تحويل الطاقة إلى غاز

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

تحويل الطاقة إلى غاز (غالبا ما يتم اختصارها P2G ) هي عملية تقنية تستخدم الطاقة الكهربائية لإنتاج وقود غازي ، [ 1 ] يشار إليها أحيانًا باسم الوقود الكهربائي .

تستخدم معظم أنظمة تحويل الطاقة إلى غاز (P2G) التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين . يمكن استخدام الهيدروجين مباشرةً، [ 2 ] أو يمكن تحويله في خطوات لاحقة (تُعرف بأنظمة P2G ثنائية المرحلة) إلى غاز التخليق ، أو الميثان ، [ 3 ] أو غاز البترول المسال . [ 4 ] كما توجد أنظمة P2G أحادية المرحلة لإنتاج الميثان، مثل تقنية خلية الأكسيد الصلب العكسية (rSOC). [ 5 ]

يُعدّ الغاز المُنتَج، شأنه شأن الغاز الطبيعي أو الهيدروجين أو الميثان المُنتَج صناعيًا ، سلعةً يُمكن استخدامها على هذا النحو عبر البنية التحتية القائمة ( خطوط الأنابيب ومرافق تخزين الغاز )، بما في ذلك إعادة توليد الطاقة منه مع وجود فائض. [ 6 ] ومع ذلك، إذا كانت الطاقة المُستَخدَمة مُستمدة من مصادر متجددة ، فيُمكن اعتباره وقودًا محايدًا للكربون ، ومتجددًا ، ووسيلة لتخزين الطاقة المتجددة المتغيرة . [ 7 ] [ 8 ]

تحويل الطاقة إلى هيدروجين

تبدأ جميع أنظمة تحويل الطاقة إلى غاز الحالية باستخدام الكهرباء لفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين عن طريق التحليل الكهربائي. في نظام "تحويل الطاقة إلى هيدروجين"، يُضخ الهيدروجين الناتج في شبكة الغاز الطبيعي أو يُستخدم في النقل أو الصناعة بدلاً من استخدامه لإنتاج نوع آخر من الغاز. [ 2 ]

فازت شركة ITM Power بمناقصة في مارس 2013 لمشروع تابع لمجموعة Thüga ، لتزويدها بمحطة تخزين طاقة تعمل بتقنية التحليل الكهربائي عالي الضغط  ذاتي الضغط بقدرة 360 كيلوواط، تعتمد على غشاء تبادل البروتونات (PEM) سريع الاستجابة، لتحويل الطاقة إلى غاز. تنتج الوحدة 125 كيلوغرامًا من غاز الهيدروجين يوميًا، وتتضمن إلكترونيات طاقة من شركة AEG . سيتم إنشاء المحطة في موقع تابع لشركة Mainova AG في شارع شيليشتراسه، فرانكفورت ، بولاية هيسن . ستتم مشاركة بيانات التشغيل مع جميع أعضاء مجموعة Thüga، وهي أكبر شبكة لشركات الطاقة في ألمانيا، وتضم حوالي 100 شركة مرافق بلدية. يشمل شركاء المشروع: badenova AG & Co.kg ، وErdgas Mittelsachsen GmbH، وEnergieversorgung Mittelrhein GmbH، وerdgas schwaben GmbH، وGasversorgung Westerwald GmbH، و Mainova Aktiengesellschaft، وStadtwerke Ansbach GmbH، وStadtwerke Bad Hersfeld GmbH، وThüga Energienetze GmbH، وWEMAG AG، وe-rp GmbH، ESWE Versorgungs AG مع Thüga Aktiengesellschaft كمنسق للمشروع. وسيشارك الشركاء العلميون في المرحلة التشغيلية. [ 9 ] يمكنها إنتاج 60 مترًا مكعبًا من الهيدروجين في الساعة وتغذية 3000 متر مكعب من الغاز الطبيعي المخصب بالهيدروجين إلى الشبكة في الساعة. ومن المخطط توسيع المصنع التجريبي اعتبارًا من عام 2016، لتسهيل التحويل الكامل للهيدروجين المنتج إلى غاز الميثان ليتم حقنه مباشرة في شبكة الغاز الطبيعي. [ 10 ]  

تقوم وحدات مثل HGas من ITM Power بتوليد الهيدروجين ليتم حقنه مباشرة في شبكة الغاز كطاقة للغاز.

في ديسمبر 2013، بدأت شركات ITM Power و Mainova وNRM Netzdienste Rhein-Main GmbH بضخ الهيدروجين في شبكة توزيع الغاز الألمانية باستخدام محطة ITM Power HGas ، وهي محطة تحليل كهربائي سريعة الاستجابة تعمل بتقنية غشاء تبادل البروتونات . يبلغ استهلاك الطاقة لهذه المحطة 315 كيلوواط، وتنتج حوالي 60 مترًا مكعبًا من الهيدروجين في الساعة ، وبالتالي يمكنها ضخ 3000 متر مكعب من الغاز الطبيعي المُخصب بالهيدروجين في الشبكة خلال ساعة واحدة. [ 11 ]

في 28 أغسطس/آب 2013، افتتحت شركات E.ON Hanse و Solvicore و Swissgas وحدة تجارية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى غاز في مدينة فالكنهاغن الألمانية. تبلغ قدرة الوحدة ميغاواطين، وتنتج 360 مترًا مكعبًا من الهيدروجين في الساعة. [ 12 ] تستخدم المحطة طاقة الرياح ومعدات التحليل الكهربائي من شركة Hydrogenics [ 13 ] لتحويل الماء إلى هيدروجين، والذي يُضخ بعد ذلك في شبكة نقل الغاز الطبيعي الإقليمية القائمة. تُعدّ Swissgas، التي تمثل أكثر من 100 شركة محلية للغاز الطبيعي، شريكًا في المشروع بحصة رأسمالية تبلغ 20%، ولديها اتفاقية لشراء جزء من الغاز المُنتج.  وقد بدأ العمل على مشروع ثانٍ لتحويل الطاقة الكهربائية إلى غاز بقدرة 800 كيلوواط في منطقة هامبورغ /ريتبروك [ 14 ] ، ومن المتوقع افتتاحه في عام 2015. [ 15 ]

