09 Aug 2021
لمحطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري، جنبًا إلى جنب مع صناعات تحويل النفايات إلى طاقة والصلب والألمنيوم والزجاج والأسمدة والإسمنت قاسم مشترك يُؤسَف له: فهي جميعها مصنفة على أنها صناعات تنبعث منها كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون CO2.
ثاني أكسيد الكربون CO2، هو أحد الغازات الدفيئة المتعددة، فهو يمتص الأشعة تحت الحمراء (صافي الطاقة الحرارية) المنبعثة من سطح الأرض، ويعيد إشعاعها مرة أخرى، مما يساهم في تأثير ظاهرة الاحتباس الحراري. وفي حين أن ثاني أكسيد الكربون CO2 والميثان وبخار الماء هي أكثر الغازات الدفيئة شيوعًا، نجد أن الأوزون السطحي وأكاسيد النيتروز والغازات المفلورة تحجز الأشعة تحت الحمراء. بمجرد إطلاقها، قد تظل الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي لمئات - حتى آلاف - السنين.
لتحقيق الأهداف التي حددتها اتفاقية باريس للمناخ، يجب الحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة العالمية عند 1.5 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة للتخفيف من المزيد من التآكل الكارثي للنظام البيئي الطبيعي في العالم. إن عدم تنفيذ ذلك سيهدد إنتاج الغذاء بشكل متزايد والحياة بشكل عام على هذا الكوكب.
- الأمم المتحدة، التقرير السنوي لتغير المناخ 2019
لتلبية الطلب المُلحّ لخفض الانبعاثات على مستوى العالم، شكّلت شركة GEA فريقًا مخصصًا لدفع التقدم في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون CO2 بين الصناعات عالية الانبعاثات، مع التركيز بشكل خاص على:
تتمتع شركة GEA بأكثر من قرن من الخبرة كشركة عالمية رائدة في تطوير أنظمة التحكم في الانبعاثاتوتصميمها وتركيبها وتقنيات العملاء في صناعات المعالجة الرئيسية. تشمل هذه المجموعة المتنوعة ما يلي:
يعد استخدام الحرارة الزائدة من العمليات الصناعية مثل إنتاج الزجاج والإسمنت أمرًا إلزاميًا لتحقيق الأهداف العالمية لحماية المناخ. وذلك يتطلّب تكامل وحدة استرجاع الحرارة المستنفدةوهو بديل أكثر استدامة من مجرد تفريغ الحرارة في الغلاف الجوي - أو تبريد الغازات عن طريق حقن الماء فيها. تُعني الطريقة الأخيرة، على سبيل المثال، فقدان الطاقة الحرارية القيّمة أو أنها متوفرة عند درجة حرارة أقل رغبة بكثير.
يمكن استخدام هذه الحرارة المُسترجعة في عملية معالجة الهواء أو لتوليد الطاقة. وعلى نحو مماثل، يمكن استخدامه لإنتاج الهواء المضغوط المطلوب في عملية الإنتاج أو تحويله إلى شبكات التدفئة المركزية أو عمليات التجفيف الأخرى.
وقريبًا ستشغّل شركة هايدلبرج للأسمنت، شركة إنتاج الإسمنت وعميل شركة GEA وحدة استرجاع الحرارة المستنفدة. سيلتقط النظام حرارة المعالجة المتولّدة أثناء تبريد مخلفات الاحتراق ويحولها إلى مجفف لجلب ما يقرب من 70,000 طن من حمأة الصرف الصحي منزوعة المياه من محطات المعالجة الإقليمية حتى 90 بالمائة من المواد الصلبة الجافة سنويًا. مع قيمة حرارية تتراوح بين11 إلى 13 ميغا جول لكل كيلوجرام، سيتم الاحتفاظ بالمواد الصلبة في الموقع واستخدامها كطاقة مستدامة للمحطة لتحل محل كمية كبيرة من الوقود الأحفوري. يُمثّل هذا الحل جزءًا من هدف الشركة لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون CO2 بنسبة 30 بالمائة بحلول عام 2025 وإنتاج خرسانة محايدة لثاني أكسيد الكربون CO2 بحلول عام 2050.
وفي عام 2012، دعمت شركة GEA الشركة المنتجة الألمانية/ النمساوية Rohrdorf Zement بأول نظام لنزع النتروجين بالمعالجة النهائية في العالم لإنتاج الإسمنت. تشتمل المحطة على وحدة استرجاع الحرارة المستنفدة من شركة GEA ودائرة تحويل للسماح بإعادة استخدام الحرارة في الموقع.
تستخدم شركة تصنيع الزجاج "سان جوبان" في بيزا بإيطاليا وحدة استرجاع الحرارة المستنفدة من شركة GEA و محطة توليد الكهرباء باستخدام دورة رانكن العضوية للحصول على الطاقة الحرارية من أفرانهم. في الموقع، يتم استخدام هذه الطاقة على النحو التالي:
نتيجة لذلك، توفر الشركة حوالي 5,000 طن من ثاني أكسيد الكربون CO2 وما يقرب من مليون دولار أمريكي من تكاليف الكهرباء سنويًا في هذا الموقع.
