المحلل الكهربائي PEM
تحويل العمليات الصناعية باستخدام الهيدروجين الأخضر
استبدال الهيدروجين والوقود المشتق من الوقود الأحفوري بالهيدروجين الأخضر لدعم الصناعات على طريقها نحو إزالة الكربون.
التحدي: إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة
تُعدّ صناعات مثل الصلب والأسمنت والمواد الكيميائية والزجاج من أكبر المساهمات في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية. تعتمد هذه القطاعات على عمليات عالية الحرارة ومواد خام قائمة على الوقود الأحفوري، مما يُصعّب تحويلها إلى طاقة كهربائية وإزالة الكربون منها. يحتاج العملاء إلى بدائل نظيفة وقابلة للتطوير، تتكامل مع البنية التحتية القائمة.
حلنا: إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام التحليل الكهربائي لـ PEM
تنتج أنظمة التحليل الكهربائي بتقنية تبادل البروتون (PEM) الهيدروجين الأخضر باستخدام مصادر طاقة متجددة، مما يوفر بديلاً فوريًا للهيدروجين الرمادي والوقود الأحفوري. يتميز الهيدروجين الأخضر بأنه خالٍ من الانبعاثات، ويمكنه دعم عمليات الاحتراق والتركيب الكيميائي والاختزال في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.
المزايا الرئيسية:
- يتيح الاستبدال المباشر للهيدروجين القائم على الوقود الأحفوري
- يدعم العمليات ذات درجات الحرارة العالية والنقاء العالي
- معياري وقابل للتطوير من مرحلة تجريبية إلى مرحلة النشر الكامل
لماذا الهيدروجين الأخضر في القطاعات التي يصعب التخلص منها؟
يُتيح الهيدروجين الأخضر للعملاء الصناعيين مسارًا عمليًا لإزالة الكربون بشكل عميق. يُنتَج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي باستخدام تقنية PEM، مما يوفر كثافة الطاقة والنقاء والمرونة اللازمة لاستبدال المدخلات القائمة على الوقود الأحفوري دون المساس بالأداء أو الإنتاجية.
11 صناعة تستفيد من الهيدروجين النظيف
يُعدّ الهيدروجين الأخضر مُمكّنًا رئيسيًا لإزالة الكربون من القطاعات الصناعية التي يصعب التخلص منها. ويتيح تنوعه تلبية مجموعة واسعة من التطبيقات. وبينما تتفاوت أحجام المشاريع تبعًا للطلب على الهيدروجين، فإن لكل منها آثارًا إيجابية على الاستدامة.
| كيف يعمل | التأثير | |
|---|---|---|
| المصافي | تستخدم مصافي التكرير الهيدروجين في عمليات مثل المعالجة الهيدروجينية والتكسير الهيدروجيني لإزالة الكبريت والشوائب الأخرى من النفط الخام، مما ينتج عنه وقود أنظف مثل الديزل والبنزين. حاليًا، يُنتج معظم الهيدروجين عن طريق إعادة تشكيل الميثان بالبخار، وهي عملية كثيفة الكربون. | يؤدي استبدال الهيدروجين التقليدي بالهيدروجين الأخضر إلى تقليل البصمة الكربونية لعمليات التكرير بشكل كبير، وخاصة في المعالجة الهيدروجينية، مما يدعم إنتاج الوقود النظيف. |
| الأسمدة | تعتمد صناعة الأسمدة على عملية هابر-بوش لإنتاج الأمونيا بدمج الهيدروجين والنيتروجين تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين. تستهلك هذه العملية ما بين 3% و5% من الغاز الطبيعي العالمي و2% من استهلاك الطاقة النهائي. | يتيح الهيدروجين الأخضر إنتاج الأمونيا الخالية من الكربون، مما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري ويدعم الزراعة المستدامة والأمن الغذائي. |