في أغسطس/آب 2013، تم تزويد محطة طاقة رياح بقدرة 140 ميغاواط في غرابزو ، مكلنبورغ-فوربومرن، والتابعة لشركة E.ON، بمحلل كهربائي. يمكن استخدام الهيدروجين الناتج في محرك احتراق داخلي أو ضخه في شبكة الغاز المحلية. يخزن نظام ضغط وتخزين الهيدروجين ما يصل إلى 27 ميغاواط/ساعة من الطاقة، ويرفع الكفاءة الإجمالية لمحطة طاقة الرياح من خلال استغلال طاقة الرياح التي كانت ستُهدر لولا ذلك. [ 16 ] ينتج المحلل الكهربائي 210 متر مكعب قياسي /ساعة من الهيدروجين، وتتولى شركة RH2-WKA تشغيله . [ 17 ]

بدأ مشروع INGRID في عام 2013 في بوليا ، إيطاليا. وهو مشروع مدته أربع سنوات، يتضمن تخزين 39 ميغاواط/ساعة ومحلل كهربائي بقدرة 1.2 ميغاواط لمراقبة الشبكة الذكية والتحكم بها. [ 18 ] يُستخدم الهيدروجين الناتج في موازنة الشبكة، والنقل، والصناعة، وضخه في شبكة الغاز. [ 19 ]

سيتم ضخ الطاقة الفائضة من محطة برينزلاو لطاقة الرياح بقدرة 12 ميجاوات في براندنبورغ ، ألمانيا [ 20 ] في شبكة الغاز اعتبارًا من عام 2014 فصاعدًا.

سيتم افتتاح مجمع إنرجيبارك ماينز بقدرة 6 ميجاوات [ 21 ] من ستادتويركي ماينز وجامعة راين ماين للعلوم التطبيقية وليندي وسيمنز في ماينز (ألمانيا) في عام 2015.

تُعد أنظمة تحويل الطاقة إلى غاز وغيرها من أنظمة تخزين الطاقة لتخزين واستخدام الطاقة المتجددة جزءًا من برنامج التحول الطاقي الألماني ( Energiewende ). [ 22 ]

في فرنسا، يهدف مشروع MINERVE التجريبي التابع لاتحاد جمعيات المرافق المحلية (AFUL Chantrerie) إلى تعزيز تطوير حلول الطاقة المستقبلية بالتعاون مع الممثلين المنتخبين والشركات والمجتمع المدني بشكل عام. ويهدف المشروع إلى تجربة مفاعلات ومحفزات متنوعة. يُعاد تدوير غاز الميثان الاصطناعي المُنتج بواسطة مشروع MINERVE التجريبي (0.6 متر مكعب قياسي /ساعة من CH4 ) كوقود غاز طبيعي مضغوط (CNG)، والذي يُستخدم في غلايات محطة غلايات AFUL Chantrerie. صممت وبنت المنشأة شركة Top Industrie الفرنسية الصغيرة والمتوسطة ، بدعم من شركة Leaf. وفي نوفمبر 2017، حققت المنشأة الأداء المتوقع، بنسبة 93.3% من إنتاج CH4 . تم دعم هذا المشروع من قبل وكالة إدارة البيئة والطاقة (ADEME) ومنطقة الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية - باي دو لا لوار، بالإضافة إلى العديد من الشركاء الآخرين: مجلس مقاطعة لوار - أتلانتيك، إنجي-كوفيلي، الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية، الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية للغاز، نانت-متروبوليس، سيديلا وسيديف. [ 23 ]

من المقرر إنشاء محطة تحليل كهربائي متكاملة بقدرة 1 جيجاواط، تشغلها شركتا EWE وTree Energy Solutions، في محطة الغاز بمدينة فيلهلمسهافن الألمانية. ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل أول 500 ميجاواط منها في عام 2028. وتستطيع فيلهلمسهافن استيعاب محطة ثانية، ليصل إجمالي القدرة المحتملة إلى 2 جيجاواط. [ 24 ]

حقن الشبكة بدون ضغط

يُعدّ محلل كهربائي ذو غشاء تبادل بروتوني (PEM) جوهر النظام . يحوّل هذا المحلل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية، مما يُسهّل بدوره تخزين الكهرباء. ويضمن نظام خلط الغاز ألا تتجاوز نسبة الهيدروجين في تيار الغاز الطبيعي 2% من حيث الحجم، وهي القيمة القصوى المسموح بها تقنيًا عند وجود محطة تعبئة غاز طبيعي ضمن شبكة التوزيع المحلية. ويُزوّد ​​المحلل الكهربائي خليط الهيدروجين والميثان بنفس ضغط شبكة توزيع الغاز، أي 3.5 بار. [ 25 ]

تحويل الطاقة إلى ميثان

ميثنة ثاني أكسيد الكربون بواسطة الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي

يجمع نظام تحويل الطاقة إلى ميثان الهيدروجين الناتج من نظام تحويل الطاقة إلى هيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج الميثان [ 26 ] (انظر الغاز الطبيعي ) باستخدام تفاعل الميثنة مثل تفاعل ساباتير أو الميثنة البيولوجية، مما ينتج عنه فقد إضافي في تحويل الطاقة بنسبة 8%. ويمكن بعد ذلك تغذية الميثان إلى شبكة الغاز الطبيعي إذا تم استيفاء متطلبات النقاء. [ 27 ]

نفّذ مركز أبحاث الطاقة الشمسية والهيدروجين (ZSW) وشركة SolarFuel GmbH (التي أصبحت الآن ETOGAS GmbH) مشروعًا تجريبيًا  بقدرة كهربائية مدخلة تبلغ 250 كيلوواط في شتوتغارت، ألمانيا. [ 28 ] ودخلت المحطة حيز التشغيل في 30 أكتوبر 2012. [ 29 ]

أنشأت شركة ETOGAS أول محطة لتحويل الطاقة إلى غاز الميثان على نطاق صناعي لصالح شركة Audi AG في مدينة فيرلته الألمانية. تستخدم المحطة، التي تبلغ طاقتها الكهربائية 6 ميغاواط، ثاني أكسيد الكربون الناتج عن محطة تحويل النفايات إلى غاز حيوي، بالإضافة إلى الطاقة المتجددة المتقطعة ، لإنتاج الغاز الطبيعي الاصطناعي (SNG) الذي يُضخ مباشرةً إلى شبكة الغاز المحلية (التي تديرها شركة EWE). [ 30 ] تُعدّ المحطة جزءًا من برنامج Audi e-fuels. يُمكّن الغاز الطبيعي الاصطناعي المُنتَج، والذي يُطلق عليه اسم Audi e-gas، من تحقيق تنقل محايد للكربون باستخدام سيارات تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط (CNG) التقليدية. وهو متوفر حاليًا لعملاء سيارة Audi A3 g-tron، أول سيارة تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط من Audi. [ 31 ]

