ثورة الطاقة الزرقاء / الخضراء

يتصور North Sea Wind Power Hub عددًا من المحاور التي من شأنها أن تكون شبكة رائعة عبر بحر الشمال. (الصورة: اتحاد بحر الشمال لطاقة الرياح)

حدث تحول زلزالي في الحوار حول النفط والمناخ الكبير في الأشهر الـ 12 الماضية. إنه تغيير في كيفية توجيه النفط الضخم نفسه حول ما يسميه الكثيرون بنقل الطاقة. الأهداف المناخية - الحكومية والدولية وقيادة الصناعة - وكذلك سلوك المستثمر (هروب رأس المال من الوقود الأحفوري) هي التي تقود التغيير.

المشهد يتحول بالفعل. يقول آندي كينسيلا ، الرئيس التنفيذي للمجموعة في شركة Mainstream Renewable Power ، إن استثمار رأس المال في طاقة الرياح والطاقة الشمسية على مستوى العالم ضعفين مقارنة بالفحم والنفط والغاز والطاقة النووية. في الثمانينيات ، كانت سبع من أكبر 10 شركات في مؤشر S&P 500 هي النفط والغاز. الآن هناك واحد فقط ، كما يضيف.

والنتيجة هي أن الشركات - المشغلين وسلسلة التوريد الخاصة بهم - لم تعد تتحدث عن نفسها كشركات للنفط والغاز ؛ إنهم شركات طاقة ، مما يجعل الطاقة "أكثر أمانًا وأنظفًا وأكثر فاعلية للناس وللكوكب". كان الحديث عن انتقال الطاقة وإزالة الكربونات مهيمناً على جلسات المؤتمرات الرئيسية في الخارج في أوروبا ، في أبردين ، في سبتمبر - عندما كانت هذه المواضيع بسيطة في الحدث السابق.

إنها ليست حركة جديدة تمامًا. شل ، على سبيل المثال ، كانت تتحدث عن الغاز النظيف لفترة من الوقت. يخبر التنفيذيون في الشركة أحداث صناعة النفط والغاز حول كيفية انتقال شل إلى أعمال طاقة أوسع. وقال جو كولمان ، مدير انتقال الطاقة في شركة شل ، لشركة Offshore Europe: "تعد شل واحدة من أكبر المتداولين في مجال الكهرباء". ترى شل مستقبلًا كبيرًا في نقاط الشحن ، وفي محطات البنزين والمنازل ، كما تقول ، فضلاً عن محاولة زيادة الطلب على الهيدروجين وتطوير احتجاز وتخزين الكربون (CCS).

صممت شركة Aker Solutions تقنية التقاط الكربون ، والتي تسمى Just Catch ، والتي يمكن أن تناسب المنشآت البحرية. (الصورة: حلول عكر)

تقديم تعهدات
انها ليست فقط التخصصات. في Offshore Europe ، أطلقت هيئة Oil & Gas UK (OGUK) الصناعية خارطة الطريق حتى عام 2035: مخطط لـ "net-صفر" ، داعياً الصناعة والحكومة والجهات التنظيمية إلى الحد من الانبعاثات (حسابات إنتاج النفط والغاز في المملكة المتحدة بنسبة 3٪ من إجمالي انبعاثات غازات الدفيئة في المملكة المتحدة ، كما يقول OGUK) والمساعدة في تطوير وتسويق تكنولوجيات مثل CCS والهيدروجين. في نفس الأسبوع ، أطلق مركز تكنولوجيا النفط والغاز (OGTC) الممول من القطاع العام مركز حلول Net Zero.

في وقت سابق من هذا العام ، وقعت جمعية استكشاف النفط والغاز الهولندية (NOGEPA) اتفاقية مع الحكومة الهولندية لخفض انبعاثات الميثان بمقدار النصف في غضون عامين - من 8562 طنًا متريًا من الميثان سنويًا في عام 2017 إلى 4،281 طن متري سنويًا بحلول ديسمبر 2020. وفي الوقت نفسه ، ستقوم الحكومة هناك أيضًا بإجراء دراسة للبحث عن طرق لزيادة تقليلها ، كما هو الحال من خلال تزويد المنصات الخارجية بالكهرباء. لكن ، يعترف NOGEPA ، التي قد تتطلب حوافز ، وكذلك الوصول المضمون إلى شبكة الطاقة البحرية.

