בטווח הברזל של מינסוטה, היצרנים חוקרים דלק מימן כדי להפחית פליטות

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

הסיפור הבא הופק על ידי Energy News Network בשיתוף עם KAXE/KBXE, תחנת רדיו קהילתית עצמאית ללא מטרות רווח בצפון מינסוטה.

המנהיג של שותפות מימן אזורית בוחן את השימוש במקור הדלק המתפתח כדי להפוך את טווח הברזל של מינסוטה למוביל בייצור של פלדה ירוקה.

"כן, בהחלט יש לזה פוטנציאל גדול", אמר טום אריקסון, נשיא ומנהל התפעול הראשי של Heartland Hydrogen Hub, אחד משבעה פרויקטים אזוריים מומן לאחרונה על ידי משרד האנרגיה האמריקני כדי להתחיל בייצור דלק מימן. "השימוש הברור הראשון במימן בתעשיית הטקוניטים (כרייה) הוא רק כדי לייצר חשמל."

ממשלת ארה"ב משקיעה מיליארדים כדי לפתח מוקדי ייצור מימן אזוריים, שנועדו לדרבן את התשתית הדרושה להגדלת ההיצע ולהוזיל את העלות מספיק כדי להפוך אותו לקיים מבחינה מסחרית.

מימן פולט רק אדי מים ואוויר חם בעת שריפה, אך הוא מופק בדרך כלל מגז טבעי בתהליך שיוצר פליטות גבוהות של גזי חממה. ה Heartland מימן רכזת ישתמש באנרגיה מתחדשת ובכוח גרעיני כדי לנסות להפחית את השפעת האקלים, כמו גם את תג המחיר.

ההתמקדות הראשונית תהיה באספקת מימן לדשן אמוניה, אך אריקסון אמר שאותה תפוקה עשויה להחליף גם דלקים עתירי פחמן המשמשים לחימום והפעלת פעולות כריית טקוניט ברכס הברזל.

"התעשייה הזו משתמשת בהרבה גז טבעי למערכות חום ותרמיות, לייצור הכדורים", אמר אריקסון. "תצטרך לתכנן (את המערכות) די שונה, אבל אתה בהחלט יכול להוסיף לזה קצת כוח מימן ולהפחית את הפליטות מנקודת המבט הזו."

מניפולציה של מולקולות

היסוד הנפוץ ביותר ביקום, מימן, היה בעבר קשה לרתום לאנרגיה. אסון הינדנבורג של 1937 הוא דוגמה ידועה לשמצה המדגימה את תכונות הנפץ של המימן.

"אתה לא יכול לכרות את זה. אתה לא יכול לתקוע צינור באדמה, ואז להעלות מימן. אתה צריך לייצר את זה ממשהו אחר. זו המולקולה הקטנה ביותר, הקשה ביותר ללכוד", הסביר אריקסון. "זה הכי קשה לנוע אחרי שהפקת אותו, אז יש לנו כמה דברים שאנחנו צריכים להתגבר עליהם ולעמוד מאחורי הגעת רעיונות חדשניים חדשים כדי באמת להוזיל את העלויות."

רוב המימן המסחרי מיוצר כיום על ידי הפרדת אטומי המימן מהמתאן בחום ולחץ גבוהים, כאשר מתקנים תעשייתיים רבים משתמשים בגז טבעי כמקור המתאן. שיטה זו מייצרת מימן, פחמן חד חמצני וכמות קטנה יחסית של פחמן דו חמצני.

מסתבר שמינסוטה תחרותית מאוד לייצור ברזל ופלדה ירוקים, מעבר למדינות אחרות במדינה.

אלקטרוליזה מפצלת מימן ממים באמצעות זרם חשמלי. שיטה זו אינה יוצרת תוצרי לוואי או פליטות מלבד חמצן ומימן. זהו המוקד העיקרי של ההשקעה של משרד האנרגיה באנרגיית מימן.

הפרויקטים של Heartland Hydrogen Hub צפויים להפחית את פליטת הפחמן בכמיליון טון מדי שנה, שווה ערך ל-1 מכוניות מונעות בנזין.

אריקסון - שהוא גם מנהל מחקר חקר באוניברסיטת צפון דקוטה - אמר כי תשתית לשימוש במימן בקנה מידה רחב יותר היא בעתיד.

"שילוח - בין אם זה רכבות ובין אם מדובר בספינות שמעבירות כמויות גדולות של נפט - הן מטרות אפילו יותר גדולות", אמר. "אולי אפילו מטרות קצת יותר קלות ליישום דלק המימן."