نموذج أولي لتحويل الطاقة إلى غاز من هيلميث

في أبريل 2014، انطلق مشروع HELMETH البحثي [ 32 ]، وهو مشروع بحثي ممول جزئيًا من الاتحاد الأوروبي ومنسق من قبل معهد كارلسروه للتكنولوجيا (KIT ) [ 33 ] ( التحليل الكهربائي عالي الحرارة المتكامل وإنتاج الميثان لتحويل الطاقة إلى غاز بكفاءة عالية). [ 34 ] يهدف المشروع إلى إثبات جدوى تقنية تحويل الطاقة إلى غاز عالية الكفاءة من خلال دمج التحليل الكهربائي عالي الحرارة ( تقنية SOEC ) حراريًا مع إنتاج الميثان من ثاني أكسيد الكربون. ومن خلال هذا الدمج الحراري لعملية إنتاج الميثان الطاردة للحرارة وتوليد البخار، يُمكن نظريًا تحقيق كفاءة تحويل تزيد عن 85% ( القيمة الحرارية الأعلى للميثان المُنتج لكل وحدة طاقة كهربائية مُستخدمة) في التحليل الكهربائي للبخار عالي الحرارة. تتكون العملية من وحدة تحليل كهربائي للبخار عالي الحرارة مضغوطة ووحدة إنتاج ميثنة لثاني أكسيد الكربون مضغوطة . اكتمل المشروع في عام 2017، وحقق كفاءة بلغت 76% للنموذج الأولي، مع إمكانية نمو مُشار إليها بنسبة 80% للمحطات الصناعية. [ 35 ] تتطلب ظروف تشغيل عملية الميثنة بثاني أكسيد الكربون ضغط غاز يتراوح بين 10 و30 بار، وإنتاج غاز طبيعي اصطناعي يتراوح بين 1 و5.4 متر مكعب /ساعة (في الظروف القياسية للضغط والحرارة)، وتحويلًا للمواد المتفاعلة ينتج غازًا طبيعيًا اصطناعيًا بنسبة هيدروجين أقل من 2 % حجمًا، ونسبة ميثان أكبر من 97% حجمًا. [ 36 ] وبذلك، يمكن حقن الغاز الطبيعي البديل الناتج في شبكة الغاز الطبيعي الألمانية بأكملها دون قيود. [ 37 ] يُستخدم الماء المغلي كوسيط تبريد للتفاعل الطارد للحرارة عند درجة حرارة تصل إلى 300 درجة مئوية، وهو ما يعادل ضغط بخار ماء يبلغ حوالي 87 بار. تعمل خلية التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب بضغط يصل إلى 15 بار، وبنسبة تحويل للبخار تصل إلى 90%، وتنتج مترًا مكعبًا قياسيًا واحدًا من الهيدروجين من 3.37 كيلوواط ساعة من الكهرباء المستخدمة في تغذية عملية الميثنة. 

يُقيّم مشروع STORE&GO، وهو مشروع أوروبي يضم 27 شريكًا، النضج التكنولوجي لتقنية تحويل الطاقة إلى غاز، وقد بدأ في مارس 2016 لمدة أربع سنوات. [ 38 ] ويُعرض المشروع ثلاثة مفاهيم تكنولوجية مختلفة في ثلاث دول أوروبية ( فالكنهاغن / ألمانيا ، سولوتورن / سويسرا ، ترويا / إيطاليا ). تشمل التقنيات المستخدمة التخمر البيولوجي والكيميائي للميثان ، والاحتجاز المباشر لثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وتسييل الميثان المُصنّع لإنتاج الغاز الطبيعي المسال الحيوي ، والحقن المباشر في شبكة الغاز. يهدف المشروع بشكل عام إلى تقييم هذه التقنيات ومسارات استخدامها المختلفة من النواحي التقنية [ 39 ] والاقتصادية [ 40 ] والقانونية [ 41 ] لتحديد جدوى المشروع على المديين القصير والطويل. يُموّل المشروع بشكل مشترك من قِبل برنامج البحث والابتكار "هورايزون 2020" التابع للاتحاد الأوروبي (18 مليون يورو) والحكومة السويسرية (6 ملايين يورو)، بالإضافة إلى 4 ملايين يورو أخرى من الشركاء الصناعيين المشاركين. [ 42 ] منسق المشروع ككل هو مركز الأبحاث التابع لـ DVGW [ 43 ] الموجود في KIT .

إنتاج الميثان الميكروبي

تجمع عملية الميثنة البيولوجية بين عمليتين: التحليل الكهربائي للماء لإنتاج الهيدروجين ، ثم اختزال ثاني أكسيد الكربون إلى ميثان باستخدام هذا الهيدروجين . خلال هذه العملية، تُفرز الكائنات الدقيقة المنتجة للميثان ( العتائق الميثانوجينية أو الميثانوجينات ) إنزيمات تُخفّض الجهد الزائد لقطب كهربائي غير محفز ( الكاثود ) ليتمكن من إنتاج الهيدروجين . [ 44 ] [ 45 ] يحدث هذا التفاعل الميكروبي لتحويل الطاقة إلى غاز في الظروف المحيطة، أي في درجة حرارة الغرفة ودرجة حموضة 7، بكفاءة تصل عادةً إلى 80-100%. [ 46 ] [ 47 ] مع ذلك، يتكوّن الميثان ببطء أكبر من تفاعل ساباتير نظرًا لانخفاض درجات الحرارة. كما تم افتراض تحويل مباشر لثاني أكسيد الكربون إلى ميثان ، مما يُغني عن الحاجة إلى إنتاج الهيدروجين . [ 48 ] عادةً ما تكون الكائنات الدقيقة المشاركة في هذا التفاعل الميكروبي لتحويل الطاقة إلى غاز من رتبة الميثانوبكتيريا . ومن الأجناس التي ثبت أنها تحفز هذا التفاعل: ميثانوباكتيريوم ، [ 49 ] [ 50 ] وميثانوبريفيباكتر ، [ 51 ] وميثانوثيرموباكتر ( محبة للحرارة ). [ 52 ]

