تحرق الصناعة النيوزيلندية ما يعادل 108 لترات من البنزين كل ثانية – وهذا يجب أن يخفض للوفاء بأهدافنا الكربونية

تحرق نيوزيلندا ما يعادل 108 لترات من البنزين كل ثانية في الفحم والغاز الطبيعي لتوليد الحرارة للعمليات الصناعية. ينتج عن حرق الوقود الأحفوري من أجل الحرارة الصناعية 28٪ من الانبعاثات المرتبطة بالطاقة في نيوزيلندا.

تحتاج الصناعة إلى كميات هائلة من الحرارة لمجموعة واسعة من الأنشطة ، بما في ذلك معالجة الأطعمة الأساسية ، وتصنيع المواد اللازمة لبناء المنازل ، وإنتاج عبوات للسلع اليومية.

لكن من الواضح جدًا أنه لتحقيق اقتصاد خالٍ من الكربون بحلول عام 2050 ، نحتاج إلى تكثيف استخدام تكنولوجيا الطاقة المتجددة لتوليد الحرارة الصناعية ، بدلاً من حرق الوقود الأحفوري.

تستخدم الحكومة نهج الجزرة والعصا لدفع التحول إلى الطاقة المنخفضة الكربون والمتجددة. تتطلب “العصا” من الصناعة التخلص التدريجي من غلايات الفحم للتطبيقات الحرارية ذات درجات الحرارة المنخفضة والمتوسطة بحلول عام 2037. وقد انتهى أيضًا استكشاف الغاز الطبيعي الجديد بشكل فعال ، مما سيؤدي إلى انخفاض في إمدادات الغاز في المستقبل.

“الجزرة” هو صندوق الاستثمار الحكومي في مبادرات إزالة الكربون. النتائج حتى الآن مهمة ، مع تحول الصناعة إلى حلول مجربة وحقيقية: مكاسب كفاءة الطاقة ، غلايات الكتلة الحيوية ، غلايات الأقطاب الكهربائية ومضخات الحرارة ، جنبًا إلى جنب أحيانًا مع البطاريات الكهربائية أو الحرارية.

هذه التقنيات نظيفة وخضراء ، لكنها أيضًا قابلة للتطوير لتلبية الاحتياجات الصناعية. دعونا نلقي نظرة على ماهية هذه الخيارات المختلفة.

4 خيارات للصناعة

الخيار الأول – زيادة كفاءة الطاقة – هو المكان الذي يجب أن تبدأ فيه جميع الشركات الصناعية رحلات إزالة الكربون. إنه يقلل من الحاجة إلى توفير الحرارة في المقام الأول. يعني تقليل الطلب على الحرارة أيضًا أن الغلايات البديلة يمكن أن يكون لها سعات أصغر ، مما يقلل من تكاليف الاستثمار.

الخيار الثاني هو استخدام غلايات الكتلة الحيوية. على مدى العامين الماضيين ، تم نشر غلايات الكتلة الحيوية في العديد من المواقع الصناعية الكبيرة.

تحرق هذه الغلايات الوقود الحيوي ، وهو عادة منتج ثانوي لقطاع معالجة الأخشاب مثل نشارة الخشب ورقائق الخشب وكريات الخشب ، لتوليد البخار والماء الساخن المطلوبين للموقع. على سبيل المثال ، تقوم شركة فونتيرا حاليًا ببناء مرجل الكتلة الحيوية الجديد بقدرة 30 ميغاواط في موقع ويتوا التابع لها.

اقرأ المزيد: يشعر المزارعون النيوزيلنديون بالقلق من “تسرب الكربون” إذا اضطروا لدفع ثمن الانبعاثات ، لكن يمكنهم الاستفادة من لعب اللعبة الطويلة

توفر غلايات الكتلة الحيوية بديلاً مشابهًا لمراجل الوقود الأحفوري. لكن استخدامها ليس مباشرًا. لا أحد يعرف حقًا ما سيكون التوفر المستقبلي للكتلة الحيوية منخفضة التكلفة بسبب التوسع السريع في السوق في السنوات الأخيرة ، وعدم اليقين بشأن مصادر الكتلة الحيوية وزيادة الطلب.

الخيار الثالث هو استخدام غلايات الإلكترود. هذه رخيصة التركيب لكنها تستخدم الكهرباء كمصدر للطاقة. عادة ما تكون تكلفة هذه الحرارة أعلى بثلاث مرات من تكلفة الوقود الأحفوري. غالبًا ما تتعرض الصناعة لسوق الكهرباء الفوري حيث يختلف السعر بشكل كبير يوميًا وموسميًا ، مما يمثل مخاطرة وفرصة.