אריקסון, שסבו וקרובי משפחה רבים אחרים עבדו במכרות הטקוניטים ברכס הברזל, אמר כי טכנולוגיה לייצור כדורי טקוניטים באיכות גבוהה יותר נחקרה בקיווטין, שם US Steel מתכננת להשקיע 150 מיליון דולר במפעל טקוניט חדש בדרגה גבוהה יותר.

"אנשים על הריינג' הסתכלו על (כדורי טקוניט בדרגה גבוהה יותר) שהופקו מגז טבעי, מגזים שמקורם בפחם וכמובן ממימן", אמר אריקסון.

מרכז המימן של Heartland נמצא כעת בשלב פיתוח הרעיון, ואריקסון אמר שהוא נרגש לקראת הטכנולוגיה המתקדמת באנרגיה לעתיד.

"מה שאני הכי מתרגש לגביו הוא להתחיל לראות ייצור בקנה מידה גדול יותר של מימן," אמר. "ברגע שנתחיל לייצר אותו, נוכל להתחיל למצוא דרכים אחרות לנצל את הדברים המיטיבים את החברה, דרכים שונות שבהן נוכל לתפעל את המולקולה... לספק אנרגיה נקייה, אמינה ובת קיימא".

מרגיש את החום

פלדה מיוצרת באמצעות הרבה חום, ותנורי פיצוץ המונעים על ידי פחם עדיין משמשים 57 אחוזים מיכולת ייצור הפלדה העולמית. זו ירידה מהשנה הקודמת, אז 67 אחוזים מנפח הפלדה בעולם יוצרו באמצעות תנורי פיצוץ - מסמן מעבר לטכנולוגיה של תנורי קשת חשמליים ברחבי העולם.

אספקת מטווח הברזל שלושה רבעים מעפרות הברזל בארץ, שממנו עשויה פלדה. יצרניות פלדה כמו US Steel ו-Cleveland-Cliffs, שבבעלותן את פעילות הכרייה ברכס הברזל, רואות לחץ גובר מצד ממשלות, משקיעים ולקוחות להפחית את פליטת האקלים שלהם. זה לא רק הפוטנציאל לתקנות סביבתיות עתידיות. חברות נוספות מוכנות לשלם פרמיה עבור פלדה שמגיעה עם טביעת רגל פחמנית קטנה יותר.

צמצום פליטת כרייה ותעשייה כבדה אחרת צפוי להיות אתגר גדול יותר מאשר ניקוי מכוניות או תחנות כוח. זה בגלל הצורך להפעיל תנורים מסיביים וציוד אחר שחלופות חשמליות אינן זמינות עבורם באופן נרחב.

גורמים אלה מובילים יצרנים רבים לחקור את הפוטנציאל של דלק מימן. לקליבלנד-קליפס, המחזיקה ומפעילה את Hibbing Taconite, יש כבר התחייבה לממן פרויקט כוח מימן במפעל שלה בטולדו. ללא כל שינוי במפעל, החברה אומרת שהיא יכולה להחליף עד 30% מצריכת הגז הטבעי במימן. ועם שדרוגי ציוד והשקעות אחרות, המספר הזה עשוי לעלות ל-70%, מה שגורם למיליון טון מטרי של גזי חממה בכל שנה.

קליבלנד-קליפס הוא גם חלק ממרכז מימן במימון פדרלי המבוסס בצפון אינדיאנה. באוקטובר הוכרה החברה על ידי משרד האנרגיה האמריקאי על הפחתת פליטת גזי החממה שלה ביותר משליש.

החברה לא הגיבה לבקשות להגיב על המשמעות של מאמצי הפחתת הפליטות שלה עבור צפון מינסוטה, אך החוקר רולף וברג אמר כי תעשיית הכרייה של המדינה נמצאת במיקום טוב לעשות שימוש בדלק מימן.

"מסתבר שמינסוטה היא ללא ספק תחרותית מאוד לייצור ברזל ופלדה ירוקים, מעבר למדינות אחרות במדינה", אמר וברג, המנהל הבכיר של המכון לחקר משאבי הטבע של אוניברסיטת מינסוטה-דולות'. "יש לנו בעצם את כל המשאבים, כולל תשתית לאנרגיה עתידית וגישה למים. כל הדברים שאתה צריך בשביל גישה מבוססת מימן להכנת ברזל ופלדה ירוקים."

שיחות סביב עתיד אנרגיית המימן רק מתחילות.

"תעשיית מינסוטה השקיעה כדי להתכונן לכך", אמר וובר. "זו הזדמנות מרגשת עבור מינסוטה לאמץ, והשיחה רק התחילה. זו הזדמנות להוביל באמת את המטען בתחום הזה, וגם לעשות זאת במקביל למימן ירוק ופלדה ירוקה".