إنتاج غاز البترول المسال

يمكن استخدام الميثان لإنتاج غاز البترول المسال عن طريق تصنيع الغاز الطبيعي الاصطناعي باستخدام الهدرجة العكسية الجزئية عند ضغط عالٍ ودرجة حرارة منخفضة. ويمكن تحويل غاز البترول المسال بدوره إلى ألكيلات، وهي مادة ممتازة لخلط البنزين، نظرًا لخصائصها الاستثنائية المضادة للخبط واحتراقها النظيف. [ 4 ]

القدرة على توفير الغذاء

يمكن استخدام الميثان الاصطناعي المُنتَج من الكهرباء لإنتاج أعلاف غنية بالبروتين للماشية والدواجن والأسماك بكفاءة اقتصادية عالية، وذلك عن طريق زراعة بكتيريا ميثيلوكوكوس كابسولاتوس باستخدام مساحات صغيرة من الأرض والمياه. [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ] ويمكن إعادة تدوير غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج كمنتج ثانوي من هذه المحطات في إنتاج الميثان الاصطناعي. وبالمثل، يمكن استهلاك غاز الأكسجين الناتج كمنتج ثانوي من التحليل الكهربائي للماء وعملية الميثنة في زراعة البكتيريا. وبفضل هذه المحطات المتكاملة، يمكن تحويل إمكانات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح المتجددة الوفيرة إلى منتجات غذائية عالية القيمة دون أي تلوث مائي أو انبعاثات غازات دفيئة . [ 56 ]

تحويل الغاز الحيوي إلى غاز الميثان الحيوي

في الطريقة الثالثة، يُخلط ثاني أكسيد الكربون الناتج من مولد غاز الخشب أو محطة الغاز الحيوي بعد مُحسِّن الغاز الحيوي مع الهيدروجين المُنتَج من المُحلِّل الكهربائي لإنتاج الميثان. وتُستَخدَم الحرارة المُتاحة من المُحلِّل الكهربائي لخفض تكاليف التدفئة في محطة الغاز الحيوي. ويجب إزالة الشوائب، مثل ثاني أكسيد الكربون والماء وكبريتيد الهيدروجين والجسيمات، من الغاز الحيوي إذا استُخدِم لتخزينه في خطوط الأنابيب، وذلك لمنع تلفه. [ 3 ]

في عام 2014، أضافت شركة Avedøre لخدمات معالجة مياه الصرف الصحي في Avedøre ، كوبنهاغن (الدنمارك)، محطة تحليل كهربائي بقدرة 1 ميغاواط لتحسين جودة الغاز الحيوي الناتج عن الهضم اللاهوائي من حمأة الصرف الصحي. [ 57 ] يُستخدم الهيدروجين المُنتَج مع ثاني أكسيد الكربون الناتج من الغاز الحيوي في تفاعل ساباتير لإنتاج الميثان. [ 58 ] تختبر شركة Electrochaea مشروعًا آخر خارج نطاق P2G BioCat باستخدام الميثنة التحفيزية الحيوية. تستخدم الشركة سلالة مُعدّلة من بكتيريا الميثان المحبة للحرارة Methanothermobacter thermautotrophicus ، وقد أثبتت تقنيتها على نطاق المختبر في بيئة صناعية. [ 59 ] نُفِّذ مشروع تجريبي ما قبل تجاري باستخدام وعاء مفاعل سعة 10000 لتر بين يناير ونوفمبر 2013 في فولوم ، الدنمارك. [ 60 ]

في عام 2016، تعتزم شركات تورجاس ، وسيمنز ، وستيدين ، وجاسوني ، وإيه. هاك، وهانزهوجيسكول /إنترانس، وإنرجي فالي، افتتاح محطة لتحويل الطاقة إلى غاز بقدرة 12 ميغاواط في ديلفزيل (هولندا)، حيث سيتم تحسين الغاز الحيوي المُستخرج من تورجاس ( الفحم الحيوي ) بإضافة الهيدروجين المُستخلص بالتحليل الكهربائي، ثم توصيله إلى المستهلكين الصناعيين المجاورين. [ 61 ]

تحويل الطاقة إلى غاز اصطناعي

عملية تحويل الطاقة إلى غاز اصطناعي
ماءثاني أكسيد الكربون
التحليل الكهربائي للماء
الأكسجينهيدروجين
مفاعل التحويل
ماءهيدروجينCO

الغاز التخليقي هو خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. وقد استُخدم منذ العصر الفيكتوري، حيث كان يُنتج من الفحم ويُعرف باسم "غاز المدينة". يستخدم نظام تحويل الطاقة إلى غاز تخليقي الهيدروجين الناتج من نظام تحويل الطاقة إلى هيدروجين لإنتاج الغاز التخليقي.

  • الخطوة الأولى: التحليل الكهربائي للماء ( SOEC ) - يتم تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين.
  • الخطوة الثانية: مفاعل التحويل ( RWGSR ) - يُدخل الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون إلى مفاعل التحويل الذي يُخرج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون والماء. 3H₂ + CO₂ → (2H₂ + CO) غاز التخليق + H₂O
  • يُستخدم الغاز التخليقي لإنتاج الوقود التخليقي .
إن المادة الأولية المستخدمة في تحويل الطاقة إلى غاز التخليق هي نفسها المادة الأولية المشتقة من مصادر أخرى.

المبادرات

قد تستخدم مبادرات أخرى لإنتاج الغاز التخليقي من ثاني أكسيد الكربون والماء طرقًا مختلفة لتحليل الماء .

