يفتقرون في بعض الأحيان إلى الحدس العملي. يتم تعويض ذلك من خلال البروتوكولات الصارمة والتحول الرقمي، ولكن لا شيء يمكن أن يحل محل التجربة الحية.

التطلع إلى المستقبل: إلى أين تتجه الصناعة

ومن الواضح أن الصين لن تتخلى على المدى المتوسط عن تحويل الهيدروجين إلى مصدر رئيسي لها. لكن المتجه سوف يتحول نحو الأنظمة الهجينة. وقد أصبحت المشاريع مرئية بالفعل حيث يتم دمج وحدة إصلاح الميثان البخاري مع محلل كهربائي يعمل على ذروة الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة. يساعد هذا على تخفيف الحمل وتقليل البصمة الكربونية قليلاً. لا يزال الأمر باهظ الثمن، لكن الطيارين بدأوا.

اتجاه آخر هو التصغير والنمطية. ليست مصانع عملاقة، بل وحدات مدمجة وموحدة لإنتاج الهيدروجين بسعة تتراوح، على سبيل المثال، من 10 إلى 20 ألف نيوتن متر مكعب في الساعة. ويمكن بناؤها بشكل أسرع وتكرارها بالقرب من المستهلك. وهذا يقلل من التكاليف اللوجستية. يعد الحفاظ على الكفاءة على نطاق صغير تحديًا تكنولوجيًا، لكن العمل جارٍ. يمكن لشركات مثل Yizhi Technology المذكورة أعلاه أن تلعب دورًا رئيسيًا هنا، حيث تتمتع بخبرة في تصميم المرافق الكبيرة والمتوسطة الحجم.

في نهاية المطاف، القيادة ليست مجرد مسألة طن. إنها القدرة على إنشاء أنظمة كاملة وعاملة وقابلة للحياة اقتصاديًا. وتتمتع الصين الآن بوضع فريد: سوق محلية ضخمة، وهندسة قوية، وإرادة للتنفيذ. سيكون هناك الكثير من الأخطاء، والفروع ذات النهاية المسدودة أيضًا. ولكن على هذا الطريق بالتحديد - من خلال الممارسة والتكيف وحل مشكلات محددة - تتشكل التجربة ذاتها التي تجعل البلاد قائدًا حقيقيًا وليس إعلانيًا في هذا المجال. ليس من الناحية النظرية، ولكن في المواقع الصناعية الحقيقية، حيث تصدر الضواغط ضوضاء ويأتي البخار من المصلحين.