شجاعة هولندية
يبحث الهولنديون بالفعل في كيفية توصيل نظام الطاقة لديهم بشكل أفضل وكيف يمكن ربط الرياح البحرية ومنصات الغاز وإنتاج الهيدروجين والشبكة بشكل أفضل لتحقيق الاستخدام الأمثل والأكثر خضرة للبنية التحتية الحالية. تقول رينيه بيترز ، من شركة الأبحاث الهولندية TNO ، إن هذا يمكن أن يعني كهربة المنصات البحرية ، التي تحدث بالفعل في بعض الأماكن ، ولكن يمكن القيام بالمزيد ؛ وقال أمام مؤتمر الطاقة البحرية في أمستردام ، في أكتوبر ، إن ربط مستخدمي الطاقة بالمولدات الكهربائية ، مثل مزارع الرياح واحتمال فتح مجالات هامشية في القيام بذلك.

هناك خيار آخر يتمثل في تحويل الغاز إلى سلك ، حيث يتم تحويل الغاز الطبيعي إلى كهرباء في الخارج ، ثم يتم إرساله عبر الأسلاك البرية. يقول بيترز ، على الرغم من وجود خيارات قليلة لذلك في القطاع الهولندي ، وجدت دراسة أجرتها هيئة النفط والغاز في المملكة المتحدة العام الماضي 16 مشروعًا محتملًا يمكن النظر إليها في بحر الشمال في المملكة المتحدة. قد يكون الخيار الأكثر قابلية للتطبيق في هولندا هو إنتاج الهيدروجين في الخارج ، باستخدام الغاز الطبيعي و / أو الرياح البحرية لتشغيل العملية ثم نقل الهيدروجين عبر شبكة خطوط الأنابيب الحالية.

يسير Equinor قدما في مشروع Hywind Tampen ، الذي سيغذي Gullfaks و Snorre بقوة من الرياح البحرية العائمة. (الصورة: Equinor)

الهيدروجين الأخضر والأزرق
في الواقع ، تم الاتفاق على مشروع تجريبي للهيدروجين "الأخضر" لمدة عامين (يصنع بدون استخدام الوقود الأحفوري) ، أطلق عليه اسم PosHydon - وهو مشروع عرضي من شراكة North Sea Energy بين القطاعين العام والخاص. من عام 2020 ، من المقرر أن تستضيف Neptune Energy ، التي تعمل مع مجموعة NexStep و TNO لإعادة الاستخدام ، محلل كهربي هيدروجين 1 ميجاوات (MW) على منصة Q13a (أول منشأة هولندية تعمل بالطاقة من الشاطئ) على بعد 13 كيلومترًا (كيلومترًا) . بعد ذلك ، يتم مزج الهيدروجين ، المنحل بالكهرباء من مياه البحر ، بالغاز ويتم مد الأنابيب إلى الشاطئ في خط الأنابيب الحالي ، لإنتاج الكهرباء. في المستقبل ، يمكن ربط هذه الفكرة بمزارع الرياح البحرية للمساعدة في تسوية مشكلات التقطع - أي بدلاً من إغلاق مزارع الرياح عندما تكون منتجة بشكل مفرط ، يمكن تحويل الطاقة إلى هيدروجين.

