مصانع الهيدروجين الخضراء بجانب مصانع الصلب الخضراء لتعزيز الكفاءة وبدء كلا الصناعتين

السباق إلى صافي الصفر يتسارع. في الأسبوع الماضي فقط ، كشف رئيس الولايات المتحدة جو بايدن ورئيس الوزراء الأسترالي أنتوني ألبانيز عن اتفاقية مناخية لتعزيز التعاون. تشير هذه الخطوة إلى أن أستراليا أصبحت رائدة عالميًا في نشر الطاقة المتجددة وإمدادات المعادن الهامة.

توفر رواسب خام الحديد الغنية في أستراليا والطاقة الشمسية الرخيصة طريقة أخرى يمكننا أن نقود بها. إذا حددنا مواقع مصانع الهيدروجين الخضراء بالقرب من منشآت الصلب الأخضر ، فيمكننا تحويل صناعة الصلب شديدة التلوث بعيدًا عن الوقود الأحفوري.

يُظهر بحثنا الجديد أن وضع النباتات في أماكن غنية بالشمس وغنية بالحديد مثل بيلبارا بغرب أستراليا وشبه جزيرة آير في جنوب أستراليا يمكن أن يساعد في التغلب على “مشكلة المحرك الأول” للهيدروجين الأخضر: لا يمكن أن يكون لديك صناعة هيدروجين بدون مشترين ولا يمكن أن يكون لها مشترين بدون الهيدروجين.

كيف ستعمل؟ سيتم استخدام الطاقة الشمسية الرخيصة لتكسير الماء إلى هيدروجين وأكسجين. سيتم ضخ هذا الهيدروجين الأخضر على مسافة قصيرة إلى مصنع فولاذي أخضر ، والذي يستخدم الهيدروجين والكهرباء لإنتاج الحديد من الخام ، ثم فرن القوس الكهربائي لصهر الفولاذ.

بينما نكافح من أجل طرق إزالة الكربون من قطاع الصلب ، الذي يستخدم 8٪ من طاقة العالم وينتج 7٪ من جميع انبعاثات الكربون المرتبطة بالطاقة ، يجب أن نبحث على وجه السرعة عن فرص مثل هذه. على سبيل المكافأة ، يمكن للطاقة الرخيصة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح أن تجعل الحديد والصلب الأستراليين أكثر تنافسية على مستوى العالم.

لماذا أستراليا في وضع جيد؟

نحن أكبر مصدر لخام الحديد في العالم. تحت الأوساخ الحمراء لدينا ما يقدر بنحو 56 مليار طن من خام الحديد ، اعتبارًا من عام 2021. وصلت عائدات التصدير إلى 133 مليار دولار أسترالي في 2021-2022. نحن نستفيد أيضًا من الطريقة الحالية لإنتاج الفولاذ والتي تسبب انبعاثات ثقيلة ، من خلال تصدير ما قيمته 72 مليار دولار من الفحم المعدني.

غالبًا ما يتم الترويج لإمكانيات أستراليا كمزود للهيدروجين الأخضر. خصصت الميزانية الفيدرالية لهذا العام ملياري دولار للمساعدة في جعلها حقيقة واقعة. لكن بعدنا عن بقية العالم يجعل خطوط الأنابيب باهظة الثمن ، كما أن شحن الهيدروجين أمر صعب.

اقرأ المزيد: يمكن أن يؤدي التعاون مع الولايات المتحدة إلى تحول الطاقة النظيفة في أستراليا – لكن يجب أن نتصرف بسرعة

أحد الحلول هو استخدامه هنا. يمكن للهيدروجين الأخضر أن يجعل من الممكن زيادة إنتاج الحديد والصلب على اليابسة.

ستحدث صناعة الصلب النظيف تغييرًا كبيرًا في صادرات خام الحديد لدينا إذا تبنتها دول أخرى. تقليديا ، 96٪ من صادراتنا هي النوع الأكثر شيوعا من خام الهيماتيت. لكن هذا لا يناسب حاليًا صناعة الصلب الخضراء.

على النقيض من ذلك ، يمثل خام المغنتيت 4 ٪ فقط من الصادرات ولكن يمكن استخدامه في صناعة الصلب الأخضر القائمة على الهيدروجين.