| مواد كيميائية | يعد الهيدروجين أحد العناصر الأساسية والمتفاعلة في الصناعة الكيميائية، ويستخدم لإنتاج الأمونيا والميثانول والبوليمرات والبلاستيك وعمليات التنقية. | يؤدي التحول إلى الهيدروجين الأخضر إلى إزالة الكربون من مجموعة واسعة من المنتجات الكيميائية، وخفض انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، والحد من التعرض لتقلبات أسعار الوقود الأحفوري وانقطاعات سلسلة التوريد. |
| الفولاذ | تستخدم صناعة الصلب التقليدية الفحم في أفران الصهر، مما يُصدر حوالي طنين من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الصلب. وتتجه الصناعة حاليًا إلى الاختزال المباشر للحديد، حيث يحل الهيدروجين محل الفحم كعامل اختزال. | تنتج عملية صناعة الصلب المعتمدة على الهيدروجين الأخضر بخار الماء فقط، مما يوفر انبعاثات قريبة من الصفر ولديه القدرة على إحداث ثورة في واحدة من أكثر الصناعات كثافة في الكربون على مستوى العالم. |
| الامونيوم | يتضمن إنتاج الألومنيوم تنقية البوكسيت وتحويله إلى أكسيد الألومنيوم، ثم صهره وتحويله إلى ألومنيوم، وكلاهما يتطلب حرارة عالية. يُستخدم الهيدروجين في التلدين والتكليس والمعالجة الحرارية، بما في ذلك عمليات إعادة التدوير. | يدعم الهيدروجين الأخضر إنتاج وإعادة تدوير الألومنيوم منخفض الكربون، مما يساهم في الاقتصاد الدائري ويقلل الانبعاثات الناتجة عن العمليات ذات درجات الحرارة العالية. |
| الإلكترونيات | تتطلب صناعة أشباه الموصلات بيئات فائقة النظافة والهيدروجين عالي النقاء كغاز ناقل لترسيب الأغشية الرقيقة والحفر والاستقرار. | يوفر التحليل الكهربائي في الموقع إمدادًا مستمرًا من الهيدروجين الأخضر عالي الجودة الإلكتروني، مما يضمن جودة المنتج وسلامة العملية مع القضاء على الانبعاثات. |
| أسمنت | يتضمن إنتاج الأسمنت إشعال أفران بدرجات حرارة عالية باستخدام الفحم والفحم البترولي. إضافةً إلى ذلك، يُسهم تكليس الحجر الجيري في 60% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في القطاع. | يمكن للهيدروجين الأخضر أن يحل محل الوقود الأحفوري في الأفران ويمكن دمجه مع ثاني أكسيد الكربون الملتقط لإنتاج الوقود الإلكتروني، مما يتيح اقتصادًا دائريًا للكربون ويقلل الانبعاثات في أحد أكثر القطاعات تلويثًا. |
| الخزف | يُحرق السيراميك في أفران بدرجات حرارة تزيد عن 1,000 درجة مئوية لإنتاج مواد البناء والأدوات الصحية والسيراميك التقني. تعمل هذه الأفران عادةً بالغاز الطبيعي. | يؤدي التحول إلى احتراق الهيدروجين الأخضر إلى خفض انبعاثات الكربون، مما يدعم التصنيع الأنظف للمنتجات الخزفية. |
| الزيوت والدهون | تعمل الهدرجة على تعديل التركيب الكيميائي للزيوت والدهون لاستخدامها في الأغذية ومستحضرات التجميل والوقود الحيوي، مثل زيوت التصلب للسمن النباتي. | يتيح الهيدروجين الأخضر عمليات الهدرجة المستدامة عبر سلسلة قيمة الزيوت والدهون، مما يقلل من التأثير البيئي في إنتاج الأغذية ومستحضرات التجميل. |
| الهيدروجين السائل | يُسَلَّل الهيدروجين بتبريده إلى -٢٥٣ درجة مئوية، مما يجعله كثيفًا بما يُسهِّل نقله وتخزينه. ويُستخدم في المركبات التي تعمل بالهيدروجين وأنظمة الدفع الجوي. | عند إنتاجه من مصادر متجددة، يدعم الهيدروجين السائل سلاسل توريد الوقود الخالية من الانبعاثات للنقل واستكشاف الفضاء، مما يتيح الطاقة النظيفة على نطاق واسع. |
