در محدوده آهن مینه‌سوتا، تولیدکنندگان سوخت هیدروژن را برای کاهش انتشار کاوش می‌کنند

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

داستان زیر توسط شبکه خبری انرژی با همکاری KAXE/KBXE، یک ایستگاه رادیویی غیرانتفاعی مستقل در شمال مینه‌سوتا تهیه شده است.

رهبر یک مشارکت منطقه‌ای هیدروژن در حال بررسی استفاده از منبع سوخت نوظهور برای کمک به تبدیل محدوده آهنی مینه‌سوتا در تولید فولاد سبز است.

تام اریکسون، رئیس و مدیر عامل هارتلند هیدروژن هاب گفت: «بله، مطمئناً پتانسیل بالایی دارد. یکی از هفت پروژه منطقه ای اخیراً توسط وزارت انرژی ایالات متحده برای شروع تولید سوخت هیدروژنی تأمین شده است. اولین استفاده آشکار از هیدروژن در صنعت تاکونیت (معدن) فقط برای تولید برق است.

دولت ایالات متحده میلیاردها دلار برای توسعه مراکز تولید هیدروژن منطقه‌ای سرمایه‌گذاری می‌کند تا زیرساخت‌های مورد نیاز برای افزایش عرضه و کاهش هزینه‌ها به اندازه‌ای که آن را از نظر تجاری قابل دوام کند، افزایش دهد.

هیدروژن هنگام سوزاندن فقط بخار آب و هوای گرم منتشر می کند، اما معمولاً از گاز طبیعی در فرآیندی تولید می شود که انتشار گازهای گلخانه ای بالایی ایجاد می کند. این هارتلند هیدروژن هاب از انرژی های تجدیدپذیر و انرژی هسته ای برای کاهش اثرات آب و هوا و همچنین برچسب قیمت استفاده خواهد کرد.

تمرکز اولیه بر تامین هیدروژن برای کود آمونیاک خواهد بود، اما اریکسون گفت که همین خروجی همچنین می‌تواند جایگزین سوخت‌های کربن‌فشار بیشتری شود که برای گرم کردن و تامین انرژی عملیات استخراج تاکونیت در محدوده آهن استفاده می‌شوند.

اریکسون گفت: «این صنعت از گاز طبیعی زیادی برای سیستم‌های حرارتی و حرارتی برای تولید گلوله‌ها استفاده می‌کند. شما باید (سیستم‌ها) را کاملاً متفاوت طراحی کنید، اما مطمئناً می‌توانید مقداری نیروی هیدروژن به آن اضافه کنید و انتشار گازهای گلخانه‌ای را از این منظر کاهش دهید.»

دستکاری مولکول ها

فراوان ترین عنصر در جهان، هیدروژن است که در طول تاریخ به سختی به انرژی مهار شده است. فاجعه هیندنبورگ در سال 1937 یک نمونه بدنام است که ویژگی های انفجاری هیدروژن را نشان می دهد.

"شما نمی توانید آن را استخراج کنید. شما نمی توانید یک لوله را در زمین بچسبانید، سپس هیدروژن را بالا بیاورید. شما باید آن را از چیز دیگری تولید کنید. اریکسون توضیح داد که این کوچکترین مولکول است، سخت ترین مولکول برای به دام انداختن. زمانی که آن را تولید کردید، جابه‌جایی سخت‌ترین کار است، بنابراین ما چیزهایی داریم که باید از آن‌ها عبور کنیم و از ارائه ایده‌های نوآورانه جدید پشت سر بگذاریم تا واقعاً هزینه‌ها را کاهش دهیم.»

امروزه بیشتر هیدروژن تجاری با جداسازی اتم های هیدروژن از متان تحت حرارت و فشار بالا تولید می شود و بسیاری از تاسیسات صنعتی از گاز طبیعی به عنوان منبع متان استفاده می کنند. این روش هیدروژن، مونوکسید کربن و مقدار نسبتا کمی دی اکسید کربن تولید می کند.

به نظر می رسد که مینه سوتا برای ساخت آهن و فولاد سبز بسیار رقابتی است، فراتر از سایر ایالت های این کشور.

الکترولیز با استفاده از جریان الکتریکی، هیدروژن را از آب جدا می کند. این روش هیچ محصول جانبی یا انتشار دیگری به جز اکسیژن و هیدروژن ایجاد نمی کند. این تمرکز اصلی سرمایه گذاری وزارت انرژی در انرژی هیدروژنی است.

انتظار می‌رود پروژه‌های هارتلند هیدروژن هاب انتشار کربن را تقریباً 1 میلیون تن در سال کاهش دهد که معادل 220,000 خودروی بنزینی است.

اریکسون - که همچنین مدیر تحقیقات اکتشافی در دانشگاه داکوتای شمالی است - گفت زیرساخت برای استفاده از هیدروژن در مقیاس وسیع‌تر در آینده است.

او گفت: «کشتیرانی – چه قطار و چه کشتی هایی که مقادیر زیادی نفت را به اطراف منتقل می کنند – آنها حتی اهداف بزرگ تری هستند. "شاید حتی اهداف کمی آسان تر برای استفاده از سوخت هیدروژن."