يعمل مختبر الأبحاث البحرية الأمريكي (NRL) على تصميم نظام لتحويل الطاقة إلى سوائل باستخدام عملية فيشر-تروبش لإنتاج الوقود على متن سفينة في عرض البحر، [ 98 ] حيث يتم استخلاص المنتجين الأساسيين، ثاني أكسيد الكربون (CO2 ) والماء (H2O ) ، من مياه البحر عبر "تكوين وحدة كهروكيميائية للتحميض المستمر لمصادر المياه القلوية واستعادة ثاني أكسيد الكربون مع إنتاج مستمر لغاز الهيدروجين". [ 99 ] [ 100 ]

تخزين ونقل الطاقة

يمكن نشر أنظمة تحويل الطاقة إلى غاز كملحقات لمحطات طاقة الرياح أو محطات الطاقة الشمسية . ويمكن استخدام الطاقة الفائضة أو الطاقة خارج أوقات الذروة المولدة من مولدات الرياح أو الألواح الشمسية بعد ساعات أو أيام أو حتى أشهر لإنتاج الطاقة الكهربائية لشبكة الكهرباء . في حالة ألمانيا، قبل التحول إلى الغاز الطبيعي ، كانت شبكات الغاز تعمل باستخدام غاز المدينة ، الذي  كان يتكون بنسبة 50-60% من الهيدروجين. تبلغ سعة تخزين شبكة الغاز الطبيعي الألمانية أكثر من 200,000 جيجاواط/ساعة، وهو ما يكفي لتلبية احتياجات الطاقة لعدة أشهر. بالمقارنة، تبلغ سعة جميع محطات الطاقة الكهرومائية الألمانية التي تعمل بنظام التخزين بالضخ حوالي 40 جيجاواط/ساعة فقط. يُعد تخزين الغاز الطبيعي صناعة راسخة تعود إلى العصر الفيكتوري. يُقدّر احتياج ألمانيا من الطاقة اللازمة لتخزينها واسترجاعها بـ 16 جيجاواط في عام 2023، و80 جيجاواط في عام 2033، و130 جيجاواط في عام 2050. [ 101 ] وتُقدّر تكلفة التخزين لكل كيلوواط ساعة بـ 0.10 يورو للهيدروجين و0.15 يورو للميثان. [ 102 ]

تنقل البنية التحتية الحالية لنقل الغاز الطبيعي كميات هائلة من الغاز لمسافات طويلة بكفاءة عالية عبر خطوط الأنابيب. وقد أصبح من المجدي الآن شحن الغاز الطبيعي بين القارات باستخدام ناقلات الغاز الطبيعي المسال . ويتم نقل الطاقة عبر شبكة الغاز بفقد أقل بكثير (<0.1%) مقارنةً بشبكة نقل الكهرباء (8%). ويمكن لهذه البنية التحتية نقل الميثان المُنتَج بتقنية تحويل الطاقة إلى غاز (P2G) دون تعديل. كما يُمكن استخدامها لنقل ما يصل إلى 20% من الهيدروجين. [ 103 ] [ 104 ] وقد درس مشروع NaturalHy التابع للاتحاد الأوروبي [ 105 ] ووزارة الطاقة الأمريكية (DOE) استخدام خطوط أنابيب الغاز الطبيعي الحالية لنقل الهيدروجين. [ 106 ] وتُستخدم تقنية المزج أيضًا في إنتاج الغاز الطبيعي المُحَوَّل إلى هيدروجين (HCNG ) .

كفاءة

في عام 2013، كانت كفاءة دورة تحويل الطاقة إلى غاز أقل بكثير من 50%، حيث بلغت كفاءة مسار الهيدروجين حوالي 43%، والميثان حوالي 39% باستخدام محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة . وإذا استُخدمت محطات التوليد المشترك التي تُنتج الكهرباء والحرارة معًا، فقد تتجاوز الكفاءة 60%، ولكنها لا تزال أقل من كفاءة الطاقة الكهرومائية المُخزّنة بالضخ أو تخزين البطاريات . [ 107 ] ومع ذلك، ثمة إمكانية لزيادة كفاءة تحويل الطاقة إلى غاز. ففي عام 2015، وجدت دراسة نُشرت في مجلة "الطاقة والعلوم البيئية" أنه باستخدام خلايا أكسيد صلبة قابلة للعكس وإعادة تدوير الحرارة المهدرة في عملية التخزين، يُمكن الوصول إلى كفاءة دورة تحويل الكهرباء إلى كهرباء تتجاوز 70% بتكلفة منخفضة. [ 108 ] إضافةً إلى ذلك، وجدت دراسة أُجريت عام 2018 باستخدام خلايا أكسيد صلبة قابلة للعكس مضغوطة ومنهجية مماثلة أن كفاءة دورة التحويل (من طاقة إلى طاقة) التي تصل إلى 80% قد تكون ممكنة. [ 109 ]

كفاءة تحويل الطاقة الإجمالية حسب المسار والوقود باستخدام التحليل الكهربائي للماء ، بالإضافة إلى الميثنة لإنتاج الميثان [ 110 ]
وقودكفاءةشروط
المسار: الكهرباء ← الغاز
هيدروجين54-72  %ضغط 200 بار
الميثان ( الغاز الطبيعي الاصطناعي )49-64  %
هيدروجين57-73  %ضغط 80 بار (خط أنابيب الغاز الطبيعي)
الميثان (الغاز الطبيعي الاصطناعي)50-64  %
هيدروجين64-77  %بدون ضغط
الميثان (الغاز الطبيعي الاصطناعي)51-65  %
المسار: الكهرباء ← الغاز ← الكهرباء
هيدروجين34-44  %ضغط 80 بار، مع تحويل ما يصل إلى 60% من الطاقة إلى كهرباء
الميثان (الغاز الطبيعي الاصطناعي)30-38  %
المسار: الكهرباء ← الغاز ← الكهرباء والحرارة ( التوليد المشترك للطاقة )
هيدروجين48-62  %ضغط 80 بار وكهرباء/حرارة بنسبة 40/45  %
الميثان (الغاز الطبيعي الاصطناعي)43-54  %