يجري النظر في المملكة المتحدة أيضًا في المملكة المتحدة حول إمكانية استخدام المنصات البحرية لإنتاج الهيدروجين ، والتي تعمل بالكهرباء المتجددة ، والتي تدعم أيضًا الحقول الهامشية القريبة ، وتصدير الهيدروجين إلى الشاطئ. يقوم مشروع إنتاج الهيدروجين البحري (HOP) الذي يشتمل على OGTC ، والاستشارات البيئية أكواتيرا ، NOV ، دوسان بابكوك ، جامعة كرانفيلد والمركز الأوروبي للطاقة البحرية (EMEC) في أوركني ، وهي جزيرة اسكتلندية ، بتقييم الخيارات ، من أنواع التكنولوجيا التي يمكن أن أن تستخدم لوجستيات النقل وإمكانية استخدام المنشآت البحرية المعاد استخدامها. على سبيل المثال ، أخبر Hayleigh Pearson ، مهندس مشروع في مركز حلول التطوير الهامشي في OGTC ، Offshore Europe أن منصة جنوب بحر صغيرة مثل Markham يمكنها استضافة أربع وحدات للتحليل الكهربائي لأغشية البوليمر بالكهرباء لإنشاء 3500 كيلوغرام من الهيدروجين الأخضر. في اليوم (الذي يمكن أن يشغل 10 حافلات تسير لمسافة 3500 كم لكل منها ، كما تقول). ربما تحتوي منصة شمال بحر أكبر على 22 مصلح بخار ميثان وإنتاج 12000 كيلوجرام من الهيدروجين "الأزرق" (المصنوع من الوقود الأحفوري) يوميًا. دراسات المشروع لا تزال جارية مع مركز اختبار على الشاطئ مخطط له في فلوتا على جزيرة قبالة جزيرة أوركني.

وفي الوقت نفسه ، تقوم شركة الهندسة البلجيكية Tractebel ، وهي جزء من Engie ، بتطوير مفهوم لمنصة بحرية تعمل على تحويل الطاقة الناتجة من مزارع الرياح البحرية إلى هيدروجين أخضر باستخدام التحليل الكهربائي.

منصة Q13a الخاصة بشركة Neptune ، مقرًا لمنشأة لإنتاج الهيدروجين ضمن مشروع رائد هولندي. (الصورة: نبتون للطاقة) بحر الشمال متصل
سيظهر الهيدروجين أيضًا في North Sea Wind Power Hub ، وهي جزيرة ضخمة في البحر كمحور لربط مزارع الرياح الضخمة وتزويد طاقتها إلى بلدان مختلفة حول بحر الشمال ، لإدارة الشبكة بشكل فعال. إنه مفهوم أطلقه في عام 2016 اتحاد شركات هولندي. هذا العام ، خلصت دراسة الجدوى. يقول جاسبر فيس ، كبير المستشارين في تينيت ، أحد شركاء المشروع ، إنه أمر ممكن. لكن بدلاً من جزيرة كبيرة واحدة ، فإن عددًا من الجزر الأصغر حجماً - رغم أنها لا تزال كبيرة - سواء كانت جزرًا اصطناعية أو منصات تقليدية أكثر ، اعتمادًا على قاع البحر ، سيكون أفضل بتحويل الكهرباء إلى الهيدروجين عندما يكون هناك الكثير من الطاقة التي يتم إنتاجها ، على حد قوله. الطاقة البحرية.

هذا من شأنه أن يناسب هولندا ، التي لديها طموحات كبيرة في الرياح البحرية ولكن شبكة كهرباء محدودة. أخبر روب فان دير هاج ، مدير الأعمال في الخارج في Tennet ، Offshore Energy أنه يمكن بناء المحور الأول بحلول عام 2025. وسيخفف ذلك من مشاكل الشبكة. يقول Hage أنه بمجرد إنشاء جميع مزارع الرياح البحرية التي تم التخطيط لها بالفعل حتى عام 2023 ، لا يوجد سوى 7 جيجاوات أخرى (GW) من الطاقة في الشبكة اليسرى. تعد القدرة على الحصول على القدرة على الوصول إلى الشاطئ عبر طرق مختلفة ، مثل الهيدروجين ، أحد الخيارات. التحدي هو إذن خلق الطلب على الهيدروجين ، كما يقول.