اریکسون که پدربزرگش و بسیاری از بستگانش در معادن تاکونیت در Iron Range کار می‌کردند، گفت که فناوری تولید گلوله‌های تاکونیت با کیفیت بالاتر در Keewatin مورد مطالعه قرار گرفته است، جایی که U.S Steel قصد دارد 150 میلیون دلار در یک کارخانه جدید تاکونیت با عیار بالاتر سرمایه‌گذاری کند.

اریکسون گفت: "مردم در محدوده به (گلوله های تاکونیت درجه بالاتر) تولید شده از گاز طبیعی، گازهای مشتق از زغال سنگ و البته از هیدروژن نگاه کرده اند.

هارتلند هیدروژن هاب در حال حاضر در مرحله توسعه مفهومی است و اریکسون گفت که برای پیشرفت فناوری انرژی برای آینده هیجان زده است.

او گفت: "چیزی که من بیشتر از همه در مورد آن هیجان زده هستم این است که شاهد تولید هیدروژن در مقیاس بزرگتر باشم." هنگامی که ما شروع به تولید آن می کنیم، می توانیم شروع به یافتن راه های دیگری برای استفاده از چیزهایی کنیم که به نفع جامعه است، راه های مختلفی که می توانیم مولکول را دستکاری کنیم. برای ارائه انرژی پاک، قابل اعتماد و پایدار.»

احساس گرما

فولاد با استفاده از حرارت زیاد ساخته می‌شود و کوره‌های بلند زغال‌سنگ همچنان برای ۵۷ درصد ظرفیت فولادسازی جهان استفاده می‌شود. این کاهش نسبت به سال قبل است که 57 درصد از ظرفیت فولاد جهان با استفاده از کوره بلند ساخته می شد. نشان دهنده تغییر به سمت فناوری کوره قوس الکتریکی در سراسر جهان است.

تجهیزات محدوده آهن سه چهارم سنگ آهن کشور، که از آن فولاد ساخته می شود. فولادسازانی مانند U.S Steel و Cleveland-Cliffs که مالک عملیات معدنی در Iron Range هستند، شاهد فشار فزاینده ای از سوی دولت ها، سرمایه گذاران و مشتریان برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای خود هستند. این فقط پتانسیل قوانین زیست محیطی آینده نیست. شرکت های بیشتری مایل به پرداخت حق بیمه برای فولادی هستند که دارای ردپای کربن کمتری است.

انتظار می‌رود کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای از معادن و سایر صنایع سنگین چالش بزرگ‌تری نسبت به تمیز کردن خودروها یا نیروگاه‌ها باشد. این به دلیل نیاز به نیرو دادن به کوره های عظیم و سایر تجهیزاتی است که جایگزین های الکتریکی برای آنها به طور گسترده ای در دسترس نیست.

این عوامل بسیاری از تولیدکنندگان را به کشف پتانسیل سوخت هیدروژن سوق می دهد. Cleveland-Cliffs که مالک و اداره کننده Hibbing Taconite است قبلاً متعهد به تأمین مالی پروژه انرژی هیدروژنی در نیروگاه تولدو شده است. بدون هیچ تغییری در نیروگاه، این شرکت می گوید که می تواند تا 30 درصد از مصرف گاز طبیعی را با هیدروژن جایگزین کند. و با ارتقای تجهیزات و سایر سرمایه‌گذاری‌ها، این رقم می‌تواند به 70 درصد افزایش یابد که هر سال 1 میلیون تن گازهای گلخانه‌ای را شامل می‌شود.

کلیولند-کلیفز همچنین بخشی از یک مرکز هیدروژنی با بودجه فدرال است که در شمال ایندیانا واقع شده است. در ماه اکتبر، این شرکت توسط وزارت انرژی ایالات متحده به رسمیت شناخته شد برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای بیش از یک سوم.

این شرکت به درخواست‌ها برای اظهارنظر در مورد اینکه تلاش‌های کاهش انتشار آن برای شمال مینه‌سوتا چه معنایی دارد، پاسخ نداد، اما محقق رولف وبرگ گفت که صنعت معدن این ایالت برای استفاده از سوخت هیدروژن موقعیت خوبی دارد.

وبرگ، مدیر اجرایی مؤسسه تحقیقات منابع طبیعی دانشگاه مینه‌سوتا-دالوت گفت: «به نظر می‌رسد که مینه‌سوتا برای ساخت آهن و فولاد سبز، فراتر از سایر ایالت‌های این کشور، بسیار رقابتی است. ما اساساً همه منابع، از جمله زیرساخت‌های انرژی آینده و دسترسی به آب را در اختیار داریم. همه چیزهایی که برای یک رویکرد مبتنی بر هیدروژن برای تهیه آهن و فولاد سبز باید داشته باشید.

گفتگوها درباره آینده انرژی هیدروژن تازه شروع شده است.

وبرگ گفت: «صنعت مینه سوتا برای آماده شدن برای این امر سرمایه گذاری کرده است. "این یک فرصت هیجان انگیز برای مینه سوتا است تا در آغوش گرفته شود، و گفتگو تازه شروع شده است. این فرصتی است که واقعاً در این زمینه رهبری کار را انجام دهیم، و همچنین این کار را در کنار هیدروژن سبز و فولاد سبز انجام دهیم.