وتعتبر محطة توليد الكهرباء باستخدام نظام دورة رانكن العضوية خيارًا جيدًا لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون CO2 بشكل كبير، لا سيما في المحطات، حيث يتم تزويد الطاقة الحرارية المتقلبة إلى نظام دورة رانكن العضوية. ويشمل ذلك تطبيقات الزجاج وجانب تبريد الكلنكر الإسمنتي في مصانع الإسمنت. وعلى نحو مماثل، لا تولّد محطة توليد الكهرباء بنظام دورة رانكن العضوية أي انبعاثات ثاني أكسيد كربون CO2 إضافية.
تتضمن تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه وتقنيات احتجاز الكربون واستخدامه احتجاز ثاني أكسيد الكربون CO2، حيث يتم إنتاجه في المصانع ومحطات الطاقة التي تعمل بحرق الوقود الأحفوري. في بعض الصناعات، تكون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون CO2 ذات الصلة بالطاقة مصحوبة بانبعاثات متعلقة بالمعالجة، والتي تنشأ من تحويل المادة الوسيطة نفسها (على سبيل المثال، كربونات الكالسيوم CaCO3 إلى أكسيد الكالسيوم في صناعة الإسمنت)، وبالتالي لا يمكن تجنبه عن طريق خفض الطلب على الطاقة في المعالجة أو عن طريق التحول إلى أنواع الوقود البديلة. يعتبر احتجاز ثاني أكسيد الكربون CO2 قبل إطلاقه في الغلاف الجوي، ثم استخدامه أو تخزينه خيارًا قابلاً للتطبيق، ويكون حيويًا لتقليل تأثير الغازات الدفيئة.
تلبي تقنيات التحكم في الانبعاثات من شركة GEA كافة الشروط الحدودية للانتقال إلى غسل ثاني أكسيد الكربون CO2، وهي العملية المطلوبة لفصل غاز ثاني أكسيد الكربون عن غاز العادم. ومع ذلك، قبل أن يكون ذلك ممكنًا، يتعيّن تنظيف الغاز. لضمان كفاءة أداء نظام فصل غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 (على سبيل المثال عن طريق غسل مركّب الأمين) وتوفير عمر أطول لأوساط الامتصاص، تتطلب محطات فصل ثاني أكسيد الكربون CO2 غازات مداخن فائقة النقاء.
تتمثل الخطوة الأولى في المعالجة المسبقة وتنقية المصافي، حيث تقدم شركة GEA حلولًا متنوعة لإزالة الملوثات، بما في ذلك أكاسيد الكبريتيك والنتريك. بمجرد أن يصبح غاز العادم نظيفًا، يمكن أن تبدأ عملية فصل ثاني أكسيد الكربون. لضمان عدم إعاقة المعالجة للإنتاج، توصي شركة GEA باستخدام عمليات فصل ثاني أكسيد الكربون CO2 بالمعالجة النهائية.
نظرًا لأهمية وجود مسارات استخدام مستقرة، ويمكن التنبؤ بها ومرنة لثاني أكسيد الكربون CO2 المُحتجز، يوصى باختيار المنتجون لهذه المسارات قبل اختيار عملية الفصل والمحطة. تقدم شركة GEA محطات فصل ثاني أكسيد الكربون CO2 صغيرة ومتوسطة الحجم لتحقيق أقصى قدر من المرونة، مما يسمح للعملاء بإنتاج ثاني أكسيد الكربون CO2 بدرجات نقاء متفاوتة وإنتاج منتجات مختلفة من خلال نفس وحدة الفصل؛ وذلك يشمل الحلول التي تستخدم الكربونات والأمينات والأمونيا في المستقبل.
يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون CO2 المُحتجز أثناء عمليات المعالجة الصناعية - أو يتم سحبه من الغلاف الجوي - بدلاً من سحب الكربون من المصادر الأحفورية. يتم بالفعل تحويل ثاني أكسيد الكربون CO2 المُحتجز للاستخدام عبر العديد من التطبيقات والصناعات، بما في ذلك:
من خلال الشراكة مع شركة GEA، يكون للعملاء شركة رائدة عالميًا إلى جانبهم تتمتع بعقود من الخبرة في مجال تقنيات تقليل الانبعاثات. تمكّن المعرفة الصناعية المتعمقة والفهم العلمي للخصائص الغازية شركة GEA من تصميم أنظمة التحكم في الانبعاثات ذات الأعمار الأطول. تُستخدم حلولنا لاسترجاع الحرارة المستنفدة والتنقية الدقيقة لتيارات الغاز، بما في ذلك الفصل الحراري، على الصعيد العالمي من جانب العملاء لتلبية - وفي كثير من الأحيان تجاوز - متطلبات الانبعاثات القانونية بأقل استهلاك ممكن للطاقة.
- هذا طبقاً لما صرّح به فيليكس أورتلوف، رئيس أنظمة غسل الغاز، شركة GEA