ضاغط الهيدروجين

1.توليد الطاقة من الهيدروجين عن طريق الضغط باستخدام الضواغط

الهيدروجين هو الوقود ذو أعلى محتوى طاقة لكل وزن. وللأسف، تبلغ كثافة الهيدروجين في الظروف الجوية 90 غرامًا فقط لكل متر مكعب. وللوصول إلى مستويات قابلة للاستخدام من كثافة الطاقة، يُعد ضغط الهيدروجين بكفاءة أمرًا أساسيًا.

2.الضغط الفعال للهيدروجين باستخدامغشاءضواغط

يُعد ضاغط الحجاب الحاجز أحد مفاهيم الضغط المُجرّبة. تضغط ضواغط الهيدروجين هذه بكفاءة كميات صغيرة إلى متوسطة من الهيدروجين إلى ضغوط عالية، بل وحتى عالية جدًا عند الحاجة، تتجاوز 900 بار. يضمن مبدأ الحجاب الحاجز ضغطًا خاليًا من الزيت والتسرب مع نقاء ممتاز للمنتج. تعمل ضواغط الحجاب الحاجز بشكل أفضل تحت الحمل المستمر. عند التشغيل بنظام تشغيل متقطع، يمكن تقصير عمر الحجاب الحاجز وزيادة صيانته.

3.ضواغط المكبس لضغط كميات كبيرة من الهيدروجين

إذا كنتَ بحاجة إلى كميات كبيرة من الهيدروجين الخالي من الزيت بضغط أقل من ٢٥٠ بار، فإن ضواغط المكبس الجافة المُجرّبة والمُختبرة آلاف المرات هي الحل الأمثل. يمكن استخدام ما يزيد عن ٣٠٠٠ كيلوواط من قوة الدفع بكفاءة لتلبية أي متطلبات ضغط للهيدروجين.

بالنسبة للتدفقات ذات الحجم الكبير 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 للمناخ لعام ٢٠١٥، ستنخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بحلول عام ٢٠٣٠ بنسبة ٤٠٪ مقارنةً بعام ١٩٩٠. ولتحقيق التحول الطاقي اللازم، ولربط قطاعات التدفئة والصناعة والتنقل بقطاع إنتاج الكهرباء، بغض النظر عن الظروف الجوية، لا بد من وجود وسائل نقل طاقة بديلة وطرق تخزين. يتمتع الهيدروجين (H2) بإمكانيات هائلة كوسيلة لتخزين الطاقة. ويمكن تحويل الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية والطاقة الكهرومائية، إلى هيدروجين، ثم تخزينها ونقلها بمساعدة ضواغط الهيدروجين. وبهذه الطريقة، يمكن الجمع بين الاستخدام المستدام للموارد الطبيعية والازدهار والتنمية.

4.1ضواغط الهيدروجين في محطات البنزين

إلى جانب المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات (BEV)، تُعدّ المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEV) التي تعمل بالهيدروجين كوقود محور الاهتمام في مستقبل التنقل. وقد وُضعت معايير محددة، وتشترط حاليًا ضغوط تفريغ تصل إلى 1000 بار.

4.2النقل البري باستخدام الهيدروجين

ينصب التركيز في مجال النقل البري الذي يعمل بالهيدروجين على نقل البضائع بالشاحنات الخفيفة والثقيلة وشاحنات النقل شبه المقطورة. ولا يمكن لتكنولوجيا البطاريات تلبية احتياجاتها العالية من الطاقة، والتي تتطلب قدرة تحمل طويلة، بالإضافة إلى فترات تعبئة قصيرة. ويتوفر في السوق بالفعل عدد لا بأس به من موردي الشاحنات الكهربائية التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين.

4.3الهيدروجين في النقل عبر السكك الحديدية

بالنسبة للنقل عبر السكك الحديدية في المناطق التي لا تتوفر فيها خطوط كهرباء علوية، يمكن للقطارات التي تعمل بالهيدروجين أن تحل محل استخدام الآلات التي تعمل بالديزل. في العديد من دول العالم، بدأت بالفعل تشغيل أول دفعة من القطارات التي تعمل بالهيدروجين والكهرباء، بمدى تشغيلي يزيد عن 800 كيلومتر (500 ميل) وسرعات قصوى تبلغ 140 كيلومترًا في الساعة (85 ميلًا في الساعة).

4.4الهيدروجين للنقل البحري المحايد للمناخ والخالي من الانبعاثات

يجد الهيدروجين طريقه أيضًا إلى النقل البحري المحايد مناخيًا والخالي من الانبعاثات. تخضع حاليًا العبارات الأولى وسفن الشحن الصغيرة التي تعمل بالهيدروجين لاختبارات مكثفة. كما يُعد الوقود الاصطناعي المصنوع من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون المُلتقط خيارًا للنقل البحري المحايد مناخيًا. ويمكن أن يصبح هذا الوقود المُصمم خصيصًا وقودًا للطيران في المستقبل.

4.5الهيدروجين للتدفئة والصناعة

يعتبر الهيدروجين مادة أساسية ومتفاعلة مهمة في العمليات الكيميائية والبتروكيماوية وغيرها من العمليات الصناعية.

يمكن أن يدعم هذا النهج الربط الفعال بين القطاعات في نهج "الطاقة إلى إكس" في هذه التطبيقات. على سبيل المثال، يهدف مشروع "الطاقة إلى الصلب" إلى "إزالة الأحافير" من إنتاج الصلب. تُستخدم الطاقة الكهربائية في عمليات الصهر. ويمكن استخدام الهيدروجين المُحايد لثاني أكسيد الكربون كبديل لفحم الكوك في عملية الاختزال. وفي مصافي التكرير، نجد أولى المشاريع التي تستخدم الهيدروجين المُولّد بالتحليل الكهربائي، على سبيل المثال لإزالة الكبريت من الوقود.

هناك أيضًا تطبيقات صناعية صغيرة الحجم، بدءًا من الرافعات الشوكية التي تعمل بخلايا الوقود وصولًا إلى وحدات الطاقة الطارئة التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين. تُوفر هذه الأخيرة، كما هو الحال مع خلايا الوقود الدقيقة للمنازل والمباني الأخرى، الطاقة والتدفئة، وعوادمها الوحيدة هي المياه النظيفة.