تحول بزرگ نیروگاه‌های(OXY Fuel) و الکترلایزرها در پتروشیمی جهان

سالانه ۳۸ میلیارد تن co۲ در جهان تولید می‌شود که حدود ۴۲درصد آن مربوط به نیروگاه‌های با سوخت فسیلی است. تمامی آلاینده‌های هوا با باران و برف جذب شده و بر زمین می‌نشینند ولی co۲ با آب قابل جذب نیست و برای همیشه در جو زمین باقی مانده و انباشته می‌شود. چنانچه روند کنونی انتشار co۲ در جهان تداوم یابد، تا قرن آینده بیشتر نقاط جهان دیگر قابل سکونت نخواهند بود و دمای کره زمین حدود چهار درجه افزایش خواهد یافت و زندگی نسل آینده سخت و پر از بیماری و مشکل خواهد شد. بنابراین بشر چاره‌ای جز حرکت به سمت تولید برق از روش‌های پاک و کاهش مستمر انتشار co۲ ندارد.

به طور قطع تا دو دهه آینده بیش از دو سوم خودروهای جهان برقی خواهند شد و تولید برق جهان به طور چشمگیری افزایش خواهد یافت. عمده برق مورد نیاز جهان از طریق پنل‌های خورشیدی و نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای (کوچک، متوسط و بزرگ) تولید خواهد شد، اما نیروگاه‌های با سوخت فسیلی نیز نقش مهمی در تولید برق خواهند داشت. تولید هیدروژن از آب به طور چشمگیری رشد خواهد داشت و عمده آمونیاک و محصولات پتروشیمی بر پایه هیدروژن آب رشد و توسعه خواهند یافت، از جمله آمونیاک با نیتروژن موجود در هوا به علاوه هیدروژن الکترولیز آب تولید خواهد شد و با استفاده از هیدروژن و co۲ صنعت متانول توسعه خواهد یافت. همچنین از هیدروژن برای سوخت واحدهای صنعتی استفاده خواهد شد و تولید هیدروژن از جمله پررونق‌ترین بازارهای اقتصاد جهان خواهد شد. سوختن هیدروژن هیچ‌گونه آلایندگی ایجاد نمی‌کند. صنعت الکترولایزر‌ها به‌سرعت رشد خواهد کرد و میلیون‌ها تن هیدروژن با استفاده از الکترولیز آب و برق خورشیدی تولید خواهد شد. با تولید هر تن هیدروژن به میزان شش تا هفت تن اکسیژن تولید خواهد شد و این اکسیژن صنعت نیروگاهی جهان را تحت تأثیر عمیق خود قرار خواهد داد.

نیروگاه‌ها به جای هوا از اکسیژن خالص جهت احتراق استفاده خواهند کرد. با احتراق ناقص گاز متان در نیروگاه‌های اکسیژنه، در کنار تولید برق، نیروگاه‌ها گاز سنتز co+H۲ و میزان کمی co۲ تولید خواهند کرد که co۲ برای کنترل دمای محفظه احتراق استفاده خواهد شد، وقتی به جای هوا اکسیژن وارد محفظه احتراق می‌شود چهار اتم هیدروژن متصل به CH۴ آزاد و خروجی، CO و میزان قابل توجهی هیدروژن خواهد بود.

با الکترولیز هر تن آب حدود ۱۲۵ کیلوگرم هیدروژن تولید می‌شود، درحالی‌که در نیروگاه مدنظر به نام (OXY Fuel) با شکستن هر تن متان ۲۵۰ کیلوگرم هیدروژن تولید خواهد شد. با استفاده از گاز سنتز Co+H می‌توان انواع محصولات پتروشیمی از قبیل اتیلن، پروپیلن، متانول و... را با هزینه پایین‌تر تولید کرد. یعنی درواقع نیروگاه‌های نسل جدید هم برق تولید می‌کنند و هم گاز سنتز که ارزشمندترین گاز پایه صنعت پتروشیمی جهان است. با تمهیداتی امکان تبدیل نیروگاه‌های بخار به نیروگاه‌های سوخت اکسیژن (OXY Fuel) وجود دارد.

نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای، پنل‌های خورشیدی و الکترولایزرها نقل بسیار کلیدی در اقتصاد و توسعه جهان ایفا خواهند کرد. نیروگاه‌های تلمبه‌ای ذخیره‌ای از یک مگاوات تا چند گیگاوات در مناطق کوهستانی جهان توسعه خواهند یافت. این نیروگاه‌ها ۵۰ تا ۷۰ سال عمر می‌کنند، هزینه جاری کمی دارند و ساختار آنها این‌گونه است که دو حوضچه ذخیره آب یکی در بالای کوه و دیگری پایین کوه احداث می‌شود و زمان‌هایی که برق مازاد در شبکه وجود دارد (اوج تولید نیروگاه‌های خورشیدی، از ۱۲ شب تا ۸ صبح) آب را از حوضچه پایین به حوضچه بالا پمپ می‌کنند و در زمان‌های اوج مصرف، آب از حوضچه بالایی رهاسازی می‌شود و توربین‌های مسیر شروع به تولید برق می‌کنند.

حجم ذخیره حوضچه یک نیروگاه هزار مگاواتی پنج میلیون مترمکعب است، لذا در مناطق مختلف مستعد، با حوضچه‌های کوچک ۵۰ هزار مترمکعبی(۵۰*۵۰*۲۰متری) می‌توان هشت تا۱۰ مگاوات برق طی مدت سه تا چهار ساعت تولید کرد.

در حال حاضر دو مسیر اصلی برای تولید هیدروژن در مقیاس گسترده وجود دارد که یکی الکترولیز آب است و دیگری شکستن گاز متان CH۴؛ با الکترولیز آب به ازای هر تن آب ۱۲۵ کیلوگرم هیدروژن تولید می‌شود، اما با شکستن گاز متان از هر تن گاز متان ۲۵۰ کیلوگرم هیدروژن تولید خواهد شد و هزینه شکستن گاز متان حدود نصف هزینه الکترولیز آب است. برای شکستن گاز متان، در کوره گاز متان و بخار آب در دمای بیش از ۶۰۰ درجه در معرض کاتالیست آهن قرار می‌گیرند و ضمن تولید هیدروژن، کربن گاز متان به کربن جامد تبدیل می‌شود که ارزش بالایی دارد و درآمد حاصل از فروش آن نزدیک به درآمد فروش گاز هیدروژن است. با توجه با توسعه این فناوری در آینده پیش‌رو، ارزش گاز متان بیشتر خواهد شد زیرا گاز متان تنها گازی است که هیدروژن زیادی دارد و با هزینه مناسب می‌توان هیدروژن‌ها را از کربن جدا کرد. همه موارد ذکرشده به‌مرور و طی دو دهه پیش‌رو اجرایی خواهند شد و صنعت پتروشیمی و اقتصاد و محیط زیست جهانی در معرض تحولات بزرگی قرار خواهند گرفت. با کاهش انتشار گاز CO۲ جو کره زمین آرامش خواهد گرفت و دمای این کره زیبا در تابستان‌ها معتدل‌تر خواهد شد.

منبع شرق

کد : 2795

گروه : اخبار رسانه ها

تاریخ : 3 ماه پیش

پرینت

کپی لینک کوتاه