تقنية التحليل الكهربائي

  • المزايا والعيوب النسبية لتقنيات التحليل الكهربائي. [ 111 ]
التحليل الكهربائي القلوي
ميزةالعيوب
التكنولوجيا التجارية (مستوى جاهزية التكنولوجيا العالية)إمكانية محدودة لخفض التكاليف وتحسين الكفاءة
محلل كهربائي منخفض التكلفةتتطلب صيانة مكثفة
حجم كبير للتكديساستجابة متواضعة، ومعدلات تغيير سريعة، ومرونة (حمل أدنى 20%)
نسبة شوائب الهيدروجين منخفضة للغاية (0.001%)تتطلب المفاعلات التي تقل قدرتها عن 250  كيلوواط محولات تيار متردد/مستمر غير عادية.
 يتدهور المحلول الإلكتروليتي المسبب للتآكل عند عدم التشغيل بشكل طبيعي
التحليل الكهربائي لغشاء تبادل البروتونات (PEME)
ميزةالعيوب
تقنية موثوقة (بدون حركية) وتصميم بسيط وصغير الحجمتكاليف استثمارية عالية (معادن نفيسة، أغشية)
وقت استجابة سريع جداًعمر الأغشية المحدود
إمكانية خفض التكاليف (التصميم المعياري)يتطلب نقاءً عالياً للماء
خلية التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب (SOEC)
ميزةالعيوب
أعلى كفاءة في التحليل الكهربائيمستوى جاهزية تكنولوجية منخفض للغاية (إثبات المفهوم)
تكاليف رأسمالية منخفضةعمر افتراضي قصير بسبب ارتفاع درجة الحرارة وتأثر استقرار المادة
إمكانيات التكامل مع عملية الميثنة الكيميائية (إعادة تدوير الحرارة)مرونة محدودة؛ يتطلب حملاً ثابتاً

