شهد أكتوبر تحولًا زلزاليًا ، مع العالمية الشحن البحري و طيران تلتزم الصناعات على حد سواء بالانتقال إلى صافي الصفر بحلول عام 2050. بالنسبة لصناعة الشحن ، يعد هذا تقدمًا إضافيًا على هذا المعلم مبادئ بوسيدون. بالنسبة للطيران ، هذا يدل على مستوى جديد من الطموح.
لكن من الصعب إزالة الكربون من كلا القطاعين ، ويبقى سؤال مركزي: كيف سيفعلون ذلك؟
ليس لدينا حتى الآن كل تفاصيل التقنيات التي سيتم استخدامها - ولكن هذه الصناعات لا تفعل ذلك أيضًا. صرحت الغرفة الدولية للشحن (ICS) أنه من أجل الوصول إلى صافي صفر ، يجب أن يكون 5 في المائة من أسطول الشحن العالمي عديم الانبعاثات بحلول عام 2030. وهذا يعني بناء ونشر آلاف السفن بناءً على التكنولوجيا الجديدة التي لم تفعل ذلك. حتى الآن على نطاق واسع ، فضلا عن بناء سلاسل إمدادات الوقود لدعمهم.
اقترحت صناعة الطيران حلولًا تتطلب قدرًا أقل من الاضطراب في نماذج تشغيل الصناعة - على الرغم من أنه هنا أيضًا ، من المرجح أن تلعب التقنيات الجديدة والأنواع الجديدة من الطائرات دورًا متزايدًا. في كلتا الحالتين ، سيكون المزيد من التمويل للبحوث والحلول على نطاق واسع أمرًا بالغ الأهمية.
في هذه المدونة ، سنلقي نظرة على بعض التقنيات الأكثر احتمالية التي يمكن أن ينشرها كل من الشحن البحري والطيران لإزالة الكربون من أساطيلهم وعملياتهم.
كهربة لمسافات قصيرة
لكل من السفن والطائرات ، هناك حل للرحلات القصيرة المألوف بالفعل من النقل البري: الكهرباء. منذ ديسمبر 2019 ، تقوم أكبر شركة طيران بطائرة مائية في أمريكا الشمالية برحلات تجريبية لطائرة كهربائية تعمل بالبطاريات. تسعى شركة Harbour Air ، التي تعمل في منطقة فانكوفر ، كولومبيا البريطانية ، إلى الحصول على الموافقة التنظيمية لـ نقل الركاب في طائرات كهربائية بحلول عام 2023 وتخطط لتحويل أسطولها الكامل المكون من 42 طائرة إلى طاقة البطارية.
أعلنت شركة Yara International النرويجية أنها ستنقل البضائع لأول مرة في سفينتها الجديدة المستقلة التي تعمل بالبطاريات.
وهذا الصيف أعلنت شركة Yara International النرويجية أنها ستنقل البضائع لأول مرة في موقعها الجديد ، سفينة حاويات تعمل بالبطارية مستقلة. يُظهر كلا التطويرين وعدًا بالكهرباء للرحلات القصيرة ، بما في ذلك رحلات الطائرات التي تكون بمثابة شريان حياة للمجتمعات النائية في أماكن مثل المناطق النائية الأسترالية وأجزاء من كندا ومناطق أخرى لا يمكن الوصول إليها بسهولة عن طريق البر.
ويشير توماس كوتش بلانك ، المدير الأول في برنامج "كلايمت-أليدنت إندستريز" التابع لشركة "آر إم آي" ، إلى أن "الرحلات القصيرة لكل من الشحن والطيران يمكن أن تكون كهربائية على الأرجح". ومع ذلك ، فهو يصف كهربة الطرق الدولية والعابرة للقارات الأطول لكلا الصناعتين بأنها "صعبة".
بالنسبة للطيران ، يتمثل التحدي في وزن البطاريات. للشحن ، هو الجزء الأكبر منها. يلاحظ كوتش بلانك أن "حجم البطاريات المطلوبة مجنون". في كلتا الحالتين ، لا تتمتع حلول البطارية التي أحدثت ثورة في النقل الأرضي ، ببساطة ، بكثافة الطاقة التي يمكن أن تتخذها في طرق المسافات المتوسطة أو الطويلة. وهذه المسارات الأطول هي المكان الذي يتم فيه استهلاك معظم الوقود.
