گازوئیل هسته ای می تواند بازار انرژی را تغییر دهد

در ماه فوریه، پیشنهاد اتحادیه اروپا مبنی بر ممنوعیت کامل خودروهایی که با سوخت فسیلی کار می کنند تا سال 2035 با مخالفت شدید به رهبری بزرگترین اقتصاد اتحادیه، آلمان، و همچنین لهستان و ایتالیا مواجه شد.

اگرچه آلمان خود یک بازیگر قوی انرژی پاک است، اما همچنین ابرقدرت ICE اروپا است، و بیم آن می‌رود که چنین حرکت چشمگیری بتواند ناقوس مرگ صنعت محوری آن باشد.

اتحادیه اروپا همچنان موفق به تصویب این پیشنهاد شد، اما با یک امتیاز کلیدی: فروش خودروهای احتراق داخلی پس از ممنوعیت سال 2035 تنها در صورتی مجاز خواهد بود که با سوخت الکترونیکی کار کنند.

طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی، سوخت های مصنوعی در کربن زدایی حمل و نقل و صنعت تا سال 2050 حیاتی هستند، به ویژه در بخش هایی که به سختی برق رسانی می شوند مانند هوانوردی.

نباید با سوخت های زیستی یا سوخت های تولید شده از محصولاتی مانند نیشکر، ذرت، جلبک ها، سویا، سوخت های الکترونیکی یا سوخت های مصنوعی اشتباه گرفته شود، سوخت های مایعی هستند که از گاز طبیعی، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، و شیل های نفتی تولید می شوند و شامل دیزل مصنوعی، مصنوعی هستند.

نفت سفید و متانول الکترونیکی. سوخت های مصنوعی کربن خنثی به دو روش تولید می شوند.

روش اول از دی اکسید کربن یا مونوکسید کربن جذب شده از جو یا یک فرآیند صنعتی مانند فولادسازی استفاده می کند و آن را با هیدروژن به دست آمده از آب از طریق الکترولیز ترکیب می کند تا در فرآیندی به نام فیشر-تروپش، سوخت تولید کند.

دسته دوم شامل سوخت های زیستی مصنوعی است که از زیست توده ایجاد می شود که قبل از کاتالیز شدن با هیدروژن با استفاده از روش های شیمیایی یا از طریق فرآیندهای حرارتی به گاز تبدیل می شوند.

بزرگ‌ترین مزیت سوخت‌های مصنوعی این است که برخلاف سوخت‌های فسیلی، C02 که هنگام سوختن در یک موتور به اتمسفر آزاد می‌شوند، تقریباً برابر با مقداری است که برای تولید سوخت از اتمسفر خارج می‌شود و در نتیجه به طور کلی از CO2 خنثی می‌شوند.

برای شیرین کردن این معامله، وسایل نقلیه ICE برای کار با سوخت الکترونیکی نیازی به هیچ گونه تغییری ندارند، که می تواند از طریق شبکه های تدارکات سوخت فسیلی موجود نیز حمل شود، علاوه بر این سوخت‌های مصنوعی را می‌توان با سوخت‌های فسیلی ترکیب کرد یا به طور کامل جایگزین آن‌ها در کشتی‌ها، هواپیماها یا فناوری‌های صنعتی موجود شد.

شرکت مهندسی و فناوری چندملیتی آلمان BOSCH یکی از حامیان قوی سوخت های مصنوعی است و به گفته این شرکت، حدود نیمی از خودروهای بنزینی یا دیزلی که در حال حاضر فروخته می شوند، تا سال 2030 همچنان در جاده ها خواهند بود.

