توربین‌های گازی با 100% سوخت آمونیاک آیا در آینده امکان‌پذیر است؟

در
دسته بندی ها: انرژی

آیا در آینده توربین‌های گازی با 100% سوخت آمونیاک امکان‌پذیر می‌شود؟

به گزارش گروه تحقیق آماد برق سپهر  شرکت میتسوبیشی پاور (MHI) در حال توسعه یک توربین گازی با کلاس 40مگاوات است که می‌تواند به‌طور مستقیم %100 سوخت آمونیاک را تحت ابتکاری که به عنوان بلندپروازی‌های جهانی افزایش کربن‌زدایی و همچنین نقشه‌راه ژاپن برای سوخت آمونیاک پاسخ می‌دهد، احتراق کند. در صورت دستیابی به این دانش، این اولین توربین گازی تجاری شده در جهان خواهد بود که از آمونیاک به عنوان سوخت در سیستم با این مقیاس، استفاده منحصر به‌فرد می‌کند. این توربین گازی می‌تواند به ترویج کربن‌زدایی نیروگاه‌های کوچک تا متوسط برای کاربردهای صنعتی و در جزایر دورافتاده کمک کند.

شرکت میتسوبیشی پاور تحت کمپین “تغییر در قدرت”، پیشگام توسعه فناوری کربن‌زدایی است که به‌طور خاص به توربین گازی پیشرفته خود می‌بالد و تاکنون پیشرفت چشمگیری داشته است. از سال 2017، به عنوان بخشی از برنامه دولت ژاپن و سازمان توسعه فناوری جدید انرژی و صنعتی ژاپن، این شرکت تلاش خود را برروی توسعه سیستمی متمرکز کرده است – که با استفاده از گرمای تلف شده – آمونیاک (NH3) به هیدروژن و نیتروژن تبدیل می‌شود و سپس این هیدروژن را در یک توربین گاز احتراق می‌دهد.

اسناد این شرکت نشان می‌دهد، با توجه به ویژگی‌های خاص احتراق آمونیاک، این روش ممکن‌است برای توربین‌های گازی کوچکتر بهتر باشد. به‌عنوان مثال چون آمونیاک سرعت احتراق پایینی دارد، به احتراق بسیار بزرگتری نیاز دارد.
از آنجا که آمونیاک حاوی نیتروژن است، هر سیستمی که بخواهد از آن به‌عنوان سوخت استفاده نماید نیاز به مقابله با سوخت NOx تولیدشده دارد. که میتسوبیشی پاور در مورد کاهش NOx از طریق احتراق دومرحله‌ای تحقیقاتی را انجام داده‌است. اما توربین‌های گازی بزرگتر، مشکلات فنی زیادی مانند بزرگ شدن و پیچیدگی احتراق را ایجاد می‌کنند.

توربین‌های گازی با سوخت آمونیاک آیا در آینده امکان‌پذیر است؟

ظهور آمونیاک به‌عنوان سوخت

طبق گفته‌های شرکت میتسوبیشی پاور، تجاری سازی یک توربین گازی با توانایی آمونیاک به عنوان سوخت باعث گسترش مجموعه “سیستم‌های تولید برق بدون کربن” خواهد شد. این نشان می‌دهد که بازار برای این محصول در حال ظهور است: انتظار می‌رود که معرفی زودهنگام تجهیزات تولید برق مبتنی بر آمونیاک در شرکت‌های برق و تأمین‌کنندگان برق مستقل، استفاده از آمونیاک به‌عنوان سوخت بدون کربن را در آینده ارتقاء بخشد.

این تلاش باعث افزایش مجدد علاقه به مناسب بودن آمونیاک به‌عنوان سوخت بدون کربن شده است زیرا از احتراق آن دی‌اکسیدکربن، دی‌اکسیدگوگرد یا دوده تولید نمی‌شود. علاقه به آمونیاک نیز به‌دلیل پتانسیل آن به‌عنوان یک حامل انرژی کارآمد افزایش می‌یابد زیار دارای تراکم هیدروژن بالا (17.8% وزن) است.
آمونیاک به‌عنوان دومین ماده شیمیایی متداول در جهان (بعد از اسید سولفوریک) که امروزه بیشتر تولید می‌شود، عمدتاً به‌عنوان کودشیمیایی و در تولید موادغذایی، مواد صنعتی و مواد افزودنی مورد استفاده قرار می‌گیرد – این بدان معناست که دارای یک شبکه توزیع جهانی کاملاً ثابت است و می‌تواند یه عنوان یک سوخت پایدار جهت ذخیره سازی در نظر گرفته شود.
در حالی‌که امروزه آمونیاک بیشتر از گاز طبیعی تولید می‌شود، ابتکارات زیادی برای تولید آمونیاک “تجدیدپذیر” با تبدیل هیدروژن سبز به آمونیاک در حال انجام است و قرار است تولید تجاری هیدروژن سبز و آمونیاک در سال 2023 آغاز شود.

ژاپن تولید آمونیاک را توسعه می‌دهد

چگونگی استفاده از “آمونیاک سبز” نیز مورد توجه روزافزون است. چندین کشور، جاه‌طلبی‌ها را برای ادغام آمونیاک در سیستم انرژی آینده خود ترسیم کرده اند، همچنین استفاده از آن به‌عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی. ژاپن، که به طور برجسته در این زمینه تلاش می‌کند نقش اساسی در تولید برق آمونیاک متصور است.
برای مثال، یک مرور کلی در مورد استراتژی “رشد سبز” که توسط وزارت اقتصاد، تجارت و صنعت ژاپن در ماه فوریه 2021 صادر شد، نقشه راه “تولید کامل آمونیاک” تا سال 2045 و همچنین گسترش گسترده زنجیره تأمین آمونیاک را ارائه می‌دهد که کشور ژاپن را به یک صادرکننده منطقه‌ای سوخت آمونیاک تبدیل می‌کند.

منبع: powermag