الوقود الإلكتروني، اختصارًا للوقود الكهربائي، هي فئة من الوقود الاصطناعي المصممة للاستخدام في المركبات ذات محرك الاحتراق التقليدي. على عكس البنزين والديزل التقليديين، اللذين ينشأان من البترول، يتم إنشاء الوقود الإلكتروني الاصطناعي بشكل مصطنع باستخدام مصادر متجددة.
من المهم التمييز بين الوقود الإلكتروني وأنواع الوقود الاصطناعي الأخرى، مثل الإيثانول والديزل الحيوي. يُستخدم الإيثانول، المشتق من مواد نباتية، بشكل أساسي كمادة مضافة للبنزين لرفع مستوى الأوكتان وتقليل انبعاثات أول أكسيد الكربون. أما الديزل الحيوي، فيُنتج من الزيوت النباتية والدهون الحيوانية. في المقابل، يُولَّد الوقود الإلكتروني باستخدام الكهرباء لدمج الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون (CO2).
كيف يتم إنتاج الوقود الإلكتروني؟
يعتمد إنتاج الوقود الإلكتروني على ما إذا كان المنتج النهائي المطلوب في شكل غازي أو سائل:
- الوقود الغازي: تشتمل الوقود الغازي الإلكتروني على الهيدروجين المتجدد والميثان الإلكتروني، وكلاهما يمكن تسييلهما لاحقًا لإنتاج الهيدروجين السائل (H2) وغاز الميثان الإلكتروني (تحويل الغاز إلى سوائل) على التوالي.
- الوقود الإلكتروني السائل: تعتبر الوقود الإلكتروني السائل، مثل الميثانول الإلكتروني والنفط الخام الصناعي، بمثابة مواد أولية للكيروسين الإلكتروني والديزل الإلكتروني.
- شكل الغاز أو السائل: يمكن إنتاج الأمونيا الاصطناعية في صورة غازية أو سائلة.
تختلف عملية إنتاج الوقود الإلكتروني باختلاف الشكل المطلوب. وتُستخدم عمليتان رئيسيتان: الطاقة إلى غاز والطاقة إلى سائل. تتضمن هذه العمليات عادةً مرحلتين أو ثلاث مراحل. في البداية، يُنتَج الهيدروجين (H2) من خلال التحليل الكهربائي للماء باستخدام الكهرباء المتجددة. ثم يُدمج هذا الهيدروجين مع جزيء آخر، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2) لإنتاج النفط الخام الإلكتروني والميثان/الميثانول الصناعي، أو النيتروجين (N2) لإنتاج الأمونيا الصناعية. يتطلب النفط الخام الصناعي تكريرًا إضافيًا، على غرار النفط الأحفوري، لإنتاج الكيروسين أو الديزل الصناعي.
يتم تصنيف الميثان الإلكتروني والميثانول الإلكتروني والديزل الإلكتروني والكيروسين الإلكتروني على أنها هيدروكربونات اصطناعية، مما يستلزم إدراج ثاني أكسيد الكربون في عمليات الإنتاج الخاصة بهم. يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الغلاف الجوي أو الحصول عليه من المنشآت الصناعية باستخدام الوقود الحفرييؤثر اختيار مصدر ثاني أكسيد الكربون على الفوائد البيئية وتكلفة الإنتاج وتحليل دورة حياة الوقود الاصطناعي.
الطريقة البديلة لإنتاج النفط الخام الاصطناعي هي التحليل الكهربائي المشترك عالي الحرارة باستخدام الماء وثاني أكسيد الكربون، وهي عملية أقصر تُلغي الحاجة إلى استخدام الهيدروجين المتجدد في البداية. ورغم أنها تُعزز الإنتاجية وتُقلل تكاليف الاستثمار، إلا أن هذه التقنية أقل نضجًا، حيث تختار معظم مشاريع الإنتاج الأولية إنتاج الهيدروجين عبر التحليل الكهربائي منخفض الحرارة في مرحلتها الأولى.