وقود الطائرات المستدام
بالنسبة للطيران ، الحل الوحيد منخفض الكربون الذي يتم نشره تجاريًا هو وقود الطيران المستدام (SAF). في حين يمكن صنع SAF من مجموعة متنوعة من المصادر بما في ذلك مخلفات المحاصيل ونفايات الزيوت النباتية وثاني أكسيد الكربون2 نفسها ، الشركة الرائدة في السوق العالمية تقوم SkyNRG حاليًا بتوزيع الوقود الحيوي المصنوع من زيوت النفايات.
• الشراكة الممكنة المهمة - ائتلاف من المنظمات بما في ذلك RMI تعمل على إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة - يصف SAF بأنه الخيار الوحيد القابل للتطبيق على المدى القصير لتقليل انبعاثات الكربون من الطيران. هذا لأنه يمكن أن يكون بمثابة بديل سريع لوقود الطائرات المستخدم في الطائرات التجارية ومتوافق أيضًا مع البنية التحتية لتزويد المطارات بالوقود. علاوة على ذلك ، لا تفرض القوات المسلحة السودانية أي قيود على النطاق.
ولكن لكي تلعب القوات المسلحة السودانية دورًا رئيسيًا ، ستحتاج إلى توسيع نطاقها بشكل كبير ، الأمر الذي سيتطلب استثمارات كبيرة. في الوقت الحالي ، يأتي الإمداد العالمي لـ SAF من منشأة واحدة في جنوب كاليفورنيا تديرها شركة Global Energy ، والتي يمكن أن تنتج أقل من 0.01 في المائة من متطلبات الوقود السنوية للصناعة.
ولكن في حين أن القوات المسلحة السودانية قد تلعب دورًا رئيسيًا على المدى القريب ، إلا أن هناك قيودًا على الإمداد المحتمل من نفايات الزيوت والمصادر البيولوجية الأخرى من القوات المسلحة السودانية لصناعة الطيران. نهج الجيل التالي المعروف باسم القدرة على السوائل (PtL) أقل نضجًا ولكنه يحمل إمكانات أكبر لخفض الكربون. تستخدم PtL الكهرباء وثاني أكسيد الكربون2 لتجميع الوقود الهيدروكربوني السائل ، والذي يمكن أن يكون خاليًا من الكربون حقًا إذا تم توفير الكهرباء بواسطة مصادر الطاقة المتجددة.
سماء تعمل بالهيدروجين
على المدى الطويل ، تستكشف MPP مجموعة من الخيارات للطيران. تقول المنظمة أن الطائرات التي تعمل بالهيدروجين ستكون ضرورية لتقليل الانبعاثات من الرحلات المتوسطة والطويلة الأجل. تشمل هذه الطائرات كلاً من خلايا الوقود وطائرات احتراق الهيدروجين.
العديد من الشركات الناشئة الواعدة تعمل بالفعل في هذا المجال ، بما في ذلك ZeroAvia ، التي أجرت رحلة تجريبية لطائرة ركاب في صيف 2020. بالإضافة إلى ذلك ، كشفت شركة Airbus الأوروبية لصناعة الطائرات عن سلسلة من الطائرات المفاهيمية التي تعمل بالهيدروجين.
كشفت شركة إيرباص الأوروبية لصناعة الطائرات عن سلسلة من الطائرات المفاهيمية التي تعمل بالهيدروجين.
وعلى الرغم من أن الطائرات التي تنبعث منها المياه فقط لا تزال تبدو بعيدة المنال ، إلا أن MPP تقول إن طائرات خلايا الوقود يمكن أن تأخذ نصيبًا من الرحلات الجوية متوسطة المدى بحلول عام 2030 ، وأن احتراق الهيدروجين يمكن أن يوفر حتى الرحلات الجوية الطويلة بحلول عام 2035.
