الشحن التوربيني.. تقنية تخفض انبعاثات قطاع الشحن البحري (تقرير)

تسهم تقنية الشحن التوربيني في خفض انبعاثات قطاع الشحن البحري وتمكين الاستعمال الفعال للوقود المحايد كربونيًا.

ونتيجة لتركيزها على الوقود المحايد كربونيًا، تعمل شركة أكسيليرون السويسرية Accelleron على تصميم حلول الشاحن التوربيني البحري خصيصًا للوقود البديل، بما في ذلك الميثانول والأمونيا والهيدروجين والوقود الحيوي، حسبما رصدته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

ولهذا، يشهد قطاع النقل البحري مرحلة تطوير متسارع، مدفوعة إلى حدّ كبير بهدف المنظمة البحرية الدولية الطموح للوصول إلى الحياد الكربوني بحلول عام 2050.

ويتضمن تحقيق هذا الهدف تحقيق نقاط تفتيش مؤقتة مع تخفيضات كبيرة من مستويات عام 2008: انخفاض بنسبة 20-30% بحلول عام 2030، وانخفاض بنسبة 70-80% بحلول عام 2040.

الالتزام بإزالة الكربون

يتطلب الالتزام بإزالة الكربون تقدمًا تكنولوجيًا في جميع أنواع المحركات، وتسعى شركة أكسيليرون إلى أن تصبح رائدة عالمية مستقلة في مجال التكنولوجيا والخدمات لتقنية الشحن التوربيني وحقن الوقود والحلول الرقمية الهادفة إلى تسريع الاستدامة في القطاعات البحرية والطاقة.

ومن نقاط التميز المهمة لدى شركة أكسيليرون تصميم حلول الشحن التوربيني خصوصًا للوقود البحري البديل، بما في ذلك الميثانول والأمونيا والهيدروجين والوقود الحيوي.

ومع استبدال هذا الوقود تدريجيًا بالخيارات التقليدية مثل زيت الوقود الثقيل والديزل الأحمر البحري، يجب أن تتطور تقنية الشحن التوربيني لضمان الكفاءة والأداء والقدرة على التكيف عبر مجموعة متنوعة من أنواع الوقود.

حلول الشحن التوربيني

يُعدّ الميثانول الوقود البديل الأقل تعقيدًا لعمليات السفن، حيث يشبه الديزل من حيث الاحتراق الكيميائي والإدارة التشغيلية.

ولهذا السبب، أصبح الميثانول الأكثر شعبية في الدفعة الأولى من الوقود البديل للشحن، حيث جاء في المرتبة الثانية بعد الغاز المسال في طلبات بناء محركات الوقود المزدوج الجديدة لهذا العام، وفقًا لشركة كلاركسون.

وعلى الرغم من أنه أقل تعقيدًا من الهيدروجين أو الأمونيا، ما يزال الميثانول يمثّل تحديات، خصوصًا بسبب كثافة الطاقة المنخفضة مقارنة بالديزل، بحسب ما تابعته منصة الطاقة المتخصصة.

وتُعدّ أنظمة الشحن التوربيني المتقدمة من شركة أكسيليرون فعالة خصوصًا لمحركات الميثانول، حيث وفّرت ضغوط تعزيز عالية عبر نطاق واسع من حمولة المحرك، ويسمح هذا بالاحتراق الكامل وتحسين ناتج الطاقة وتقليل استهلاك الوقود المحدد.

بالإضافة إلى انخفاض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، ينتج الميثانول انبعاثات أقل من الجسيمات، ما يسهم في التشغيل الأنظف، ويتماشى مع الأولويات التنظيمية والبيئية المتعددة.

التغلب على تحديات الاحتراق

تُعدّ الأمونيا منافسًا قويًا بصفتها وقودًا محايدًا كربونيًا لقطاع الشحن، على الرغم من أنه يقدّم مجموعة خاصة به من التحديات الفنية.

وعلى عكس الهيدروجين، تتمتع الأمونيا بقابلية احتراق منخفضة نسبيًا وانتشار بطيء للّهب، ما يجعل من الصعب تحقيق الاحتراق الكامل في المحركات البحرية.

ويمكن تعديل الشواحن التوربينية من شركة أكسيليرون لتقديم ضغوط تعزيز وفقًا لمتطلبات الاحتراق، ما يضمن إمدادًا مثاليًا للهواء لكل من دورات الديزل و”أوتو”، التي تحوّل الحرارة إلى عمل ميكانيكي.

إضافة إلى ذلك، يولّد احتراق الأمونيا أكاسيد النيتروجين، التي تُنَظَّم بسبب تأثيرها البيئي الضار، حسب متابعات منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

في المقابل، يمكن لصانعي المحركات تطبيق تقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي، التي تحقن عامل اختزال مثل اليوريا في تيار العادم، وتحويل أكاسيد النيتروجين إلى نيتروجين وبخار ماء غير ضارّ.

احتراق أنظف

من بين أنواع الوقود البديل، يقدّم الهيدروجين من الناحية النظرية أحد الحلول الأكثر وعدًا للعمليات المحايدة كربونيًا عند إنتاجه بشكل مستدام.

وفي الممارسة العملية، يجلب تحديات إضافية وفريدة من نوعها، بسبب كثافة الطاقة المنخفضة للغاية لكل وحدة حجم، بحسب متابعة منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن) لتحديثات القطاع.

ويعني هذا القيد أن الشواحن التوربينية يجب أن تعمل بنِسَب ضغط أعلى بكثير لتوفير ناتج طاقة مناسب، وهو أمر مهم تحديدًا للرحلات البحرية الطويلة، حيث تكون كفاءة الطاقة ذات أهمية قصوى.

لذلك، صُمِّمَت تقنية الشحن التوربيني لدى شركة أكسيليرون لتلبية متطلبات الضغط العالي هذه، ما يتيح عمليات فعالة مع دعم التحكم الدقيق في نسبة الهواء إلى الوقود.

ويُعدّ هذا التحكم أمرًا بالغ الأهمية لأن احتراق الهيدروجين يتطلب توازنًا دقيقًا لتجنّب النقاط الساخنة، التي قد تؤدي إلى الاشتعال المسبق والتآكل اللاحق لمكونات المحرك.

ومن خلال السماح بهذه الإدارة الدقيقة، تؤدي الشواحن التوربينية من شركة أكسيليرون دورًا حيويًا في جعل الهيدروجين وقودًا قابلًا للاستعمال البحري.

في هذا الإطار، يشكّل التخزين على متن السفن عقبة رئيسة أخرى في التطبيقات العملية للإبحار، وتُعدّ الحلول الرامية إلى خفض درجة حرارة الغاز، لضغطه بما يكفي ليتناسب مع حجم خزان معقول، باهظةَ الثمن، ولم تثبت فعاليتها بعد.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر..

إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.