با استفاده از سوخت های مصنوعی (که BOSCH می گوید کاملاً با سوخت های فسیلی فعلی سازگار است) این خودروهای قدیمی می توانند نقش مهمی را ایفا کنند. در کاهش انتشار CO2

جای تعجب نیست که شرکت های بزرگ نفتی مانند ExxonMobil Corp ایالات متحده و Eni S.p.A ایتالیا و همچنین خودروسازان جهانی مانند پورشه و آئودی برخی از بزرگترین حامیان سوخت الکترونیکی (Exxon) هستند. (و انی از حامیان اتحادیه eFuel اروپا هستند)

در حال حاضر، سوخت های الکترونیکی به دلیل یک مشکل عمده تولید نمی شوند: هزینه های بالا. تولید سوخت های مصنوعی بسیار انرژی بر است، به طوری که یک مطالعه اخیر توسط شورای بین المللی حمل و نقل پاک نشان می دهد که سوخت الکترونیکی می تواند تا 2.80 یورو در هر لیتر (11.52 دلار در هر گالن) یا 3 برابر هزینه فعلی دیزل هزینه داشته باشد.

علاوه بر این، در ایالات متحده، استفاده از سوخت های الکترونیکی در خودروهای ICE به حدود 5 برابر بیشتر برق تجدیدپذیر نسبت به استفاده از یک EV نیاز دارد که ارزش پیشنهادی آن را به عنوان سوخت انرژی پاک کاهش می دهد.

اولین کارخانه تجاری سوخت الکترونیکی جهان، با حمایت پورشه و با هدف تولید 550 میلیون لیتر در سال، در سال 2021 در شیلی افتتاح شد، دیگر کارخانه های برنامه ریزی شده شامل نورسک الکترونیکی نروژ است که تولید آن در سال 2024 آغاز می شود و تمرکز اصلی بر روی آن است. (سوخت هواپیما)

خوشبختانه، نفت بزرگ ممکن است شوالیه سفید خود را در یک فناوری بحث برانگیز دیگر پیدا کند: انرژی هسته ای.

دیزل هسته ای

استفاده از انرژی هسته ای برای تولید مواد شیمیایی و سوخت های مایع ایده ای است که مدت هاست مطرح شده است و در واقع، انرژی هسته ای به شدت به سمت فرآیندهایی که به دمای بالا با قیمت های مقرون به صرفه نیاز دارند، مانند تولید سوخت مصنوعی و تبدیل به گاز زغال سنگ، گرایش دارد.

دماهای بالا راندمان تولید انرژی راکتورهای خنک‌کننده گازی با دمای بالا (حدود 50%) را افزایش می‌دهد و امکان استفاده از HTGR را برای عملیات فرآیند باز می‌کند.

متأسفانه، به لطف واقعیت خشن پروژه های انرژی هسته ای، استقرار انرژی هسته ای در یک کلیپ به اندازه کافی سریع برای دستیابی به اهداف آب و هوایی ما بسیار سخت است و در نظر بگیرید که نه تنها به طور متوسط هشت سال طول می کشد تا یک نیروگاه هسته ای ساخته شود، بلکه میانگین زمان بین تصمیم گیری و راه اندازی نیز معمولاً بین 10 تا 19 سال است.

علاوه بر این، موانع تجاری بزرگ، در درجه اول هزینه سرمایه اولیه و هزینه های هنگفت (نیروگاه های هسته ای بیشترین فراوانی گرانی را در بین تمام پروژه های برق در مقیاس شهری دارند)، این کار را به یک تلاش طاقت فرساتر تبدیل می کند.

راکتورهای هسته‌ای مدولار کوچک (SMR) را وارد کنید

SMR ها راکتورهای هسته ای پیشرفته ای هستند که ظرفیت توان آنها بین 50 تا 300 مگاوات در واحد است، در مقایسه با 700+ مگاوات (e) در هر واحد برای راکتورهای انرژی هسته ای سنتی، بزرگترین ویژگی های آنها عبارتند از:

• ماژولار - این امکان را فراهم می کند که سیستم ها و اجزای SMR در کارخانه مونتاژ شده و به عنوان یک واحد به مکانی برای نصب منتقل شوند.

• کوچک - SMR ها از نظر فیزیکی کسری از اندازه یک راکتور انرژی هسته ای معمولی هستند.