تمتلك أستراليا احتياطيات هائلة من خام المغنتيت ، والتي لم تكن مطلوبة في السابق بنفس القدر. لكن هذه الجثث الخام ستصبح ذات قيمة في ظل الظروف الاقتصادية الصحيحة.

وبينما يمكننا حل مشكلة الكربون في الفولاذ من خلال إعادة تدوير أفضل لهذه المادة القيمة ، فإننا لا نزال بحاجة إلى فولاذ جديد يعادل حوالي 50٪ من معدل الإنتاج الحالي في عام 2050 ، بسبب مشكلات تحويل الخردة إلى فولاذ قابل لإعادة الاستخدام وإزالة الملوثات .

أين يجب أن نشارك في موقع هذه النباتات؟

مراكز خام الحديد الرئيسية في بيلبارا وشبه جزيرة آير لديها بالفعل موانئ وقوى عاملة وبنية تحتية أخرى. وهذا يجعلها الخيار المنطقي الأول لتوحيد مواقع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والهيدروجين مع صناعة الحديد والصلب.

قمنا بنمذجة ما سيحدث إذا وسعت هذه المواقع طاقة الرياح والطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين ووجدنا أن تكلفة الفولاذ الأخضر يمكن أن تنخفض بشكل كبير إلى حوالي 900 دولار للطن بحلول عام 2030 و 750 دولارًا للطن بحلول عام 2050.

اقرأ المزيد: الأوساخ الحمراء ، والشمس الصفراء ، والفولاذ الأخضر: كيف يمكن لأستراليا أن تستفيد من التحول العالمي نحو الفولاذ الخالي من الانبعاثات

من خلال تصدير الحديد والصلب الأخضر ، يمكن لأستراليا تعزيز القيمة التجارية ، وتقليل انبعاثات الاحتباس الحراري العالمية ، وربط صادراتنا بجهود إزالة الكربون العالمية. سيصبح الفولاذ أكثر أهمية نظرًا لأنه حيوي جدًا لتصنيع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

لقد وجدت النمذجة الحديثة لدينا فوائد رئيسية في ربط محاور الهيدروجين وعمليات خام الحديد المستقبلية.

أولاً ، يتجنب مشكلة نقل الهيدروجين ، الذي يمكن أن يكون مكلفًا ويستهلك طاقة كبيرة للنقل ، خاصةً في شكل سائل.

وثانيًا ، يعطي تحديد موقع الهيدروجين الأخضر دفعة فورية لهذه الصناعة. في الوقت الحاضر ، الهيدروجين الأخضر في مرحلة مبكرة قبل زيادة الحجم والمعرفة تؤدي إلى انخفاض التكاليف.

للتنافس مع فحم الكوك ، يجب أن يصبح الهيدروجين الأخضر أرخص. جزء من هذا سيأتي من انخفاض أسعار الطاقة المتجددة ، وتحسين المحلل الكهربائي لصنع الهيدروجين ، وتسعير الكربون. لكن جزءًا منه سيحدد موقع إنتاج الهيدروجين حيث يمكن استخدامه.

اختيار موقع هو أهم اعتبار. في حين أن الوصول إلى البنية التحتية والخامات الرخيصة أمر مهم ، فإن تكلفة الصلب الأخضر تعتمد إلى حد كبير على الهيدروجين منخفض التكلفة ومصادر الطاقة المتجددة الرخيصة.

تدعم حكومات الولايات والحكومات الفيدرالية الأسترالية الهيدروجين كصناعة المستقبل. سيتطلب الانتقال من الورق إلى الواقع حوافز سياسية ، وقروضًا منخفضة الفائدة ، وتمويلًا للبحث والتطوير ، واستثمارًا في البنية التحتية.

سياسات تعزيز الطاقة المتجددة وتطوير اقتصاد الهيدروجين ستخلق بيئة أكثر ملاءمة لإنتاج الصلب الأخضر.

إذا قمنا بدمج ثروتنا من الطاقة الشمسية والهيدروجين وخام الحديد ، فيمكننا المساعدة في جعل إنتاج الصلب العالمي صديقًا للبيئة ، وكذلك تهيئة الظروف لصناعة تصدير الهيدروجين الخضراء.

اقرأ المزيد: قد لا تعمل صادرات خام الحديد الرئيسية في أستراليا مع صناعة الصلب الأخضر. إليك ما يجب علينا فعله للاستعداد