تقنية بطاريات جديدة قد تحل تحديين كبيرين في عملية التقليل من انبعاث الكربون بحجر واحد

• اكتشفت شركة للطاقة النظيفة عن طريق الخطأ تقنية تستخدم بطاريات الحديد والهواء يمكنها تخفيض انبعاثات الكربون في صناعة الحديد.
• تعمل بطارية Form Energy على تنقية خام الحديد لصناعة الفولاذ بعملية منخفضة الانبعاثات، مما قد يحل محل الفحم الكوكينغ العالي الانبعاث الضار.
• يمكن أن تقلل هذه الابتكارات بشكل كبير من الانبعاثات في عدة صناعات تعتمد على الفولاذ.

في حين أن عملية الانتقال إلى الطاقة النظيفة على مستوى عالمي قيد التقدم بشكل جيد، إلا أن هناك بعض العقبات التقنية الغير محلولة تقف بين صناعة الطاقة الحالية وقدرتنا على تحقيق أهداف المناخ العالمية بحلول منتصف القرن. يتم التعامل بالفعل بشكل كبير حول العالم مع معظم الأشياء الأكثر وضوحًا وسهولة التي تتطلبها عملية التحول إلى طاقة خالية من الكربون - مثل تعزيز اعتماد مركبات الكهرباء، وتثبيت مزارع الطاقة الشمسية والرياح، وجعل منازلنا وأجهزتنا أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. ومع ذلك، تعتمد منصات رئيسية أخرى في طريق إلى الصفر الصافي على تقنيات لم تثبت فعاليتها بعد.

من بين هذه المشكلات الصعبة، مسألة العثور على حلاً لتخزين الطاقة على المدى الطويل بشكل قابل للتوسع للسماح بالاعتماد على خليط طاقة متجددة بنسبة ١٠٠٪ دون التأثير على أمن الطاقة، وتحقيق التحول الكربوني لالقطاعات الصعبة التي يصعب الحد من انبعاثاتها مثل النقل الثقيل على الطرق، والشحن، والطيران، وصناعة الحديد والصلب، والصناعات الكيماوية والبتروكيماوية. فإيجاد السر لحل هذه المشكلات الصعبة يحمل الإمكانية لقلب صناعة الطاقة النظيفة كما نعرفها ووضعنا على المسار الصحيح نحو التعادل الكربوني، بالإضافة إلى خلق قطاعات اقتصادية جديدة بإمكانيات ضخمة للنمو السريع.

وها هو الجزء المذهل يأتي. خلال محاولة حل لغز تخزين الطاقة على المدى الطويل، اكتشفت شركة البطاريات الخضراء حلاً بالصدفة لأحد المشاكل الأخرى الرئيسية التي تواجه حركة التحول الكربوني - تنظيف صناعة الحديد والصلب. في تطور مذهل، تستخدم Form Energy التكنولوجيا الابتكارية للبطارية لحل مشكلتين متباينتين تمامًا تعاني منهما صناعة الطاقة العالمية.

تستخدم هذه الشركة الموردة للطاقة الخضراء التابعة لولاية ماساتشوستس بطارية حديد الهواء المبتكرة لتخزين الطاقة النظيفة لفترات أطول مما تستطيع بطاريات الليثيوم الأيونية القياسية. تخزن البطارية الطاقة النظيفة عن طريق تحويل الصدأ إلى حديد نقي، وتعيد تغذيتها إلى الشبكة عن طريق تحويل هذا الحديد مرة أخرى إلى صدأ. ويمكن تطبيق نفس العملية تمامًا لتنظيف جزء أساسي من صناعة الحديد والصلب.

تكون تنقية خام الحديد للاستخدام في صناعة الصلب تقليديًا واحدة من المكونات الأكثر انبعاثات الكربون تكثيفًا في سلسلة توريد الصلب المتسخة للغاية. بشكل عام، تتطلب عملية تنقية أكسيد الحديد وهيدروكسيد الحديد التي يتم استخراجها من الأرض كميات كبيرة من الفحم الكوك المنبعث منه انبعاثات عالية. نتيجة لذلك، تعتبر صناعة الصلب القطاع الصناعي الأكثر انبعاثات عالمية للغاية، مسؤولة وحدها عن ما لا يقل عن ٧٪ من إجمالي انبعاثات الغازات الدفيئة البشرية.

هناك بالفعل بعض الخيارات الموجودة لتنظيف صناعة صناعة الصلب، ولكن لم تكن أي منها حلاً جاهزًا. ولكن يقول الفريق العامل وراء ابتكار بطارية الهواء الحديدية الجديدة إنه يمتلك القدرة على أن يكون هذا النوع من المقلب. تضع التكنولوجيا الجديدة خام الحديد المطحون في محلول قلوي منخفض الحرارة. عند تمرير تيار كهربائي من خلاله، يتم إنتاج حديد معدني مطحون.

يقول فريق Form Energy إن هذه العملية يمكن تشغيلها بشكل مستمر وبكفاءة عالية. في الواقع، يزعمون أن لديها القدرة على المنافسة المالية مع تقنيات الأفران التقليدية التي تعمل بالوقود الأحفوري. بينما لا تزال Form بحاجة إلى إثبات أن هذا مجدي من الناحية التجارية، إلا أن الإمكانات التنافسية لديها ذات أهمية بالغة. "تتطلب الأفران استثمارًا أدنى بالمليارات من الدولارات،" يُذكر تقرير Canary Media. "يمكن أن تكون تقنية Form الكهرلينية أسهل في التنفيذ لأنه يمكن توسيعها بتناسبات أصغر."

"لقد وجدنا عملية أرخص وأكثر قابلية للتوسيع وكفاءة في إنتاج الحديد الأخضر،" صرح ماتيو خاراميلو، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Form Energy، لكاناري ميديا. "نحن نعلم أنه يوجد فرصة لخلق قيمة كبيرة، لذلك سنلاحقها." تم اختيار مبادرة الحديد النظيف لشركة Form Energy كواحدة من ١٣ مشروعًا تم تحديدها لتلقي تمويلًا من وكالة مشاريع البحوث المتقدمة للطاقة التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية (ARPA-E) الشهر الماضي.

مدى الأثر المحتمل لإيجاد تكنولوجيا قابلة للتطوير والتنفيذ لصناعة الصلب النظيفة يصعب تقديره. "بصفتها كبنكٍ من بنود اقتصاد العالم، تمس أثر كربون الصلب تقريبًا كل صناعة، من السيارات والبناء إلى الآلات والنقل والطاقة،" كما صدر عنه منتدى الاقتصاد العالمي. ونتيجة لذلك، سيكون لتحقيق التحول الكربوني للصلب تأثيرات جانبية رئيسية على عدد كبير من القطاعات الاقتصادية. "إذا كانت من الصلب الأخضر المنتج عالميًا حوالي ٢ مليار طن متري سنويًا، فلن يقليص انبعاثات الصلب فقط بل سيقلص بشكل كبير انبعاثات جميع تلك الصناعات التي تعتمد على الصلب." 

تمت كتابة المقال بواسطة هايلي زاريمبا لموقع اويل برايس.

مزيد من المقالات الرائجة من أويل برايس:

• السر الضائج لتمويل المناخ لدى G7
• التكلفة العالية لنقل الصناعة إلى السواحل
• شركة الطاقة النووية المدعومة من قبل سام ألتمان توقع عقدًا كبيرًا مع مركز بيانات