محطة الطاقة الشمسية والتحليل الكهربائي في بوسن: مشروع هيدروجين مبتكر في فرانكفورت/أودر - صورة إبداعية: Xpert.Digital
التحول في مجال الطاقة في بوسن: الجمع بين الطاقة الشمسية وإنتاج الهيدروجين
الهيدروجين الأخضر من الطاقة الشمسية: فرانكفورت (أودر) تضع المعايير
تخطط مدينة فرانكفورت (أودر) لتطوير مشروع طاقة متكامل في منطقة بوسن، يجمع بين محطة للطاقة الشمسية ومحطة للتحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين. ينضم هذا المشروع إلى العدد المتزايد من مشاريع الهيدروجين في شرق ألمانيا، ويمثل عنصرًا أساسيًا في التحول الإقليمي في مجال الطاقة. ويَعِد المشروع ليس فقط بتوليد الطاقة المتجددة محليًا، بل أيضًا بتحويلها إلى هيدروجين أخضر قابل للتخزين، والذي يمكن استخدامه كمصدر طاقة متعدد الاستخدامات.
مناسب ل:
إنتاج الهيدروجين بالتحليل الكهربائي: الأساسيات والتكنولوجيا
يُنتَج الهيدروجين الأخضر من خلال عملية تُسمى التحليل الكهربائي، حيث يُفَصَّل الماء إلى مُكَوِّنيه، الهيدروجين والأكسجين، باستخدام تيار كهربائي. تجري هذه العملية في خلية كهروكيميائية، حيث تُحَوِّل الشحنة الكهربائية الماء إلى هيدروجين وأكسجين. والأهم من ذلك، لكي يُصنَّف الهيدروجين "أخضر"، يجب إنتاجه باستخدام الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.
تُمكّن تقنية التحليل الكهربائي من تخزين فائض الطاقة المتجددة، وبالتالي مواجهة تذبذب إمدادات الكهرباء من محطات طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية على مدار اليوم وعلى مدار السنة. يُمكن تخزين الهيدروجين المُنتَج في خزانات عالية الضغط، ثم استخدامه لاحقًا في تطبيقات مُختلفة، مثل وقود للمركبات الثقيلة أو للعمليات الصناعية.
مقارنة بين طرق التحليل الكهربائي المختلفة
تتوفر تقنيات عديدة للتحليل الكهربائي. فبينما توفر تقنية غشاء تبادل البروتون (PEM) كثافات تيار عالية، إلا أنها تتطلب معادن ثمينة باهظة الثمن، وتحقق كفاءة متوسطة فقط. ومن الحلول البديلة استخدام أغشية للإلكتروليتات القلوية مع أقطاب نيكل أقل تكلفة، مما يُقلل من تكاليف الإنتاج.
مشروع الهيدروجين المخطط له في بوسن
يهدف المشروع المخطط له في بوسن إلى إنشاء محطة طاقة شمسية لتوفير الطاقة المتجددة لمحطة التحليل الكهربائي. ستقوم محطة التحليل الكهربائي بفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين، ثم ضغط الهيدروجين وتخزينه.
يُعدّ التكامل مع البنى التحتية الإقليمية للهيدروجين عنصرًا أساسيًا في المشروع. وقد ذُكرت مدينة بوشن في سياق تطوير شبكات الهيدروجين الإقليمية، مما يُشير إلى مشاركتها في مشاريع البنية التحتية الشاملة. ويُمكن أن يُسهم قربها من منطقة فرانكفورت/راين-ماين الحضرية، التي يُخطط لإنشاء شبكة توزيع هيدروجين إقليمية مخصصة لها تُسمى "راين-ماين كونيكت"، في هذا الأمر.
اعتمدت مدينة فرانكفورت (أودر) بالفعل استراتيجية عمل للطاقة الشمسية الكهروضوئية تُرسي إطارًا لتطوير محطات الطاقة الشمسية. ومن المرجح أن تُطبّق هذه الاستراتيجية أيضًا على مشروع بوسن، حيث تُحدد معايير اختيار الموقع وتنفيذه.
التكامل الإقليمي: مشاريع الهيدروجين في ألمانيا الشرقية
يُعد مشروع بوسن جزءًا من مبادرة أوسع نطاقًا تهدف إلى إرساء اقتصاد الهيدروجين في شرق ألمانيا. ومن أهم عناصرها "ممر التحليل الكهربائي في شرق ألمانيا"، الذي يجري تطويره في إطار مشروع IPCEI التعاوني "صناعة الهيدروجين". يربط هذا المشروع بين المشاريع الفردية المبتكرة في شرق ألمانيا، ويشكل ركيزة أساسية لتنفيذ استراتيجيات الهيدروجين الألمانية والأوروبية.
يجري بناء محطتين للتحليل الكهربائي بقدرة إجمالية تبلغ 185 ميغاواط في براندنبورغ وميكلنبورغ فوربومرن، ومن المتوقع أن تنتجا 17 ألف طن من الهيدروجين سنويًا بدءًا من عام 2028. وتتوزع القدرة الإجمالية المركبة لهذين المحطتين على موقعين، وتشكلان ممرًا بين الولايات.
