تحاول اليابان استخدام الأمونيا لتنظيف الفحم

التزمت الاقتصادات المتقدمة في العالم بالتخلص التدريجي من الفحم خلال السنوات السبع القادمة. ولكن ليس اليابان ، التي تقف وحدها في الإصرار على قدرتها على جعل الفحم أقل ضررًا على كوكب الأرض.

لا يوجد مكان يتجلى فيه هذا الأمر أكثر من أكبر محطة لتوليد الطاقة تعمل بالفحم في البلاد في هيكينان ، وهي مدينة صغيرة في وسط اليابان حيث تنتشر 400 ألف طن من الركائز السوداء عبر قطعة أرض بحجم 40 ملعبًا لكرة القدم.

بدءًا من الربيع المقبل ، تريد Jera ، الشركة المالكة للموقع ، إثبات قدرتها على مزج الأمونيا – التي لا تنبعث منها ثاني أكسيد الكربون عند الاحتراق – بالفحم في غلاياتها. يثير استخدام هذه التكنولوجيا الجديدة جدلاً حول ما إذا كان من الأفضل إيجاد طرق أنظف لاستخدام الفحم ، أو التخلص منه في أسرع وقت ممكن لصالح الطاقة المتجددة.

تقول الشركة إن طريقة الأمونيا يمكن أن تقلل من الانبعاثات الخطيرة في مكافحة الاحتباس الحراري. في محاولة تم تصورها في البداية – وبدعم كبير – من قبل حكومة اليابان ، فهي واحدة من العديد من شركات الطاقة التي تخطط لاستخدام الأمونيا في عملية يتم تسويقها على أنها “فحم نظيف”.

مع الأمونيا ، يمكن للشركات “استخدام المصانع التي لدينا بدلاً من بناء مصانع جديدة تمامًا” ، كما قال كاتسويا تانيجاوا ، المدير العام في موقع هيكينان في جييرا.

تستمد اليابان ما يقرب من ثلث إمداداتها من الطاقة الكهربائية من الفحم ، وهو أحد أقذر مصادر الطاقة في العالم. لكن النقاد يقولون إن استخدام الأمونيا يزيد من اعتماد اليابان على الوقود الأحفوري ويمكن أن يزيد من انبعاثات الكربون مع إنتاج الأمونيا. يمكن أن ينتج عن حرق الأمونيا أيضًا أكسيد النيتروجين ، وهو مادة سامة للإنسان وهو انبعاث آخر يجب إدارته.

قالت كاترين بيترسن ، كبيرة مستشاري السياسات في E3G ، وهي مؤسسة فكرية: “نحتاج إلى تقليل الانبعاثات من محطات توليد الطاقة بالفحم الآن ، وليس استكشاف تقنية قد تكون مجدية أو غير مجدية”.

نما القلق في اليابان بشأن الطاقة بشكل كبير منذ أن تسبب الزلزال والتسونامي في انهيار ثلاثي في ​​محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية في عام 2011. بعد الكارثة مباشرة ، أغلقت اليابان جميع محطاتها النووية ، مما أدى إلى إطفاء 30 في المائة من إمدادات الكهرباء في البلاد بين عشية وضحاها. للتعويض ، سارعت شركات الطاقة في البلاد إلى بناء محطات جديدة تعمل بالفحم حتى عندما كان العالم يبتعد عن الوقود الأحفوري.

كثف رئيس الوزراء الياباني ، فوميو كيشيدا ، مؤخرًا جهوده لإعادة تشغيل شبكة الطاقة النووية في البلاد ، لكن المجتمعات التي تستضيف المحطات قاومت.

اليابان ، ثالث أكبر اقتصاد في العالم ، لديها القليل من مواردها الطبيعية ، ولا يمكنها إنتاج سوى 11٪ من احتياجاتها من الطاقة دون واردات الوقود – وهي واحدة من أدنى معدلات الاكتفاء الذاتي بين الدول الأكثر ثراءً في العالم.

في اجتماع لوزراء البيئة من قادة مجموعة السبعة في سابورو هذا الربيع ، كانت اليابان الدولة الوحيدة التي رفضت الالتزام بخفض استخدام الفحم إلى الصفر بحلول عام 2030.

تشير الحكومة وصناعة الطاقة في البلاد إلى العديد من العقبات التي تحول دون بناء مصادر الطاقة المتجددة بسرعة ، بما في ذلك العزلة الجغرافية لليابان والتضاريس الجبلية ومياه البحار العميقة وموسم الأعاصير السنوي.

إلى جانب الصين ، التي قال الرئيس شي جين بينغ مؤخرًا إنها ستتبع “إيقاعها وشدتها” في خفض انبعاثات الكربون ، يقول المسؤولون اليابانيون إن بلادهم لديها جدولها الزمني وطرقها الخاصة أيضًا.

قال أتسوشي كوداكا ، مدير مكتب إستراتيجية الطاقة في وزارة التجارة: “نريد أن نصعد نفس الجبل إلى نفس القمة”. “لكن طريق التسلق لدينا لا يجب أن يكون مثل أي شخص آخر.”

كما أن صناعة الطاقة مترددة في التخلي عن الفحم لأنها أنفقت الكثير في الآونة الأخيرة لبناء محطات جديدة. منذ عام 2011 ، أنشأت شركات الطاقة اليابانية 40 محطة فحم – ما يقرب من ربع إجمالي شبكة الطاقة التي تعمل بالفحم في اليابان – مع بدء تشغيل مصنع Jera الجديد الشهر الماضي.