صناعة التنظيف
يسعى مشروع هولندي آخر ، H-Vision ، بقيادة TNO مع شركاء من بينهم Air Liquide و BP و Gasunie و Shell و Uniper ، إلى إنشاء 3.2GW من مصنع الهيدروجين الأزرق في منطقة Maasvlakte ، بالقرب من محطتين لتوليد الطاقة الحالية ، لتحقيق 20 ٪ من الحرارة والكهرباء في منطقة روتردام. من المقرر اتخاذ قرار استثماري نهائي (FID) في عام 2021 ، مع أول هيدروجين في عام 2026. سيعتمد هذا المشروع على CCS ، مع بعض ، إن لم يكن كل ، ثاني أكسيد الكربون الناتج في العملية التي يمكن معالجتها في مشروع آخر ، وهو Porthos ( ميناء روتردام CO2Transport Hub & Offshore Storage) مشروع CCUS (استخدام وتخزين التقاط الكربون) ، الذي يتولى قيادته هيئة ميناء روتردام مع شركتي Gasnuie و EBN (منظمة طاقة مملوكة للدولة). يهدف هذا إلى نقل ثاني أكسيد الكربون من الصناعة في منطقة ميناء روتردام وإمداده إلى البيوت الزجاجية ، للمساعدة في نمو النبات ، وكذلك تخزينه في الخارج عبر منصة طاقة في P18a ، على بعد 21 كم قبالة الساحل. "بحلول عام 2030 ، نتوقع أن نكون قادرين على تخزين ما بين 2 إلى 5 ملايين طن متري من ثاني أكسيد الكربون كل عام" ، وفقًا لموقع المشروع. إنها تستهدف FID بحلول نهاية العام المقبل مع بدء التشغيل في عام 2023.

وفي الوقت نفسه ، يبحث المشغل النرويجي Equinor أيضًا في الهيدروجين. في مشروع H21 في المملكة المتحدة ، تتطلع إلى تحويل شمال نظام الغاز الطبيعي في إنجلترا لاستخدام الهيدروجين ، وتخزين ثاني أكسيد الكربون المنتج في العملية ، على بعد 100 كيلومتر من الشاطئ. تم إجراء دراسة جدوى لكن دراسة الهندسة والتصميم الأمامية (FEED) لم يتم تمويلها بعد. تشارك Equinor أيضًا في مشروع Zero Carbon Humber ، وهو مشروع أصغر ، لفصل ثاني أكسيد الكربون ثم تخزينه من محطة كهرباء Drax ، وهي محطة طاقة فحم سابقة تم تحويلها إلى كتلة حيوية.

في هولندا ، يعد Equinor أيضًا جزءًا من Magnum ، وهو مشروع لتحويل التوربينات الغازية ذات الدورة المركبة للتشغيل على الهيدروجين ثم تخزين ثاني أكسيد الكربون. "نحن بحاجة إلى كل شيء يمكن لمهندسي البترول أن يقدموه من الجيولوجيا إلى الحفر والإكمال لمديري أصحاب المصلحة في السفن ، إنه كل شيء" ، قالت آنا كورولكو ، قائدة تكنولوجيا الكربون المنخفض في إكوينور ، لشركة أوفشور أوروبا.

CCS
يلعب قانون الأحوال المدنية والمهارات من صناعة النفط والغاز دورًا كبيرًا في هذه الصورة. يقول أستلي هاستينغز ، وهو باحث في جامعة أبردين ، بعد عمله في شركة شلمبرجير وحاصل على درجة الدكتوراه في بيولوجيا النظم ، إن صناعة النفط والغاز "تمتلك جميع البطاقات من أجل إزالة كربونات الكربون على مستوى العالم" ، وليس أقلها حول CCS. ويضيف أن العديد من الصناعات - الأسمدة والخرسانة وإنتاج الصلب - سوف تكافح من أجل إزالة الكربون بحيث تكون هناك حاجة إلى CCS.

انها قابلة للتنفيذ. "لقد تم حقن ثاني أكسيد الكربون لاستخلاص الزيت المعزز (EOR) لمدة 50 عامًا" ، هذا ما قاله لشركة Offshore Europe. "الفصل (التكنولوجيا) ناضجة. تعدين معروفة والعديد من المشاريع الرائدة نشطة. نحن نفهم جيدًا كيمياء ثاني أكسيد الكربون / الصخور ، وهناك المزيد من الأبحاث الجارية. قامت عدة حكومات برعاية مشاريع ، لذا فهي جاهزة.