| توزيع مقطورات الأنابيب | يُوزّع الهيدروجين على المستخدمين الصناعيين عبر خطوط الأنابيب، أو المقطورات الأنبوبية، أو أسطوانات الضغط العالي. يُسهم التحليل الكهربائي في الموقع، إلى جانب محطات الوقود الموزعة استراتيجيًا، في إنشاء مراكز إنتاج محلية. | يعمل هذا النموذج بالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، مما يقلل من تكاليف النقل وأوقات التسليم مع إنشاء شبكات إمداد خالية من الانبعاثات للعملاء الصناعيين المتفرقين. |
كيف يعمل
المصافي
تستخدم مصافي التكرير الهيدروجين في عمليات مثل المعالجة الهيدروجينية والتكسير الهيدروجيني لإزالة الكبريت والشوائب الأخرى من النفط الخام، مما ينتج عنه وقود أنظف مثل الديزل والبنزين. حاليًا، يُنتج معظم الهيدروجين عن طريق إعادة تشكيل الميثان بالبخار، وهي عملية كثيفة الكربون.
الأسمدة
تعتمد صناعة الأسمدة على عملية هابر-بوش لإنتاج الأمونيا بدمج الهيدروجين والنيتروجين تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين. تستهلك هذه العملية ما بين 3% و5% من الغاز الطبيعي العالمي و2% من استهلاك الطاقة النهائي.
مواد كيميائية
يعد الهيدروجين أحد العناصر الأساسية والمتفاعلة في الصناعة الكيميائية، ويستخدم لإنتاج الأمونيا والميثانول والبوليمرات والبلاستيك وعمليات التنقية.
الفولاذ
تستخدم صناعة الصلب التقليدية الفحم في أفران الصهر، مما يُصدر حوالي طنين من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الصلب. وتتجه الصناعة حاليًا إلى الاختزال المباشر للحديد، حيث يحل الهيدروجين محل الفحم كعامل اختزال.
الامونيوم
يتضمن إنتاج الألومنيوم تنقية البوكسيت وتحويله إلى أكسيد الألومنيوم، ثم صهره وتحويله إلى ألومنيوم، وكلاهما يتطلب حرارة عالية. يُستخدم الهيدروجين في التلدين والتكليس والمعالجة الحرارية، بما في ذلك عمليات إعادة التدوير.
الإلكترونيات
تتطلب صناعة أشباه الموصلات بيئات فائقة النظافة والهيدروجين عالي النقاء كغاز ناقل لترسيب الأغشية الرقيقة والحفر والاستقرار.
أسمنت
يتضمن إنتاج الأسمنت إشعال أفران بدرجات حرارة عالية باستخدام الفحم والفحم البترولي. إضافةً إلى ذلك، يُسهم تكليس الحجر الجيري في 60% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في القطاع.
الخزف
يُحرق السيراميك في أفران بدرجات حرارة تزيد عن 1,000 درجة مئوية لإنتاج مواد البناء والأدوات الصحية والسيراميك التقني. تعمل هذه الأفران عادةً بالغاز الطبيعي.
الزيوت والدهون
تعمل الهدرجة على تعديل التركيب الكيميائي للزيوت والدهون لاستخدامها في الأغذية ومستحضرات التجميل والوقود الحيوي، مثل زيوت التصلب للسمن النباتي.
الهيدروجين السائل
يُسَلَّل الهيدروجين بتبريده إلى -٢٥٣ درجة مئوية، مما يجعله كثيفًا بما يُسهِّل نقله وتخزينه. ويُستخدم في المركبات التي تعمل بالهيدروجين وأنظمة الدفع الجوي.
توزيع مقطورات الأنابيب
يُوزّع الهيدروجين على المستخدمين الصناعيين عبر خطوط الأنابيب، أو المقطورات الأنبوبية، أو أسطوانات الضغط العالي. يُسهم التحليل الكهربائي في الموقع، إلى جانب محطات الوقود الموزعة استراتيجيًا، في إنشاء مراكز إنتاج محلية.
