في الشهر الماضي، كشف تقرير بعنوان ‘رؤى متعمقة: المسار الترويجي لوقود الطيران المستدام (SAF) في السوق الصينية’، الذي أصدرته شركة Roland Berger، أن وقود الطيران المستدام (SAF) له أهمية كبيرة في الحد من الانبعاثات في قطاع الطيران ويؤثر على رحلة صناعة الطيران العالمية نحو الحياد الكربوني. يُعرف قطاع الطيران على نطاق واسع بأنه قطاع ‘صعب الحد من الانبعاثات’، ولكن التقرير يُظهر أن وقود الطيران المستدام (SAF) هو أداة تجارية قادرة على الحد من كثافة انبعاثات السفر الجوي على المدى القريب.
هناك العديد من الطرق لتحقيق أهداف إزالة الكربون في صناعة الطيران، بما في ذلك تحسين كفاءة الوقود، واستخدام وقود الطيران المستدام، وتعويض الكربون، واعتماد أنظمة طاقة جديدة مثل البطاريات والدفع الهجين، واستخدام الهيدروجين، من بين طرق أخرى. من بين هذه الطرق، من المتوقع أن يكون استخدام وقود الطيران المستدام هو الطريقة الأساسية لإزالة الكربون خلال الثلاثين عاماً القادمة والطريقة الأكثر مباشرةً للتطبيق المباشر على الطائرات الحالية. وفقاً لشركة Asia Jet Consulting، من المتوقع أن يتجاوز حجم السوق العالمي لوقود الطائرات المستدام 18 مليون طن بحلول عام 2030، بقيمة عدة مليارات من الدولارات.
وقود الطيران المستدام (SAF) هو بديل مباشر للوقود السائل الذي يمكن أن يقلل من انبعاثات الكربون بنسبة تصل إلى 851 تيرابايت 3 تيرابايت مقارنة بوقود الطيران التقليدي، وذلك حسب اختيار المواد الخام وعمليات الإنتاج. ويتميز وقود الوقود السائل للطائرات بخصائص الاستدامة، بما في ذلك المواد الخام التي لا تتنافس مع المحاصيل الغذائية أو إمدادات المياه، ولا تتسبب في إزالة الغابات أو تدهور التربة، وتسمح بإعادة تدوير الكربون المخزون في المواد الأولية للكتلة الحيوية. وفي الوقت الحالي، يتم إنتاج وقود الوقود الأحيائي من موارد مثل مخلفات الغابات والنفايات الزراعية وزيوت نفايات الطهي والنفايات الصلبة البلدية.
أربع عمليات تكنولوجية من المرجح جداً أن تجذب اهتمام الصناعة وتوسيع نطاقها
واعتبارًا من أبريل 2023، وافقت الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد على تسع عمليات تكنولوجية بما في ذلك HEFA وATJ وFT. لا تزال عملية PtL، التي تنطوي على إمكانات هائلة لخفض الانبعاثات وتستخدم مواد خام ذات إمدادات غير محدودة طويلة الأجل، في انتظار الموافقة عليها.
تشمل مسارات إنتاج فلوريد الصوديوم السائل القائم على أساس حيوي الموضحة في الشكل أعلاه إنتاج فلوريد الصوديوم السائل من خلال هدرجة النفط، وإنتاج فلوريد الصوديوم السائل من خلال الإيثانول الحيوي/الإيثانول الحيوي، وإنتاج فلوريد الصوديوم السائل من خلال تخليق فيشر-تروبش للغاز الحيوي، وإنتاج فلوريد الصوديوم السائل من خلال التقاط الهواء المباشر مع تخليق الهيدروجين بالتحليل الكهربائي، وهي مسارات تكنولوجية مجدية على مستوى العالم.
ومن بين المسارات التكنولوجية الأربعة، يعتبر مسار الهيدروجين الهيدروجيني هو المسار الناضج الوحيد حاليًا في التشغيل التجاري، والذي يتضمن إنتاج زيت الوقود الهيدروجيني من خلال هدرجة الزيوت الحيوانية والنباتية. وتتم التفاعلات الكيميائية الرئيسية على النحو التالي:
تفاعلات الطور السائل
نزع الكربوكسيل: R-COOOH → R-H + CO2(g)
نزع الكربونيل: R-COOOH → R’-H + CO(g) + H2O(g)
R-COOH + H2(g) → R’-H + CO(g) + H2O(g)
الهدرجة: R’-COOH + 3H2(g) → R-CH3 + 2H2O(g)
حيث R مجموعة ألكيل غير مشبعة مستقيمة السلسلة، وR’ مجموعة ألكيل مشبعة مستقيمة السلسلة.