ولكن ، تم CCS على طريق وعر. هناك عدد قليل من المشاريع دوليا. تم إيقاف مشروعين متنافسين في المملكة المتحدة في عام 2015 بعد سحب التمويل الحكومي. يقوم مشروع Snohvit في النرويج بتخزين 0.7 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون المفصول في السنة في طبقة المياه الجوفية عبر خط أنابيب طوله 153 كم وبئر واحد. ويقول إن تخزين جميع الانبعاثات الأحفورية من توليد الكهرباء في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2040 سيحتاج إلى 20500 سنوهوفت (لتخزين ما يقدر بنحو 15.4 مليار طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا).

من البلوط تنمو
المشروع الذي يحصل الآن على بعض الجر هو الجوزة. حصلت Pale Blue Dot ، مطورة المشروع ، على أول رخصة تخزين CO2 للمملكة المتحدة للمشروع في عام 2018. وفي هذا العام ، حصلت على تمويل من الاتحاد الأوروبي وشركاء جدد بما في ذلك Shell و Chysaor. تتمثل الفكرة في الجمع بين إصلاح بعض الغاز الطبيعي الذي يأتي في محطة St Fergus في شمال اسكتلندا (التي تعالج 35٪ من غاز المملكة المتحدة) لإنشاء هيدروجين أزرق وحبس ثاني أكسيد الكربون الناتج في عملية لتخزينه في الحقول البحرية ، إعادة استخدام خطوط الأنابيب الحالية ، على سبيل المثال. ميلر ، Goldeneye أو الأطلسي. كما ستخزن ثاني أكسيد الكربون المرسلة عبر خط أنابيب بري من الحزام المركزي في اسكتلندا وتنقل عبر سفينة إلى ميناء بيترهيد.

أخبر سام جوميرسال ، المدير التجاري في Pale Blue Dot ، Offshore Europe أن هناك بالفعل عملاً للسماح بنسبة 2٪ من محتوى الهيدروجين في شبكة الغاز الطبيعي. يتطلع مشروع في أبردين إلى زيادة ذلك إلى 20 ٪ ، محليا ، ثم يصل إلى 100 ٪ بعد أعمال تحويل البنية التحتية. تمول المجموعة الغاز في الهندسة والتصميم قبل الواجهة وتعتقد أن المشروع قد يكون قيد التشغيل بحلول عام 2024.

أوين تاكر - قائد النشر العالمي - تخزين ثاني أكسيد الكربون ، في شركة شل ، وجهت الحضور إلى الخارج في الخارج إلى المبادرات الحالية ، مثل مركز التكنولوجيا مونجستاد ، في النرويج ، والمشاريع ، بما في ذلك جورجون في أستراليا ، والتي ستقوم بحجز 3.4 مليون طن متري من ثاني أكسيد الكربون سنويًا ومحطة توليد كهرباء سد الحدود ، حيث يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون باستخدام تقنية Shell ثم تخزينها بمعدل مليون طن متري سنويًا لمدة 25 عامًا.

تقود Pale Blue Dot مشروع Acorn CCS الذي سيشهد تخزين الكربون الملتقط قبالة ساحل اسكتلندا. (الصورة: شاحب بلو دوت)

الاضواء الشمالية
هناك أيضًا الأضواء الشمالية في النرويج بقيادة Equinor مع شركتي Shell و Total. قد يؤدي ذلك إلى شحن ثاني أكسيد الكربون من منشآت صناعية برية إلى موقع ساحلي من حيث سيتم نقله عبر الأنابيب إلى طبقة المياه الجوفية المالحة للتخزين. تقول آنا كورولكو ، شركة Low Low Technology Technology ، Equinor ، التي لديها خطط لبدء التشغيل في نهاية عام 2023 ، إن شركة Equinor لديها ترخيص لشركة Northern Lights ، ومن المقرر أن تتخذ قرار الاستثمار النهائي في عام 2020. وتعمل شركة Equinor بالفعل على تشغيل CCS في سليبنر منذ ذلك الحين. 1996 ، مع 23 مليون طن متري المخزنة حتى الآن. كما أن لديها Snohvit CCS كذلك.