التأثير
المصافي
يؤدي استبدال الهيدروجين التقليدي بالهيدروجين الأخضر إلى تقليل البصمة الكربونية لعمليات التكرير بشكل كبير، وخاصة في المعالجة الهيدروجينية، مما يدعم إنتاج الوقود النظيف.
الأسمدة
يتيح الهيدروجين الأخضر إنتاج الأمونيا الخالية من الكربون، مما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري ويدعم الزراعة المستدامة والأمن الغذائي.
مواد كيميائية
يؤدي التحول إلى الهيدروجين الأخضر إلى إزالة الكربون من مجموعة واسعة من المنتجات الكيميائية، وخفض انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، والحد من التعرض لتقلبات أسعار الوقود الأحفوري وانقطاعات سلسلة التوريد.
الفولاذ
تنتج عملية صناعة الصلب المعتمدة على الهيدروجين الأخضر بخار الماء فقط، مما يوفر انبعاثات قريبة من الصفر ولديه القدرة على إحداث ثورة في واحدة من أكثر الصناعات كثافة في الكربون على مستوى العالم.
الامونيوم
يدعم الهيدروجين الأخضر إنتاج وإعادة تدوير الألومنيوم منخفض الكربون، مما يساهم في الاقتصاد الدائري ويقلل الانبعاثات الناتجة عن العمليات ذات درجات الحرارة العالية.
الإلكترونيات
يوفر التحليل الكهربائي في الموقع إمدادًا مستمرًا من الهيدروجين الأخضر عالي الجودة الإلكتروني، مما يضمن جودة المنتج وسلامة العملية مع القضاء على الانبعاثات.
أسمنت
يمكن للهيدروجين الأخضر أن يحل محل الوقود الأحفوري في الأفران ويمكن دمجه مع ثاني أكسيد الكربون الملتقط لإنتاج الوقود الإلكتروني، مما يتيح اقتصادًا دائريًا للكربون ويقلل الانبعاثات في أحد أكثر القطاعات تلويثًا.
الخزف
يؤدي التحول إلى احتراق الهيدروجين الأخضر إلى خفض انبعاثات الكربون، مما يدعم التصنيع الأنظف للمنتجات الخزفية.
الزيوت والدهون
يتيح الهيدروجين الأخضر عمليات الهدرجة المستدامة عبر سلسلة قيمة الزيوت والدهون، مما يقلل من التأثير البيئي في إنتاج الأغذية ومستحضرات التجميل.
الهيدروجين السائل
عند إنتاجه من مصادر متجددة، يدعم الهيدروجين السائل سلاسل توريد الوقود الخالية من الانبعاثات للنقل واستكشاف الفضاء، مما يتيح الطاقة النظيفة على نطاق واسع.
توزيع مقطورات الأنابيب
يعمل هذا النموذج بالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، مما يقلل من تكاليف النقل وأوقات التسليم مع إنشاء شبكات إمداد خالية من الانبعاثات للعملاء الصناعيين المتفرقين.
أجهزة التحليل الكهربائي PEM مصممة لتلبية المتطلبات الصناعية
تستخدم أنظمة HyLYZER® الخاصة بنا مصادر الطاقة المتجددة لإنتاج الهيدروجين النظيف للصناعات التي لا يكون فيها الكهربة قابلة للتطبيق.
هيلايزر® 1000
إزالة الكربون من المشاريع المتكاملة واسعة النطاق التي تزيد قدرتها عن 20 ميجاوات باستخدام الهيدروجين المنتج بواسطة نظام التحليل الكهربائي PEM المدمج والفعال.
هيلايزر® 500
تم تصميم جهاز التحليل الكهربائي PEM القابل للتوصيل والتشغيل للاستخدام في البيئات الخارجية ومثالي لملء مقطورات الأنابيب والصناعات الأخرى ذات النطاق الأصغر مثل إنتاج أشباه الموصلات والزجاج.