محطة طاقة شمسية وتحليل كهربائي في بوسن: مشروع هيدروجين مبتكر في فرانكفورت/أودر – صورة إبداعية: Xpert.Digital
التحول الطاقي في بوسن: دمج الطاقة الشمسية وإنتاج الهيدروجين
الهيدروجين الأخضر من الطاقة الشمسية: فرانكفورت (أودر) تضع المعايير
تعتزم مدينة فرانكفورت (أودر) تطوير مشروع طاقة متكامل في حي بوسن، يجمع بين محطة للطاقة الشمسية ومحطة للتحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين. وينضم هذا المشروع إلى العدد المتزايد من مشاريع الهيدروجين في شرق ألمانيا، ويمثل عنصراً هاماً في التحول الطاقي الإقليمي. ولا يقتصر المشروع على توليد الطاقة المتجددة محلياً فحسب، بل يشمل أيضاً تحويلها إلى هيدروجين أخضر قابل للتخزين، والذي يمكن استخدامه كناقل طاقة متعدد الاستخدامات.
ذو صلة بهذا الموضوع:
إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي: الأساسيات والتكنولوجيا
يُنتَج الهيدروجين الأخضر من خلال عملية تُسمى التحليل الكهربائي، حيث يُفصل الماء إلى مكوناته، الهيدروجين والأكسجين، باستخدام تيار كهربائي. تتم هذه العملية في خلية كهروكيميائية، حيث تُحفز الشحنة الكهربائية تحويل الماء إلى هيدروجين وأكسجين. ومن الأهمية بمكان، لكي يُصنَّف الهيدروجين على أنه "أخضر"، أن يُنتَج باستخدام الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.
تتيح تقنية التحليل الكهربائي تخزين فائض الطاقة المتجددة، وبالتالي مواجهة التذبذب الكبير في إمدادات الكهرباء من محطات طاقة الرياح والطاقة الشمسية على مدار اليوم والسنة. ويمكن تخزين الهيدروجين الناتج في خزانات عالية الضغط، واستخدامه لاحقًا في تطبيقات متنوعة، مثل وقود المركبات الثقيلة أو في العمليات الصناعية.
مقارنة بين طرق التحليل الكهربائي المختلفة
تتوفر عدة تقنيات للتحليل الكهربائي. فبينما توفر تقنية غشاء تبادل البروتونات (PEM) كثافة تيار عالية، إلا أنها تتطلب معادن ثمينة باهظة الثمن ولا تحقق سوى كفاءة متوسطة. أما البديل فهو استخدام الأغشية مع المحاليل الإلكتروليتية القلوية بالتزامن مع أقطاب النيكل الأقل تكلفة، مما قد يقلل من تكاليف الإنتاج.
مشروع الهيدروجين المخطط له في بوسن
يتضمن المشروع المزمع إنشاؤه في بوسن إنشاء محطة طاقة شمسية لتوفير الطاقة المتجددة لمحطة التحليل الكهربائي. ستقوم محطة التحليل الكهربائي بفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين، ثم يتم ضغط الهيدروجين وتخزينه.
يُعدّ الاندماج في البنى التحتية الإقليمية للهيدروجين عنصرًا أساسيًا في المشروع. وقد ذُكرت مدينة بوسن في سياق تطوير شبكات الهيدروجين الإقليمية، مما يُشير إلى مشاركتها في مشاريع البنية التحتية الشاملة. وقد يُسهم قربها من منطقة فرانكفورت/راين-ماين الحضرية، التي يُخطط لإنشاء شبكة توزيع هيدروجين إقليمية مُخصصة لها تُسمى "Rh2ein-Main Connect"، في ذلك.
اعتمدت مدينة فرانكفورت (أودر) بالفعل استراتيجية عمل للطاقة الشمسية الكهروضوئية، تُحدد إطار عمل لتطوير محطات الطاقة الشمسية. ومن المرجح أن تكون هذه الاستراتيجية ذات صلة أيضاً بالمشروع في بوسن، إذ تُحدد معايير اختيار الموقع وتنفيذه.
التكامل الإقليمي: مشاريع الهيدروجين في شرق ألمانيا
يُعد مشروع بوسن جزءًا من مبادرة أوسع نطاقًا لإرساء اقتصاد الهيدروجين في شرق ألمانيا. ويُمثل "ممر التحليل الكهربائي في شرق ألمانيا" عنصرًا أساسيًا فيه، والذي يجري تطويره في إطار مشروع "العمل على الهيدروجين" التعاوني التابع لمعهد IPCEI. يربط هذا المشروع مشاريع فردية مبتكرة في شرق ألمانيا، ويُشكل لبنة أساسية لتنفيذ استراتيجيات الهيدروجين الألمانية والأوروبية.
يجري بناء محطتين للتحليل الكهربائي بسعة إجمالية تبلغ 185 ميغاواط في براندنبورغ ومكلنبورغ-فوربومرن، ومن المتوقع أن تنتجا 17000 طن من الهيدروجين سنويًا بدءًا من عام 2028. وتتوزع السعة الإجمالية المركبة لهذه المحللات الكهربائية على موقعين وتشكل ممرًا عابرًا للولايات.
مشاريع أخرى للهيدروجين في المنطقة
في أوسترفيدينجن بالقرب من ماغديبورغ، تقوم شركة Enertrag ببناء محطة تحليل كهربائي بقدرة 10 ميغاواط، ومن المقرر أن تبدأ تشغيلها في نهاية عام 2025. وستكون للمحطة طاقة إنتاجية سنوية تبلغ 900 طن من الهيدروجين الأخضر، مع الحصول على الكهرباء حصريًا من مزارع الرياح البرية التابعة للشركة.