مشاريع الهيدروجين الأخرى في المنطقة
في أوسترويدينجن بالقرب من ماغديبورغ، تقوم شركة Enertrag ببناء مصنع للتحليل الكهربائي بقدرة 10 ميغاواط، ومن المقرر أن يبدأ تشغيله في نهاية عام 2025. وستبلغ الطاقة الإنتاجية السنوية للمصنع 900 طن من الهيدروجين الأخضر، مع الحصول على الكهرباء حصريًا من مزارع الرياح البرية التابعة للشركة.
تخطط شركة EnBW، بالتعاون مع VNG وONTRAS، لإنشاء سلسلة قيمة متكاملة للهيدروجين الأخضر في منطقة لوساتيا. ويشمل ذلك بناء مزارع طاقة رياح وطاقة شمسية تُنتج كهرباء خضراء في المنطقة وتُغذي الشبكة العامة. وسيقوم مُحلل كهربائي مُنشأ إقليميًا بسحب الكهرباء الخضراء المُولّدة من الشبكة، وإنتاج الهيدروجين من خلال التحليل الكهربائي.
تحديات وإمكانات إنتاج الهيدروجين محليًا
يواجه تنفيذ مشاريع الهيدروجين، مثل مشروع بوسن، تحدياتٍ متعددة. تشمل هذه التحديات جوانب تقنية مثل كفاءة التحليل الكهربائي وتخزين الهيدروجين، بالإضافة إلى عوامل اقتصادية مثل تكاليف الإنتاج والقدرة التنافسية.
مناسب ل:
القبول واستخدام الأراضي
من الجوانب المهمة القبول المحلي لمثل هذه المشاريع. ففي براندنبورغ، تُواجه بعض المقاومة لتوسيع محطات الطاقة الشمسية، كما يتضح من مثال سيدور فليس. ويخشى السكان من عواقب سلبية، مثل انخفاض قيمة العقارات أو ضعف البصر. في الوقت نفسه، تأمل البلديات في زيادة عائدات الضرائب من هذه المشاريع.
يُعدّ استخدام الأراضي نقطةً حاسمةً أخرى. تتطلب محطات الطاقة الشمسية مساحاتٍ شاسعةً لم تعد متاحةً لاستخداماتٍ أخرى كالإنتاج الزراعي. ويمكن لمواقع بديلة، مثل مكبات النفايات السابقة أو دمج أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في المنشآت القائمة، أن تُقلّل من التضارب.
إمكانات الابتكار: من المختبر إلى الممارسة
يتقدم البحث في محطات التحليل الكهربائي الأصغر حجمًا والأكثر كفاءة. على سبيل المثال، يعمل باحثون في جامعة فرانكفورت للعلوم التطبيقية على تطوير "جهاز ذكي لإعادة تعبئة الهيدروجين" مصمم لتبسيط إنتاج الهيدروجين الأخضر، بحيث يمكن استخدامه في المنازل الخاصة أو الشركات الصغيرة. كما يمكن لهذه الابتكارات أن تُحسّن كفاءة المحطات الأكبر حجمًا، مثل المحطة المخطط لها في بوسن مستقبلًا.
في المرحلة الثانية من هذا المشروع البحثي، سيتم بناء محطة ضغط مبتكرة للهيدروجين الأخضر كنموذج أولي في المختبر، بناءً على النتائج المحققة حتى الآن، وبالتعاون مع شركاء صناعيين. ويمكن الاستفادة من نتائج هذه المشاريع أيضًا في محطات أكبر، مثل المحطة المخطط لها في بوسن.
Booßen كجزء من استراتيجية الهيدروجين
يندرج مشروع محطة الطاقة الشمسية المخطط لها، والذي يتضمن محطة تحليل كهربائي في بوسن (فرانكفورت/أودر)، ضمن الاستراتيجية الأوسع لتطوير اقتصاد الهيدروجين في شرق ألمانيا. فهو يجمع بين توليد الطاقة المتجددة محليًا وإنتاج الهيدروجين الأخضر، الذي يمكن استخدامه كمصدر طاقة متعدد الاستخدامات في تطبيقات متنوعة.
يُمكّن التكامل مع شبكات الهيدروجين الإقليمية وفوق الإقليمية من نقل الهيدروجين المُنتَج إلى المستهلكين في قطاعات الصناعة والنقل والمرافق البلدية. وبالتالي، يُسهم المشروع في تحقيق أهداف حماية المناخ ودعم التغيير الهيكلي في المنطقة.
ومع ذلك، يتطلب التنفيذ الناجح مراعاة المصالح المحلية والتواصل الشفاف مع السكان. وبهذه الطريقة فقط، يُمكن تحقيق القبول اللازم لتوسيع نطاق الطاقات المتجددة وإنتاج الهيدروجين المرتبط بها. وفي الوقت نفسه، يُتيح المشروع فرصًا لخلق قيمة محلية، ويمكن أن يُسهم في تعزيز الاقتصاد الإقليمي.
مناسب ل:
شريكك لتطوير الأعمال في مجال الكهروضوئية والبناء
من السقف الصناعي الكهروضوئي إلى الحدائق الشمسية إلى أماكن لوقوف السيارات الشمسية الأكبر
☑️ لغة العمل لدينا هي الإنجليزية أو الألمانية
☑️ جديد: المراسلات بلغتك الوطنية!
Konrad Wolfenstein
سأكون سعيدًا بخدمتك وفريقي كمستشار شخصي.
يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) . عنوان بريدي الإلكتروني هو: ولفنشتاين ∂ xpert.digital
إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.