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. ↑ بونغر، يو.؛ لاندينجر، إتش.؛ بشور-شوبرر، إي.؛ شميدت، بي.؛ وايندورف، دبليو.؛ جوهرينز، جيه.؛ لامبرخت، يو.؛ ناومان، كيه.؛ ليشكه، إيه. (11 يونيو 2014). تحويل الطاقة إلى غاز في قطاع النقل - الوضع الراهن وآفاق التطوير (ملف PDF) (تقرير). وزارة النقل والبنية التحتية الرقمية الاتحادية (BMVI)، ألمانيا . تاريخ الاطلاع: 3 يونيو 2021 .
  2. 1 2 إيبرلي، أولريش؛ مولر، بيرند؛ فون هيلمولت، ريتمار (2012). "المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود والبنية التحتية للهيدروجين: الوضع الحالي لعام 2012" . مجلة الطاقة والعلوم البيئية . 5 (10): 8780. رمز Bibcode : 2012EnEnS...5.8780E . doi : 10.1039/C2EE22596D . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 ديسمبر 2014 .
  3. 1 2 ميلينا، م.و.؛ أنطونيا، أ.؛ بينيف، م. (مارس 2013). مزج الهيدروجين في شبكات خطوط أنابيب الغاز الطبيعي: مراجعة للقضايا الرئيسية (ملف PDF) (تقرير). المختبر الوطني للطاقة المتجددة. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 23 ديسمبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 ديسمبر 2022 .
  4. 1 2 "أخبار غاز البوتان والبروبان من بي بي إن" . 7 أبريل 2016. مؤرشف من الأصل في 30 ديسمبر 2017. تم الاطلاع عليه في 10 أبريل 2017 .
  5. ↑ موجنسن إم بي، تشين إم، فراندسن إتش إل، جريفز سي، هانسن جيه بي، هانسن كيه في، هاوخ إيه، جاكوبسن تي، جنسن إس إتش، سكافت تي إل، صن إكس (سبتمبر 2019). "خلايا أكسيد صلبة قابلة للعكس من أجل طاقة نظيفة ومستدامة" . الطاقة النظيفة . 3 (3): 175-201 . doi : 10.1093/ce/zkz023 . يتوفر بسهولة أكثر من 100 ضعف من الطاقة الشمسية الكهروضوئية اللازمة، ويمكن للرياح المتاحة عمليًا وحدها أن توفر إمدادات كافية من الطاقة للعالم. ونظرًا لتقطع هذه المصادر، ثمة حاجة إلى تقنية فعالة وغير مكلفة لتحويل الطاقة وتخزينها. يُقدم هذا البحث دوافع التطبيق المحتمل للتحليل الكهربائي لخلايا الأكسيد الصلبة القابلة للعكس (RSOCs)، بما في ذلك مقارنة بين تحويل الطاقة إلى وقود/تحويل الوقود إلى طاقة وتقنيات تحويل الطاقة وتخزينها الأخرى.
  6. ↑ "EUTurbines" . www.poertheeu.eu . EUTurbines.
  7. ↑ أندروز، جون؛ شباني، بهمن (يناير 2012). "إعادة تصور دور الهيدروجين في اقتصاد الطاقة المستدام". المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 37 (2): 1184-1203 . Bibcode : 2012IJHE...37.1184A . doi : 10.1016/j.ijhydene.2011.09.137 .
  8. ↑ ستافيل، إيان؛ سكامان، دانيال؛ فيلازكيز آباد، أنتوني؛ بالكومب، بول؛ دودز، بول إي.؛ إيكينز، بول؛ شاه، نيلاي؛ وارد، كيت ر. (2019). "دور الهيدروجين وخلايا الوقود في نظام الطاقة العالمي" . مجلة الطاقة والعلوم البيئية . 12 (2): 463-491 . Bibcode : 2019EnEnS..12..463S . doi : 10.1039/C8EE01157E . hdl : 10044/1/65315 .
  9. ↑ "أول عملية بيع لمحطة تحويل الطاقة إلى غاز في ألمانيا" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2013-05-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-05-17 .
  10. ↑ بدء أعمال الإنشاء في محطة ITM Power التجريبية لتحويل الطاقة إلى غاز في فرانكفورت. مؤرشف بتاريخ 11 نوفمبر 2013 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
  11. ↑ "حقن الهيدروجين في شبكة توزيع الغاز الألمانية –" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2014-03-08 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2013-12-05 .
  12. ↑ «شركة إي.أون تفتتح وحدة تحويل الطاقة إلى غاز في فالكنهاغن بشرق ألمانيا» . إي.أون (بيان صحفي). 28 أغسطس/آب 2013. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 سبتمبر/أيلول 2013.
  13. ↑ "الهيدروجينيات وإنبريدج لتطوير تخزين الطاقة على نطاق المرافق العامة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11-11-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-11-2013 .
  14. ↑ «شركة إي. أون هانز تبدأ بناء محطة تحويل الطاقة إلى غاز في هامبورغ» . 25 يونيو 2013. مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 مارس 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 نوفمبر 2013 .
  15. ↑ "وحدة تجريبية لتحويل الطاقة إلى غاز تابعة لشركة E.ON في فالكنهاغن خلال السنة الأولى من التشغيل" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 نوفمبر 2014 .
  16. ↑ "محطة طاقة رياح ألمانية مزودة بمحلل كهربائي هيدروجيني بقدرة 1 ميغاواط لتخزين الطاقة من خلال تحويل الطاقة الكهربائية إلى غاز" . مجلة "تركيز الطاقة المتجددة " . 17 أكتوبر 2013. مؤرشف من الأصل في 1 يونيو 2017. تم الاطلاع عليه في 21 يوليو 2017 .
  17. ↑ "RH2-WKA" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-11-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-11-2013 .
  18. ↑ «مشروع INGRID يُطلق مُحللًا كهربائيًا بقدرة 1.2 ميغاواط مع سعة تخزين 1 طن لموازنة الشبكة الذكية في إيطاليا» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 نوفمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2013 .
  19. ↑ "موازنة الشبكة، تحويل الطاقة إلى غاز (PtG)" (ملف PDF) . مؤرشف (PDF) من الأصل بتاريخ 11-11-2013 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-11-2013 .
  20. ^ برينزلاو ويندبارك (ألمانيا)
  21. ↑ "مجمع الطاقة في ماينز" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 نوفمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 نوفمبر 2014 .
  22. ↑ شيرماير، كويرين (10 أبريل 2013). "الطاقة المتجددة: رهان ألمانيا على الطاقة: خطة طموحة لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري يجب أن تتجاوز بعض العقبات التقنية والاقتصادية الكبيرة" . مجلة نيتشر . مؤرشف من الأصل في 13 أبريل 2013. تم الاطلاع عليه في 10 أبريل 2013 .
  23. ^ "Un démonstrateur Power to Gas en Service à Nantes" . Lemoniteur.fr (بالفرنسية). 2018 . تم الاسترجاع في 9 فبراير 2018 ..
  24. ↑ "شركتا TES وEWE تبنيان محللًا كهربائيًا بقدرة 500 ميغاواط في مركز فيلهلمسهافن للطاقة الخضراء" . 25 نوفمبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 ديسمبر 2022 ..
  25. ^ "أرشيف الطاقة و Dekarbonisierung" . تم الاسترجاع 2013/12/05 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  26. ↑ "تحليلات أنظمة DNV-Kema لتحويل الطاقة إلى غاز" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 24 يناير 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أغسطس 2014 .
  27. ↑ غائب، كريم؛ بن فارس، فاطمة زهرة (2018). "تحويل الطاقة إلى ميثان: مراجعة لأحدث التقنيات" (ملف PDF) . مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 81 : 433-446 . Bibcode : 2018RSERv..81..433G . doi : 10.1016/j.rser.2017.08.004 . تاريخ الاسترجاع : 1 مايو 2018 .
  28. ↑ "شركات شبكات ألمانية تتحد لبناء محطة لتحويل الطاقة إلى غاز" . رويترز . 16 أكتوبر/تشرين الأول 2018. مؤرشف من الأصل في 16 أكتوبر/تشرين الأول 2018. تم الاطلاع عليه في 17 أكتوبر/تشرين الأول 2018 .
  29. ^ "Weltweit größte Power-to-Gas-Anlage zur Methan-Erzeugung geht in Betrieb" . ZSW-BW.de (باللغة الألمانية). مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2012-11-07 . تم الاسترجاع 2017/12/01 .
  30. ↑ "تحول الطاقة في الخزان" . Audi.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2014-06-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2014-06-03 .
  31. ↑ "الشركة" . Audi.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2014-06-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2014-06-04 .
