الغاز البديل لغاز البروبان في السفن

يستمر العلماء في يومنا هذا بالبحث عن مصادر الطاقة النظيفة لتحلّ محل مصادر الطاقة الأحفورية، وفي خطوةٍ جديدةٍ لتحقيق ذلك وضمن مشروع مشترك بين شركة Maersk China وباحثون من جامعة دانمارك التقنية DTU، سيُبحثُ في إمكانية استخدام غاز ثنائي ميثيل الإيثر بديلًا للوقود الأحفوري المستخدم في السفن. إذ يهتم المشروع بالبحث عن إمكانية جعل هذا الغاز منافسًا للغازات الاخرى من ناحية إنتاجه، وكيفية تجهيز المحركات البحرية لاستخدامه مصدرًا للطاقة.

غاز ثنائي ميثيل الإيثر (DME Dimethyl Ether)

غاز ثنائي ميثيل الإيثر (DME)، هو غاز ينتج صناعيًا ويمكن استخدامه بديلًا للديزل في المحركات ذات التصميم الخاص التي تعتمد على حدوث الاشتعال من خلال الضغط. 

في ظروف الجو الطبيعية هو غاز عديم اللون. ويُعتبر غاز ذو احتراق نظيف وغير سام، ومن المحتمل أن يكون إحدى مصادر الطاقة المتجددة. إذ يمتلك عدة مواصفات مثل الاشتعال الهادئ، وقيمة سيتان عالية (55-60)، وهي قيمة تُعبر عن نوعية وأداء الوقود في المحرك. كما يستخدم بشكل كبير في الصناعات الكيميائية ويُستَخدم غازًا دافعًا في علب الرذاذ مثل منتجات مثبت الشعر. 

يحتاج هذا الغاز حوالي 75 باوند للإنش المربع الواحد من الضغط ليصبح في الحالة السائلة. وبسبب هذا فإن متطلبات التعامل معه مشابهة لمتطلبات غاز البروبان، حيث أن كليهما بحاجةٍ إلى أن يحافظ عليهما في خزانات مضغوطة وذلك عند درجة حرارة الجو المحيط. كل هذه المواصفات جعلت منه بديلًا منخفض الثمن للديزل ومطابق للمعايير الصارمة للانبعاثات.

تفاصيل المشروع

ينتجُ حاليًا ال DME بشكل أساسي في الصين باستخدام الفحم والغاز الطبيعي، لذلك سيعمل المشروع أيضًا على البحث في إمكانية إنتاج هذا الغاز من النفايات العضوية والهيدروجين المستخرج من الكهرباء المتولد في عنفات الرياح. [1]

سيُجرى عددٌ من التجارب بما يتعلق بكيفية استغلال الحرارة الضائعة من محركٍ يعتمد ال DME مصدرًا للطاقة. وبما أن هذا الغاز لا يحتوي على الكبريت، كما أنه لا ينتج سخام أثناء الاحتراق، سيكون من الممكن استخدام الحرارة الضائعة المستمدة مباشرةً من المحرك في مبادلات حرارية، والتي يمكن من خلالها تزويد السفينة بالطاقة  عن طريق توربين.

لقد بدأت جامعة DTU بتجريب استخدام ال DME في المحركات التي تعمل على مبدأ المحرك الذي اُخترِع من قبل رودولف ديزل Rudolf Diesel. إذ يشتعلُ الوقود في محركات الديزل ذاتيًا عند حقنه في هواء ساخن مضغوط وتحت ضغط عالٍ، على عكس المحركات البترولية التي تستخدم شرارة لإشعال الخليط المكوّن من الهواء والوقود.

إن محركات الديزل هي الخيار الأفضل من أجل المركبات الضخمة لأنها تتميز باستهلاك وقود أقل ومتانة وقدرة تحمل أعلى من المحركات البترولية. وإن استخدام ال DME مصدرًا للطاقة سيُعالج المشكلة الأكبر في هذا النوع من المحركات؛ وهي انبعاثات السخام وأكسيد النتروجين. إذ في محركات الديزل الحديثة، يُزال السخام وأوكسيد النتروجين بكفاءة، ولكن بتكلفة عالية وذلك باستخدام فلاتر ومحولات حفازة. وقد تشكلّ هذا النوع من الفلترة للانبعاثات الناتجة عن الغاز في السفن تحدٍ بحد ذاته لأنها ستأخذ مساحة كبيرة التي يمكن استخدامها لنقل الحمولة.

سيُختتم هذا المشروع بدراسةٍ تحليلية تجارية تظهر فيما إذا كان ال DME خيارٌ متاح ليكون مصدرًا مستقبليًا للطاقة؛ وذلك بحلول عام 2050، بهدف الوصول إلى مستقبل يعتمد بالكامل على الطاقات النظيفة والمتجددة. فهل سيكون ال DME إحدى الخطوات نحو هذا المستقبل برأيكم؟

المصادر:

1- هنا

2- هنا

3- هنا