الهيدروجين في عرض البحر
بالنسبة للشحن ، قد يلعب الهيدروجين دورًا أكبر. يشير Koch Blank من RMI إلى أن الكثير من موارد الوقود الحيوي المتاحة يجب أن يتم توجيهها إلى شركات الطيران. يوضح كوخ بلانك: "إذا لم تكن تستخدم الوقود الحيوي ، فإن خياراتك الخالية من الكربون هي الهيدروجين أو الأمونيا أو الميثانول الإلكتروني". لكن في النهاية ، قد تتطلب هذه المصادر الأخرى أيضًا الهيدروجين. تتطلب الطريقة الرئيسية لإنتاج الأمونيا الهيدروجين كمادة وسيطة ويتم اشتقاق الميثانول الإلكتروني من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون2.
يتم بالفعل اختبار كل من الهيدروجين والأمونيا كوقود ، وتخطط شركة الشحن الفرنسية CFT لإعطاء تشحن الحاويات التي تعمل بالهيدروجين تجربة تشغيل على نهر السين في وقت لاحق من هذا العام. بالإضافة إلى ذلك ، قامت شركة الشحن العملاقة ميرسك بتقديم طلبات شراء ثماني سفن يمكن أن تعمل على الميثانول، ومن المقرر نشر أولها في عام 2024.
ولكن لكي تكون الشحنات التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية خالية من الانبعاثات ، يجب إنتاج الوقود بطريقة لا تنبعث منها غازات الاحتباس الحراري - أي بالتحليل الكهربائي باستخدام الطاقة المتجددة لإنتاج الهيدروجين "الأخضر". لكي يعمل الهيدروجين الأخضر على تشغيل الشحن العالمي ، سنحتاج إلى أجهزة تحليل كهربائية أكثر بكثير مما لدينا - وبسرعة.
تقدر تيسا فايس ، الشريكة في برنامج الصناعات المتوافقة مع المناخ التابع لمعهد RMI ، أن الأمر سيستغرق ما بين 3.6 مليون و 5.2 مليون طن متري من الهيدروجين كل عام بدءًا من عام 2030 ، اعتمادًا على مزيج الوقود المستخدم ، لتلبية هدف ICS لإزالة الكربون بنسبة 5٪ من التجارة البحرية. سيتطلب إنتاج هذا القدر من الهيدروجين الأخضر 41-60 جيجاوات من المحلل الكهربائي الذي يعمل بعامل سعة 50 بالمائة.
هذا ما يقرب من 14 إلى 20 ضعفًا من 0.3 جيجاوات من المحلل الكهربائي التي تعمل حاليًا ، وأكثر من 40 جيجاواط من مشاريع المحلل الكهربائي التي تتبعها BloombergNEF. ومع ذلك ، فإن جزءًا صغيرًا من 850 جيجاوات سيكون مطلوبًا بحلول عام 2030 للهيدروجين الأخضر ليلعب دوره في عالم خالٍ من الصفر. بالإضافة إلى الطيران والشحن ، ستكون هناك حاجة أيضًا إلى كميات كبيرة من الهيدروجين لعدد من التطبيقات ، بما في ذلك إنتاج الصلب.
أحد النقاط المضيئة للشحن هو أنه مع إزالة الكربون من العالم ، ستختفي إحدى الشحنات الرئيسية لطرق المسافات الطويلة: البترول وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى. يقدر كوخ بلانك أن الوقود الأحفوري يشكل 40 في المائة مما يتم نقله عبر المحيط ، وبالتالي فإن إزالة الكربون يمكن أن تقلل من الطلب على ناقلات الطاقة ، وكذلك متطلبات الطاقة لتلك السفن.
الرؤية والإرادة
هناك العديد من المسارات المحتملة لإزالة الكربون من كل من الطيران والشحن ، ولكن ليس من الضروري أو حتى من الممكن معرفة كل تفاصيل كيفية حدوث ذلك. المهم هو الإرادة لتنفيذ الرؤية التي تظهرها صناعات الطيران والشحن البحري.
في كلتا الحالتين ، سيحتاج هذا التحول إلى الاستثمار في البحث والتطوير والنشر المبكر لحلول خالية من الكربون. وهذا لا يشمل فقط بناء أوعية خالية من الكربون ، ولكن أيضًا إنتاج الوقود وسلاسل التوريد التي ستغذيها.
لدينا رؤية لجلب الطيران والشحن والصناعات الثقيلة الأخرى إلى مسار مستدام. الآن يأتي العمل الشاق للقيام بذلك.
المصدر: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