مشروع آخر ، أراميس ، في هولندا ، يتطلع إلى تخزين ثاني أكسيد الكربون من منطقة روتردام. أخبرت إستر فيرمولين ، مدير تخزين الطاقة في NAM / Shell ، شركة أوفشور إنرجي ، أن شركة NAM و Total و EBN تبحثان عن مواقع K و L البحرية كمواقع تخزين. وتقول إن حركة عدم الانحياز تتطلع إلى تزويد منصة K14 ، على بعد 90 كيلومتراً من الشاطئ ، باستخدام طاقة الرياح ، مما يوفر 130 ألف طن متري سنويًا من ثاني أكسيد الكربون. وقالت إن حركة عدم الانحياز تدرس عن كثب كيفية عمل حقن ثاني أكسيد الكربون وتدرس أيضًا تخزين الهيدروجين في الحقول المستنفدة.

يمكن أيضًا أن تكون عملية احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه في الخارج للحد من انبعاثات النباتات. تقدم شركة Aker Solutions ، Just Catch ، تقنية CCS للمنشآت البحرية حيث قد تكون بعيدة جدًا عن الشاطئ للحصول على رابط الطاقة ، كما يقول Ragnhild Stokholm ، بطل الكربون المنخفض في الشركة. وجدت دراسة حديثة لـ Equinor أن قطارين يمكن أن يخفضا 240،000 طن متري من ثاني أكسيد الكربون من التوربينات الموجودة على متن السفينة كل عام عن طريق إذابة ثاني أكسيد الكربون المصطاد في الماء ثم حقنه.

خيار آخر هو استخدام الطاقة المتجددة للحد من انبعاثات النباتات البحرية. تحتل النرويج مكان الصدارة في هذا المجال ، بدايةً من الشاطئ كما في مخططات الطاقة المائية في النرويج. كان ترول هو أول حقل يحصل على الطاقة من الشاطئ في عام 2005 ، يليه فالهال في عام 2011 ، مع المزيد منذ ذلك الحين ، بما في ذلك ، مؤخرًا ، يوهان سفيردروب ، والذي بدوره سيشغل الآخرين.

تأخذ Equinor هذه الخطوة إلى الأمام ، من خلال تثبيت الرياح البحرية العائمة بالقرب من المنصات لتوفير الطاقة ، وهي الصناعة أولاً. سيشهد مشروع تامبين ، الذي من المقرر أن يبدأ في عام 2022 ، تركيب توربينات عائمة بقوة 11 ميجاوات لتوفير 35٪ من الطلب السنوي على الطاقة في المنصات الخمسة Snorre A و B و Gullfaks A و B و C على بعد 140 كم من الشاطئ. في عمق المياه 260-300 متر. في شهر أكتوبر ، منحت Equinor عقودًا تبلغ قيمتها حوالي 3.3 مليار كرونة نرويجية (360 مليون دولار) إلى Kværner (هياكل أساسية) و Siemens Gamesa Renewable Energy (توربينات) ونظام JDR Cable (الكابلات) و Subsea 7 (التثبيت والاتصال) للمشروع.

هذه مجرد بعض المشاريع التي يتم النظر فيها - وفي أوروبا فقط. يبدو أن هناك متسع كبير للركض. إن جعل هذه المشاريع تعمل تجاريًا سيكون التحدي التالي. إذا تم التغلب على هذا التحدي ، فإن المستقبل سيبدو أخضر. أو ربما الأزرق.

تقود شركة Equinor مشروع Northern Lights ، وهو جزء من مشروع كامل لاحتجاز الكربون وتخزينه في سلسلة قبالة ساحل النرويج. (الصورة: Equinor)