با توجه به ردپای کوچکتر آنها، SMR ها را می توان در مکان هایی قرار داد که برای نیروگاه های هسته ای بزرگتر مناسب نیستند، مانند نیروگاه های زغال سنگ بازنشسته و واحدهای پیش ساخته SMR را می توان تولید، حمل و سپس در محل نصب کرد که ساخت آنها را نسبت به راکتورهای بزرگ قدرت مقرون به صرفه تر می کند.

علاوه بر این، SMR ها صرفه جویی قابل توجهی در هزینه و زمان ساخت ارائه می کنند و همچنین می توانند به صورت تدریجی برای مطابقت با افزایش تقاضای برق به کار گرفته شوند.

مزیت کلیدی دیگر: SMR ها نیاز به سوخت را کاهش داده اند و می توان آنها را هر 3 تا 7 سال یک بار در مقایسه با 1 تا 2 سال برای نیروگاه های هسته ای معمولی سوخت گیری کرد و در واقع، برخی از SMR ها برای کارکردن تا 30 سال بدون سوخت گیری طراحی شده اند.

تعداد زیادی از دولت ها، از جمله دولت ایالات متحده، با جذاب تر کردن SMR ها برای وام دهندگان و شرکت های خدماتی، انگیزه های SMR را آغاز کرده اند. در سال 2020، وزارت بازرگانی ایالات متحده یک گروه کاری راکتور ماژولار کوچک راه اندازی کرد که به دنبال تسریع استقرار SMR در بازارهای اروپایی در تلاش برای موقعیت شرکت های آمریکایی برای موفقیت در آن بازارها است.

در همین حال، غنا و کنیا نیز به دنبال توسعه SMR برای گسترش ظرفیت تولید برق خود هستند.

خوشبختانه برای شرکت های بزرگ نفت و طرفداران سوخت های مصنوعی، SMR ها ممکن است همان چیزی باشد که در نهایت سوخت های الکترونیکی را با سوخت های فسیلی رقابتی کنند.

دکتر رابرت هارگریوز، یکی از بنیانگذاران ThorCon International، یک شرکت مهندسی هسته‌ای، توسعه «دیزل هسته‌ای» را پیشنهاد داده است و آن را تغییر دهنده بازی در انتقال انرژی پاک می‌داند. (به گفته کارشناس هسته ای)

هزینه های پیشرفته انرژی منبع هسته ای می تواند 3.5 سنت در کیلووات ساعت برای برق یا 2 سنت در کیلووات ساعت برای گرمای با دمای بالا باشد، این هزینه ورودی انرژی خام برای تولید گازوئیل هسته ای کمتر از 1 دلار در هر گالن است.

حتی پس از اضافه کردن هزینه‌های سرمایه و هزینه‌های عملیاتی پالایشگاه‌های جدید، من انتظار دارم که پالایشگاه‌های جدید بتوانند گازوئیل هسته‌ای را با قیمت‌های عمده فروشی فعلی نزدیک به 3 دلار در هر گالن تولید کنند.

اگرچه این پایان نامه هنوز در صنعت نفت و گاز آزمایش نشده است، اما در حال حاضر سابقه واضحی در صنایع شیمیایی دارد: سال گذشته، شرکت علم مواد Dow Inc با کارشناس کوچک فناوری هسته ای مدولار، X- شریک شد.

انرژی، برای استقرار فناوری راکتور گازی با دمای بالا Xe-100 در یکی از سایت‌های Dow's U.S Gulf Coast، نیروگاه راکتور Xe-100 گرما و انرژی فرآیندی بدون کربن و مقرون به صرفه را برای تاسیسات داو فراهم می کند.

جیم فیترلینگ، رئیس و مدیر اجرایی داو، گفت: «فناوری هسته‌ای کوچک ماژولار پیشرفته، ابزاری حیاتی برای مسیر داو به سمت انتشار کربن صفر و توانایی ما برای ایجاد رشد با ارائه محصولات کم کربن به مشتریان خواهد بود.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است... سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد، ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.