انظر أيضا: ما هو وقود الديزل المتجدد؟
ما هي إيجابيات وسلبيات الوقود الإلكتروني؟
إيجابيات الوقود الإلكتروني:
- التوافق مع المركبات الحالية: يمكن للوقود الإلكتروني تشغيل السيارات القياسية والشاحنات الصغيرة ومركبات نقل البضائع الثقيلة (HGVs) دون الحاجة إلى إجراء أي تعديلات.
- التزود بالوقود السريع: إن إعادة تعبئة المركبات بالوقود الإلكتروني عملية سريعة، مما يجعلها مناسبة تمامًا للمركبات التي تقطع مسافات طويلة مثل الشاحنات الثقيلة.
- استغلال البنية التحتية الحالية: لا حاجة إلى بنية تحتية جديدة؛ يمكن الاستفادة من المصافي وخطوط الأنابيب وشاحنات توصيل الوقود ومحطات البنزين الموجودة.
- قابلية المزج: يمكن مزج الوقود الإلكتروني بسلاسة مع الوقود الأحفوري بأي نسبة مرغوبة، على غرار مزج الإيثانول في البنزين الخالي من الرصاص.
- خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: إن اعتماد الوقود الإلكتروني يمكن أن يؤدي إلى انخفاض كبير في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المملكة المتحدة.
سلبيات الوقود الإلكتروني:
- تكاليف الإنتاج العالية: إن إنتاج الوقود الإلكتروني مكلف في الوقت الحالي، حيث تشير التقديرات إلى تكلفة تبلغ حوالي 37.24 جنيهًا إسترلينيًا للغالون الإمبراطوري، ولكن التوقعات تشير إلى انخفاض التكلفة في النهاية إلى حوالي 6.30 جنيهًا إسترلينيًا.
- نطاق الإنتاج المحدود: لا يتم تصنيع الوقود الإلكتروني بكميات كبيرة في الوقت الحالي.
- انبعاثات التلوث المحلية: لا تزال المركبات التي تعمل بالوقود الإلكتروني تنبعث منها غازات ضارة، مما يساهم في التلوث المحلي.
- طاقة مكثفة: ويقال إن الوقود الإلكتروني يتطلب المزيد من الطاقة، وخاصة أثناء عملية الإنتاج، مقارنة بالسيارات الكهربائية على أساس كل ميل.
اقرأ أيضا: ما هو الوقود المشتق من النفايات (RDF)؟
ما هي تطبيقات الوقود الإلكتروني؟
تطبيقات الوقود الإلكتروني هي كما يلي:
- انبعاثات الحركة الثقيلة: يُعزى حوالي ربع انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية إلى النقل الثقيل. ويُعدّ الوقود الكهربائي بالغ الأهمية، لا سيما في النقل البحري والجوي، حيث يُشكّل التحوّل الكامل إلى الكهرباء تحديًا.
- توافق البنية التحتية: يستخدم الوقود الإلكتروني البنية التحتية الموجودة، ويتنافس مع الوقود الأحفوري التقليدي والوقود الحيوي.
- الكيروسين الجوي: ومن المتوقع أن يغطي الكيروسين الإلكتروني ما يقرب من 2070% من احتياجات الطاقة في قطاع الطيران بحلول عام 40.
- الهيدروجين الأخضر والوقود الاصطناعي: وتتضمن المشاريع الواعدة استخدام الهيدروجين الأخضر وثاني أكسيد الكربون الملتقط لإنتاج وقود إلكتروني تنافسي من حيث التكلفة.
- المشاريع الجارية: وتعمل المبادرات في جميع أنحاء العالم على تطوير الوقود الإلكتروني، بما في ذلك إنتاج الميثانول الصناعي للسفن في بحر الشمال، مثل مشروع ميناء أنتويرب.
يجب أن يقرأ: هل البروبان وقود أحفوري؟