جنبًا إلى جنب مع الصناعة ، خصصت الحكومة اليابانية حوالي 152 تريليون ين (حوالي 1.1 تريليون دولار) على مدى 10 سنوات لمساعدة البلاد على تحقيق صافي انبعاثات كربونية صفرية. بحلول عام 2030 ، تقول وزارة التجارة ، إنها ستخفض التوليد المعتمد على الفحم إلى 19 في المائة من إمدادات الطاقة ، حيث تشكل تكنولوجيا الأمونيا حوالي 1 في المائة ، ومن المرجح أن ترتفع.

تدرك Jera أن عليها إقناع الجمهور المحتمل المتشكك في خططها ، ولذا فهي تدير إعلانات في دور السينما وتوزع كوبونات خصم تعزز جهودها لتطوير “طاقة حرارية خالية من الانبعاثات”.

تأمل اليابان أيضًا في تصدير التكنولوجيا في نهاية المطاف إلى جيرانها في آسيا ، حيث ساعدت في بناء محطات فحم جديدة في السنوات الأخيرة.

قال ماساشي واتانابي ، وهو مخطط للموارد الطبيعية والطاقة في وزارة التجارة: “نحاول تقليل الاعتماد على الفحم نفسه في مثل هذه البلدان”. “يمكن أن يكون الإشعال المشترك للأمونيا أحد الحلول”.

في Hekinan ، قام عمال اللحام مؤخرًا بتأمين الجزء العلوي من خزان تخزين 700 طن في مصنع Jera المترامي الأطراف. تم وضع العديد من الأنابيب البرتقالية الكبيرة متناثرة على الأرض ، في انتظار تركيبها في خط أنابيب سينقل الأمونيا إلى غلايات المصنع.

خلال اختبار حديث ، مزجت الشركة مزيجًا من 0.02 في المائة من الأمونيا مع قطع من الفحم بحجم قبضة اليد في غلاية تم تسخينها إلى 1500 درجة مئوية ، أي أكثر من 2700 درجة فهرنهايت. سيكون تحقيق هدفها التالي تحديا أكبر.

بحلول شهر مارس ، تريد الشركة البدء في اختبار الخلائط المكونة من 20 في المائة من الأمونيا ، لتصبح أول شركة في العالم تفعل ذلك.

حتى إذا نجحت التكنولوجيا ، فإن شراء إمدادات ثابتة ومعقولة التكلفة ونظيفة من الأمونيا يمكن أن يجهد بشكل كبير الإمداد العالمي للمركب ، وهو أمر ضروري لإنتاج الأسمدة.

تقر استراتيجية النمو الأخضر الخاصة بالحكومة أنه إذا استخدمت جميع مصانع اليابان التي تعمل بالفحم 20 في المائة من الأمونيا ، “فإنها ستحتاج إلى حوالي 20 مليون طن من الأمونيا سنويًا” – أي ما يعادل الحجم الكامل للأمونيا المتداولة حاليًا في السوق العالمية.

قال هاجيمي تاكيزاوا ، باحث المناخ والطاقة في معهد الاستراتيجيات البيئية العالمية ، وهي مجموعة بحثية مستقلة تمولها الحكومة ، إن قيود الإمداد هذه جعلت خطة الأمونيا “شبه مستحيلة”. ومع ذلك ، تقول الحكومة إنه بمجرد إثبات نجاح التكنولوجيا ، سيلبي الموردون الطلب.

لكن إنتاج الأمونيا نفسها يتطلب كهرباء ، والتي يتم توليدها في ظل الأساليب الحالية عادةً من الوقود الأحفوري مثل الفحم أو الغاز الطبيعي. في إحدى العمليات الشائعة ، يتم تسخين الماء إلى درجات حرارة عالية للغاية – تصل إلى 2000 درجة مئوية ، أو 3632 درجة فهرنهايت – بحيث يمكن فصل ذرات الهيدروجين ودمجها مع النيتروجين. (راجع كتبك المدرسية العلمية في المدرسة الثانوية لمعرفة الصيغة الكيميائية للأمونيا!)

يتطلب تسخين هذه المياه الكثير من الطاقة ، ومن المرجح أن يتم توفير إمدادات الأمونيا التي ستتدفق في البداية إلى اليابان باستخدام ما يسمى بالكهرباء الرمادية أو البنية. لذا ، في حين أن حرق الأمونيا في محطة للطاقة يقلل من انبعاثات الكربون في مكان ما ، فإن جعل الأمونيا قد تولد المزيد من انبعاثات الكربون في مكان آخر.

ونتيجة لذلك ، فإن طريقة الأمونيا لديها “إمكانات تخفيف ضئيلة للغاية” ، كما قال ماسايوشي إيودا ، رئيس فريق اليابان لـ 350.org ، وهي مجموعة ناشطة في مجال المناخ.

يقول الموردون إنهم سيستخدمون في النهاية الطاقة المتجددة لصنع الأمونيا أو التقاط الكربون المنبعث أثناء عملية الإنتاج ودفنه في الأرض. يقول المحللون إنه بالنظر إلى تكاليف مثل هذه الأساليب ، فإن مزج الأمونيا والفحم سيكون أكثر تكلفة من مجرد استخدام الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح مباشرة.

في نهاية المطاف ، يقول النقاد ، تعطي اليابان الأولوية لتكنولوجيا الأمونيا لحماية المصالح الصناعية الراسخة ضد موردي الطاقة المتجددة الجدد. قال كيميكو هيراتا ، مؤسس شركة Climate Integrate ، وهي مجموعة بحث ودعوة: “إنهم يدركون تمامًا أنهم خاسرون في هذا التحول”. “لذا فهي كبيرة حقًا في حماية الوضع الراهن والمصالح الخاصة لأطول فترة ممكنة.”