ضاغط الهيدروجين

1.توليد الطاقة من الهيدروجين عن طريق الضغط باستخدام الضواغط

يُعدّ الهيدروجين الوقود ذو أعلى محتوى طاقة لكل وحدة وزن. مع ذلك، تبلغ كثافة الهيدروجين في الظروف الجوية 90 غرامًا فقط لكل متر مكعب. ولتحقيق مستويات قابلة للاستخدام من كثافة الطاقة، يُعدّ ضغط الهيدروجين بكفاءة أمرًا ضروريًا.

2.ضغط الهيدروجين بكفاءة معغشاءضواغط

يُعدّ ضاغط الحجاب الحاجز أحد مفاهيم الضغط المُثبتة. تعمل هذه الضواغط الهيدروجينية بكفاءة عالية على ضغط كميات صغيرة إلى متوسطة من الهيدروجين إلى ضغوط عالية، بل وحتى ضغوط عالية للغاية تتجاوز 900 بار عند الحاجة. يضمن مبدأ الحجاب الحاجز ضغطًا خاليًا من الزيت والتسريب، مع نقاء ممتاز للمنتج. تعمل ضواغط الحجاب الحاجز بأفضل كفاءة تحت الحمل المستمر. أما عند التشغيل المتقطع، فقد يقل عمر الحجاب الحاجز، مما قد يزيد من الحاجة إلى الصيانة.

3.ضواغط مكبسية لضغط كميات كبيرة من الهيدروجين

إذا كانت هناك حاجة إلى كميات كبيرة من الهيدروجين الخالي من الزيت بضغط أقل من 250 بار، فإن ضواغط المكابس الجافة التي أثبتت كفاءتها وخبرتها آلاف المرات هي الحل الأمثل. ويمكن استخدام طاقة تشغيل تتجاوز 3000 كيلوواط بكفاءة عالية لتلبية أي متطلبات لضغط الهيدروجين.

بالنسبة لتدفقات الحجم العالي والضغوط العالية، فإن الجمع بين مراحل مكبس NEA مع رؤوس الحجاب الحاجز على ضاغط "هجين" يوفر حلاً حقيقياً لضاغط الهيدروجين.

1.لماذا الهيدروجين؟(طلب)

تخزين ونقل الطاقة باستخدام الهيدروجين المضغوط

بموجب اتفاقية باريس لعام 2015، يُفترض خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة 40% بحلول عام 2030 مقارنةً بعام 1990. ولتحقيق التحول الطاقي المطلوب، وربط قطاعات التدفئة والصناعة والنقل بقطاع إنتاج الكهرباء، بغض النظر عن الظروف الجوية، لا بد من استخدام ناقلات طاقة بديلة وأساليب تخزين مبتكرة. يتمتع الهيدروجين (H2) بإمكانات هائلة كوسيط لتخزين الطاقة. ويمكن تحويل مصادر الطاقة المتجددة، كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية، إلى هيدروجين، ثم تخزينه ونقله باستخدام ضواغط الهيدروجين. وبهذه الطريقة، يمكن الجمع بين الاستخدام المستدام للموارد الطبيعية والازدهار والتنمية.

4.1ضواغط الهيدروجين في محطات الوقود

إلى جانب المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات، تُعدّ المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجينية موضوعًا بالغ الأهمية لمستقبل التنقل. وقد وُضعت معايير محددة، وتتطلب حاليًا ضغوط تفريغ تصل إلى 1000 بار.

4.2النقل البري الذي يعمل بالهيدروجين

ينصبّ التركيز في مجال النقل البري الذي يعمل بالهيدروجين على نقل البضائع باستخدام الشاحنات الخفيفة والثقيلة والمقطورات. ولا يمكن تلبية احتياجاتها العالية من الطاقة اللازمة للرحلات الطويلة مع تقليل وقت التزود بالوقود باستخدام تقنية البطاريات. ويوجد بالفعل عدد لا بأس به من موردي الشاحنات الكهربائية التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين في السوق.

4.3الهيدروجين في النقل بالسكك الحديدية

في النقل بالسكك الحديدية في المناطق التي لا تتوفر فيها خطوط الكهرباء العلوية، يمكن للقطارات التي تعمل بالهيدروجين أن تحل محل القطارات التي تعمل بالديزل. وفي العديد من دول العالم، بدأت بالفعل أولى القطارات الكهربائية التي تعمل بالهيدروجين، والتي يصل مداها التشغيلي إلى أكثر من 800 كيلومتر (500 ميل) وسرعتها القصوى إلى 140 كيلومترًا في الساعة (85 ميلًا في الساعة)، بالعمل.

4.4الهيدروجين من أجل النقل البحري المحايد مناخياً والخالي من الانبعاثات

يُستخدم الهيدروجين أيضاً في النقل البحري المحايد مناخياً والخالي من الانبعاثات. وتخضع حالياً أولى العبّارات وسفن الشحن الصغيرة التي تعمل بالهيدروجين لاختبارات مكثفة. كما تُعدّ أنواع الوقود الاصطناعي المصنوعة من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون المُحتجز خياراً للنقل البحري المحايد مناخياً. ويمكن لهذه الأنواع من الوقود المُصممة خصيصاً أن تُصبح وقوداً لطيران المستقبل.

4.5الهيدروجين للتدفئة والصناعة

يُعد الهيدروجين مادة أساسية ومتفاعلاً هاماً في العمليات الكيميائية والبتروكيميائية وغيرها من العمليات الصناعية.

يمكن لهذا النهج أن يدعم الربط الفعال بين القطاعات في تطبيقات تحويل الطاقة إلى منتجات أخرى. فعلى سبيل المثال، يهدف تحويل الطاقة إلى فولاذ إلى تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري في إنتاج الفولاذ. تُستخدم الطاقة الكهربائية في عمليات الصهر، ويمكن استخدام الهيدروجين المحايد للكربون كبديل للكوك في عملية الاختزال. وفي مصافي النفط، نجد أولى المشاريع التي تستخدم الهيدروجين المُنتج بالتحليل الكهربائي، على سبيل المثال لإزالة الكبريت من الوقود.

توجد أيضاً تطبيقات صناعية صغيرة النطاق، تتراوح من الرافعات الشوكية التي تعمل بخلايا الوقود إلى وحدات الطاقة الاحتياطية التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين. وتزود هذه الوحدات الأخيرة، كما هو الحال مع خلايا الوقود الصغيرة المستخدمة في المنازل والمباني الأخرى، الطاقة والحرارة، ولا ينتج عنها سوى الماء النظيف.