تفاعلات الطور الغازي
الميثان: CO2 + H2 → CH4 + 2H2O
ثاني أكسيد الكربون +3H2 ch4 + H20
انزياح الماء والغاز: Co + H2o → H2 + Co2
ومع ذلك، ونظراً لتشتت مصادر المواد الخام (مثل نفايات زيت الطهي) في عملية تحويل الفحم الحيوي إلى وقود للطيران، وارتفاع تكلفة جمع ومعالجة نفايات زيت الطهي وانعدام الجدوى الاقتصادية في زيادة التوسع في الإنتاج، فإن نمو القدرة ضعيف نسبياً. وقد كشفت سينوبك عن تفاصيل عملية تحويل الفحم الحيوي إلى وقود للطيران، التي طورتها وصممتها بشكل مستقل، مع موجز موجز للعملية على النحو التالي:
ويمكن توسيع نطاق هذه العملية لاستخراج الفحم الحيوي من نفايات زيت الطهي وزيوت نفايات المطبخ الأخرى. وقد طُبق إنتاج الفحم الحيوي لأول مرة في شركة تشنهاي للتكرير والكيماويات التابعة لشركة تشنهاي للتكرير والكيماويات الصينية، بطاقة معالجة سنوية مصممة تبلغ 100,000 طن. فمن ناحية، تنطوي طريقة HEFA على مجموعة واسعة من المواد الخام (معظمها من نفايات زيت الطهي والدهون الحيوانية والنباتية)، ولكنها تحتوي على الكبريت والكلور والعناصر المعدنية وكمية كبيرة من شوائب الأحماض الدهنية، والتي يجب إزالتها جميعًا واحدة تلو الأخرى. ومن ناحية أخرى، يؤثر المحتوى العالي من الأكسجين في نفايات زيت الطهي تأثيرًا مباشرًا على نشاط واستقرار المحفز في وحدة التكرير.
ومن قبيل المصادفة أن عملية ATJ لها تكاليف شراء منخفضة، ولكن الإيثانول نفسه يحتوي على نسبة عالية من الأكسجين، مما يتطلب إزالة جزيئات الأكسجين أثناء عملية التكرير. ستعالج سلسلة من تقنيات الفصل من DODGEN بفعالية تحديات التنقية لكل من عمليتي HEFA وATJ، مما يساعد على تعزيز قدرة SAF وتسريع عملية تسويق SAF.
وفقًا لتحليل YunDao Capital: إن FT وATJ، نظرًا لمجموعتها الواسعة من مصادر المواد الخام (النفايات الزراعية والغابات، والنفايات الصلبة البلدية، والنفايات الصناعية، وما إلى ذلك) واستهلاكها المنخفض للطاقة، هي المفضلة الجديدة لمنتجي SAF على المدى القريب، ومن المتوقع أن تنتقل تدريجيًا من الخطوط التجريبية إلى العمليات التجارية.
إن مسار PtL مقيد بتكنولوجيا احتجاز الكربون باهظة الثمن وإنتاج الهيدروجين الإلكتروليتي، ولا يزال التسويق التجاري بعيد المنال. ومع ذلك، بالمقارنة مع وقود الطيران التقليدي، فإنه يتمتع بأعلى كفاءة في خفض الانبعاثات وإمكانات هائلة. وإذا تم تعزيز السياسات في وقت لاحق، فسيصبح هذا المسار أهم مسار تكنولوجي على المدى المتوسط إلى الطويل.
وباختصار، لا يزال إنتاج وقود الطائرات المستدام محدودًا، ولا يمكن ضمان أن يكون المستخدمون النهائيون قادرين دائمًا على الحصول على وقود الطائرات المستدام من خلال شبكة سلسلة التوريد الحالية.
إمكانات إنتاج وقود الطيران المستدام (SAF) في الصين وعملية التطوير
تمتلك الصين إمدادات وفيرة من المواد الخام لوقود الطيران المستدام (SAF)، ولكن هناك حاجة إلى حلول مبتكرة لإنشاء عمليات تكنولوجية وتوسيع الطاقة الإنتاجية.
في عام 2022، تضاعف الإنتاج العالمي من زيت الوقود الأحفوري الآمن إلى ما يقرب من 300 مليون لتر (240,000 طن)، مع الإعلان عن مشاريع منتجي زيت الوقود الآمن المحتملين في تزايد سريع. وتتمركز شركات محلية ودولية عملاقة رائدة في الصناعة المحلية والعالمية مثل هانيويل، وإكسون موبيل، وشل، وشوانغشين وانفينغ، وسينوبك، وتوتال إنيرجيز، وبريتش بتروليوم، ونيست، وكي بي آر، وشيفرون، وتوبسو، وورلد إنيرجي في مواقع استراتيجية على طول سلسلة التوريد العالمية لصمامات النفط والغاز.
في 14 نوفمبر 2023، وقّعت شركة الصين للاستثمار في الطاقة (CEIC) وشركة إيرباص مذكرة تفاهم للتعاون في سلسلة صناعة وقود الطائرات المستدام (SAF) وإمدادات الطاقة المتجددة، من بين مجالات أخرى، للمساهمة بشكل مشترك في التنمية المستدامة لصناعة الطيران. ووفقًا لمذكرة التفاهم، سيتعاون الطرفان في مجال التقنيات الجديدة لوقود الطائرات المستدام وإنتاجه وإصدار الشهادات والترويج له عبر السلسلة بأكملها لبناء سلسلة صناعة وقود الطائرات المستدام التي تلبي المعايير الدولية وتعمل بثبات وتتمتع بقدرات التنمية المستدامة.
ووفقًا للبيانات، بعد ما يقرب من عام من التطوير والتخطيط الصناعي، تبلغ سعة مشروع SAF المخطط لها/ قيد الإنشاء حاليًا في الصين حوالي 3.13 مليون طن سنويًا.
الخلاصة:
تمتلك الصين مواد خام وفيرة متاحة لوقود الطائرات المستدام (SAF)، مما يوفر إمكانات هائلة للتنمية المستدامة في مجال وقود الطائرات المستدام. ومع النمو المستمر في الطلب على وقود الوقود المستدام للطيران، تتسارع عملية التسويق التجاري، مما يدفع التطوير المستمر للتقنيات المختلفة على طول سلسلة الصناعة. وترغب شركة DODGEN في العمل مع شركاء التكنولوجيا ذوي الصلة لتعزيز تطوير صناعة وقود الطائرات من نوع SAF.