قامت الشركة المصنعة والموردة لمنتجات الألبان Open Country Dairy ، بمساعدة تقنية “التحكم الذكي” من شركة Simply Energy ، مؤخرًا بتركيب غلاية كهربائية بجانب مرجل الفحم الحالي. يتم إيقاف تشغيل غلاية الإلكترود عندما يكون سعر الكهرباء مرتفعًا ، مما يؤدي إلى تحويل الحمل إلى الفحم ، ثم يتم تشغيله مرة أخرى عندما يكون السعر منخفضًا بدرجة كافية. هذا حل فعال من حيث التكلفة ولكنه دائمًا إجراء مؤقت مع التخلص التدريجي من الفحم.

الخيار الرابع – المضخات الحرارية – يستخدم نوعًا مختلفًا من التكنولوجيا. على الورق ، تمتلك المضخات الحرارية الصناعية القدرة على تحقيق مستويات أداء تزيد عن ضعفين إلى ثلاثة أضعاف مستويات أداء الكتلة الحيوية أو غلايات الأقطاب الكهربائية ، على الرغم من أنها غالبًا في درجات حرارة منخفضة للتدفئة. يعني الأداء الأفضل انخفاض تكاليف التشغيل بشكل متناسب. يمكن لتكنولوجيا المضخات الحرارية الحالية خدمة تسخين يصل إلى حوالي 90 درجة مئوية.

تستخدم مواقع معالجة اللحوم مثل ANZCO و Silver Fern Farms ، وكلاهما بالقرب من كرايستشيرش ، مضخات حرارية لاستعادة الحرارة المفقودة من مبرداتها وترقيتها لتوليد الماء الساخن الذي يحتاجون إليه. هذه طريقة ذكية أخرى لاستخدام التكنولوجيا التقليدية.

اقرأ المزيد: شرح المناخ: هل يمكن للوقود الحيوي أن يحل محل جميع أنواع الوقود الأحفوري في نيوزيلندا؟

في المستقبل ، نحتاج إلى مضخات حرارية تتجاوز بكثير 90 درجة مئوية لزيادة قابليتها للتطبيق على نطاق أوسع من المواقع الصناعية. في أوروبا ، يمكن للعديد من الوحدات التجريبية الحالية للتكنولوجيا توفير تدفئة تصل إلى 150 درجة مئوية باستخدام مبرد HFO (غازات الاحتباس الحراري المفلورة الاصطناعية) أو CO₂.

تم وضع مبردات زيت الوقود الثقيل كإجابة على الغازات المستنفدة لطبقة الأوزون ولكن الأبحاث الحديثة تعرب عن مخاوف بشأن تدهورها إلى “مواد كيميائية إلى الأبد” مع تداعيات خطيرة على صحة الإنسان والبيئة. يخطط الاتحاد الأوروبي الآن للإلغاء التدريجي السريع وحظر استخدامها بحلول عام 2026.

تقدم شركة MAN Energy Solutions ، التي دخلت مؤخرًا في شراكة مع Fonterra ، مضخة حرارية لثاني أكسيد الكربون يمكنها أيضًا توليد الماء الساخن عند 150 درجة مئوية بمعدل أداء استخدام الحرارة إلى الكهرباء يبلغ ثلاثة تقريبًا. هذا يعني أنها تستخدم ثلث الكهرباء فقط لتوليد نفس القدر من الحرارة مثل غلاية الإلكترود.

كل هذه الخيارات الأربعة لها أدوار حاسمة لتلعبها في إزالة الكربون من الصناعة النيوزيلندية. ستتطلب المواقع المختلفة حلولًا مختلفة غالبًا ما تجمع بين طرق متعددة لتحقيق أكثر الحلول فعالية من حيث التكلفة.

الحاجة إلى حلول محلية

تقليديا ، كانت نيوزيلندا مستوردا لتكنولوجيا الطاقة. ومع ذلك ، فإن الطلب المرتفع على أحدث تقنيات الغلايات والمضخات الحرارية في أسواق أكبر بكثير في أوروبا وأماكن أخرى قد يجعل من الصعب على الشركات النيوزيلندية الوصول إلى المصنع والدعم الفني الضروري دون فترات انتظار طويلة.

إذا تمكنا من تطوير وتصنيع منطقتنا ، يمكننا تقديم حلول مخصصة للصناعة النيوزيلندية. العديد من وظائف التصنيع “الخضراء” المصاحبة ستكون موجودة هنا أيضًا في المنزل.

اقرأ المزيد: حان الوقت للاستفادة من مصدر طاقة غير مستغل: الحرارة الضائعة

تمثل إزالة الكربون عن الحرارة الصناعية تحديًا كبيرًا ولكنها أيضًا فرصة. يتمثل التحدي في جعل انتقال الطاقة سريعًا بما يكفي للحد من تغير المناخ مع الحفاظ على انخفاض تكاليف الطاقة بما يكفي للبقاء في العمل.

أثناء قيامنا بهذا الانتقال ، نحتاج أيضًا إلى تحول نموذجي في الموقف والطموح نحو مسارات البحث والتطوير والتصنيع للتكنولوجيا المتقدمة لتحقيق أقصى قدر من الفائدة لشركة New Zealand Inc.