تعتزم شركة EnBW، بالتعاون مع VNG وONTRAS، إنشاء سلسلة قيمة متكاملة للهيدروجين الأخضر في منطقة لوساتيا. يشمل ذلك بناء مزارع طاقة رياح وطاقة شمسية لتوليد الكهرباء النظيفة في المنطقة وتغذية الشبكة العامة بها. وسيقوم محلل كهربائي مُنشأ محلياً بسحب الكهرباء النظيفة المولدة من الشبكة وإنتاج الهيدروجين من خلال عملية التحليل الكهربائي.
تحديات وإمكانيات إنتاج الهيدروجين محلياً
يرتبط تنفيذ مشاريع الهيدروجين، مثل المشروع في بوسن، بتحديات عديدة. تشمل هذه التحديات جوانب تقنية مثل كفاءة التحليل الكهربائي وتخزين الهيدروجين، بالإضافة إلى عوامل اقتصادية مثل تكاليف الإنتاج والقدرة التنافسية.
ذو صلة بهذا الموضوع:
القبول واستخدام الأراضي
يُعدّ قبول السكان المحليين لمثل هذه المشاريع جانبًا مهمًا. ففي براندنبورغ، توجد بعض المقاومة لتوسيع محطات الطاقة الشمسية، كما يتضح من مثال مدينة سيدوفر فليس. يخشى السكان من سلبيات مثل انخفاض قيمة العقارات أو تدهور الرؤية. وفي الوقت نفسه، تأمل البلديات في زيادة عائدات الضرائب من هذه المشاريع.
يُعدّ استخدام الأراضي نقطةً حاسمةً أخرى. تتطلب محطات الطاقة الشمسية مساحاتٍ شاسعةً تصبح غير متاحةٍ للاستخدامات الأخرى، كالزراعة. ويمكن لمواقع بديلة، مثل مكبات النفايات السابقة أو دمج أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في المباني القائمة، أن تُقلّل من هذه الإشكاليات.
إمكانات الابتكار: من المختبر إلى التطبيق
تتطور الأبحاث المتعلقة بمحطات التحليل الكهربائي الأصغر حجمًا والأكثر كفاءة. ففي جامعة فرانكفورت للعلوم التطبيقية، على سبيل المثال، يعمل الباحثون على تطوير "جهاز ذكي لإعادة تزويد الهيدروجين بالوقود" مصمم لتبسيط إنتاج الهيدروجين الأخضر إلى درجة تسمح باستخدامه في المنازل أو الشركات الصغيرة. ومن شأن هذه الابتكارات أن تُحسّن كفاءة المحطات الأكبر حجمًا، مثل المحطة المزمع إنشاؤها في بوسن مستقبلًا.
في المرحلة الثانية من هذا المشروع البحثي، سيتم بناء محطة ضغط مبتكرة للهيدروجين الأخضر كنموذج أولي في المختبر، استنادًا إلى النتائج التي تم التوصل إليها حتى الآن، وذلك بالتعاون مع شركاء صناعيين. ويمكن أن تكون نتائج هذه المشاريع ذات صلة أيضًا بالمحطات الأكبر حجمًا، مثل المحطة المزمع إنشاؤها في بوسن.
بوسن كجزء من استراتيجية الهيدروجين
يندرج مشروع محطة الطاقة الشمسية المزمع إنشاؤه في بوسن (فرانكفورت/أودر)، والذي يتضمن محطة للتحليل الكهربائي، ضمن الاستراتيجية الأوسع لتطوير اقتصاد الهيدروجين في شرق ألمانيا. فهو يجمع بين توليد الطاقة المتجددة محلياً وإنتاج الهيدروجين الأخضر، الذي يمكن استخدامه كناقل طاقة متعدد الاستخدامات لتطبيقات متنوعة.
يُتيح دمج الهيدروجين المُنتَج في شبكات الهيدروجين الإقليمية وفوق الإقليمية نقله إلى المستهلكين في قطاعات الصناعة والنقل والمرافق البلدية. وبذلك، يُسهم المشروع في تحقيق أهداف حماية المناخ ويدعم التغيير الهيكلي في المنطقة.
مع ذلك، يتطلب التنفيذ الناجح مراعاة المصالح المحلية والتواصل الشفاف مع السكان. بهذه الطريقة فقط يمكن تحقيق القبول اللازم لتوسيع نطاق استخدام الطاقات المتجددة وإنتاج الهيدروجين المرتبط بها. في الوقت نفسه، يتيح المشروع فرصًا لخلق قيمة مضافة محلية، ويمكن أن يسهم في تعزيز الاقتصاد الإقليمي.
ذو صلة بهذا الموضوع:
شريكك في تطوير الأعمال في مجالات الطاقة الشمسية الكهروضوئية والبناء
من الألواح الكهروضوئية الصناعية على أسطح المباني إلى الحدائق الشمسية ومواقف السيارات الشمسية الأكبر حجماً
☑️ لغة أعمالنا هي الإنجليزية أو الألمانية
☑️ جديد: مراسلات بلغتك الأم!
Konrad Wolfenstein
يسعدني أنا وفريقي أن نكون متاحين لكم بصفتنا مستشاركم الشخصي.
يمكنكم التواصل معي عبر ملء نموذج الاتصال هنا wolfenstein@xpert.digital:أو الاتصال بي مباشرةً على الرقم +49 7348 4088 965. عنوان بريدي الإلكتروني هو
أتطلع إلى مشروعنا المشترك.