  32. ↑ "قسم تكنولوجيا الاحتراق في معهد إنجلر-بونته - مشروع هيلميث" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 7 ديسمبر 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أكتوبر 2014 .
  33. ↑ "الصفحة الرئيسية للمشروع - هيلميث" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 31-10-2014 .
  34. ↑ "معهد كارلسروه للتكنولوجيا - بيان صحفي رقم 044/2014" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 أكتوبر 2014 .
  35. ↑ "معهد كارلسروه للتكنولوجيا - بيان صحفي 009/2018" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-02-2018 .
  36. ↑ "الصفحة الرئيسية للمشروع - هيلميث" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 21-02-2018 .
  37. ^ DIN EN 16723-2:2017-10 - Erdgas und Biomethan zur Verwendung im Transportwesen und Biomethan zur Einspeisung ins Erdgasnetz
  38. ^ "Deutscher Verein des Gas und Wasserfaches eV: بيان صحفي - Project Store&Go" . مؤرشفة من الأصلي بتاريخ 2016-08-01 . تم الاسترجاع 2016/12/12 .
  39. ↑ "وات دور للجميع: "ستور آند جو" - شبكة غاز أرضية كبطارية عملاقة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 21-02-2017 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-12-2016 .
  40. ↑ "Store&Go، تقنيات تخزين الطاقة المبتكرة واسعة النطاق ومفاهيم تحويل الطاقة إلى غاز بعد التحسين" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-11-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-12-2016 .
  41. ^ "التأثير القانوني للتحويل المبتكر للطاقة في العمليات" . 14 نوفمبر 2016 . تم الاسترجاع 2016/12/12 .
  42. ↑ "الصفحة الرئيسية للمشروع - STORE&GO" . تم الاطلاع عليها بتاريخ 12-12-2016 .
  43. ↑ «الجمعية الألمانية للغاز والمياه الكهربائية: بيان صحفي - بدأ مشروع STORE&GO المبتكر، الذي تبلغ تكلفته 28 مليون يورو، بإثبات إمكانية تخزين الطاقة على نطاق واسع باستخدام تقنية تحويل الطاقة إلى غاز» (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 19 أكتوبر 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 ديسمبر 2016 .
  44. ↑ دويتزمان، يورغ س.؛ شاهين، ميرفي؛ سبورمان، ألفريد م. (2015). "دويتزمان، يورغ س.؛ شاهين، م.؛ سبورمان، ألفريد م.، الإنزيمات خارج الخلوية تُسهّل امتصاص الإلكترونات في التآكل الحيوي والتخليق الحيوي الكهربائي" . mBio . 6 ( 2). doi : 10.1128/mBio.00496-15 . PMC 4453541. PMID 25900658 .  
  45. ↑ ييتس، ماثيو د.؛ سيجرت، مايكل؛ لوجان، بروس إي. (2014). "تطور الهيدروجين المحفز بواسطة خلايا حية وغير حية على الكاثودات الحيوية". المجلة الدولية لطاقة الهيدروجين . 39 (30): 16841-16851 . Bibcode : 2014IJHE...3916841Y . doi : 10.1016/j.ijhydene.2014.08.015 .
  46. ↑ مارشال، سي دبليو؛ روس، دي إي؛ فيشو، إي بي؛ نورمان، آر إس؛ ماي، إتش دي (2012). " التخليق الكهربائي للمواد الكيميائية الأساسية بواسطة مجتمع ميكروبي ذاتي التغذية" . مجلة علم الأحياء الدقيقة التطبيقية والبيئية . 78 (23): 8412-8420 . Bibcode : 2012ApEnM..78.8412M . doi : 10.1128/aem.02401-12 . PMC 3497389. PMID 23001672 .  
  47. ↑ سيجرت، مايكل؛ ييتس، ماثيو د.؛ كال، دوغلاس ف.؛ تشو، شيوبينغ؛ سبورمان، ألفريد؛ لوغان، بروس إي. (2014). "مقارنة مواد الكاثود غير النفيسة لإنتاج الميثان بواسطة التخليق الكهربائي للميثان" . مجلة ACS للكيمياء والهندسة المستدامة . 2 (4): 910-917 . Bibcode : 2014ASCE....2..910S . doi : 10.1021/ sc400520x . PMC 3982937. PMID 24741468 .  
  48. ↑ تشنغ، شاوآن؛ شينغ، ديفنغ؛ كال، دوغلاس ف.؛ لوغان، بروس إي. (2009). "التحويل البيولوجي المباشر للتيار الكهربائي إلى غاز الميثان عن طريق التخليق الكهربائي للميثان". العلوم البيئية . 43 (10): 3953-3958 . Bibcode : 2009EnST...43.3953C . doi : 10.1021/es803531g . PMID 19544913 . 
  49. ↑ بيز-فاسبندر، باسكال ف.؛ غروت، جان-فيليب؛ غاريلفس، جوليا؛ ستراتمان، مارتن؛ مايرهوفر، كارل جيه جيه (2015). "التخليق الكهربائي الميكروبي الانتقائي للميثان بواسطة مزرعة نقية من عتائق بحرية ذاتية التغذية". الكيمياء الحيوية الكهربائية . 102 : 50-5 . Bibcode : 2015Bioel.102...50B . doi : 10.1016/j.bioelechem.2014.11.004 . PMID 25486337 . 
  50. ↑ سيجرت، مايكل؛ ييتس، ماثيو د.؛ سبورمان، ألفريد م.؛ لوجان، بروس إي. (2015). " تهيمن بكتيريا الميثانوبكتيريوم على مجتمعات العتائق الحيوية في خلايا التحليل الكهربائي الميكروبي المولد للميثان" . مجلة ACS للكيمياء والهندسة المستدامة . 3 (7): 1668-1676. Bibcode : 2015ASCE....3.1668S . doi : 10.1021/acssuschemeng.5b00367 .
  51. ↑ سيجرت، مايكل؛ لي، شيو-فين؛ ييتس، ماثيو د.؛ لوجان، بروس إي. (2015). "وجود الميثانوجينات الهيدروجينية في اللقاح يحسن إنتاج غاز الميثان في خلايا التحليل الكهربائي الميكروبي" . مجلة فرونتيرز في علم الأحياء الدقيقة . 5 : 778. Bibcode : 2015FrMic...500778S . doi : 10.3389/fmicb.2014.00778 . PMC 4295556. PMID 25642216 .  
  52. ↑ ساتو، كوزو؛ كاواغوتشي، هيديو؛ كوباياشي، هاجيمي (2013). "التحويل الكهروكيميائي الحيوي لثاني أكسيد الكربون إلى ميثان في خزانات التخزين الجيولوجية". تحويل الطاقة وإدارتها . 66 : 343. Bibcode : 2013ECM....66..343S . doi : 10.1016/j.enconman.2012.12.008 .
  53. ↑ "إنتاج البروتين الحيوي" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 10 مايو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يناير 2018 .
  54. ↑ "سيُستخدم الغذاء المصنوع من الغاز الطبيعي قريبًا لإطعام حيوانات المزارع - ولإطعامنا أيضًا" . مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٢ ديسمبر ٢٠١٩. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٣١ يناير ٢٠١٨ .
  55. ↑ «مشروع جديد يختار موقع كارجيل في ولاية تينيسي لإنتاج بروتين كاليستا فيدكايند» . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 ديسمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 يناير 2018 .
  56. ↑ "تقييم الأثر البيئي لبروتين FeedKind" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 2 أغسطس 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 يونيو 2017 .
  57. ↑ "يتم تحويل فائض طاقة الرياح إلى غاز أخضر في أفيدور" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 مايو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 مايو 2014 .
  58. ↑ "Electrochaea" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 يناير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2014 .
  59. ↑ مارتن، ماثيو ر.؛ فورنيرو، جيفري ج.؛ ستارك، ريبيكا؛ ميتس، لورينز؛ أنجينينت، لارجوس ت. (2013). "عملية حيوية أحادية المزرعة لبكتيريا ميثانوثيرموباكتر ثيرماوتوتروفيكوس لتحسين غاز الهاضم الحيوي بواسطة ثاني أكسيد الكربون2 -إلى-CH4. التحويل باستخدامالهيدروجين2 ".Archaea.2013157529.doi:10.1155/2013/157529.PMC3806361.PMID24194675. Article ID 157529.  
  60. ↑ "تخزين الطاقة بتحويل الطاقة إلى غاز - وصف التقنية" . Electrochaea.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 12 يناير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يناير 2014 .
  61. ↑ "محطة تحويل الطاقة إلى غاز في ديلفزيل" . نوم . 15 أبريل 2014. مؤرشف من الأصل في 31 مايو 2014. تم الاطلاع عليه في 30 مايو 2014 .
  62. ↑ كاماتشو-لوبيز، تارا. "من أشعة الشمس إلى البنزين" . سانديا للطاقة . وزارة الطاقة الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2015 .
  63. ↑ برنامج ساترداي نايت لايف: تحويل أشعة الشمس إلى بنزين - إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون بالطاقة الشمسية إلى وقود هيدروكربوني
  64. ↑ "سانديا ومشروع تحويل الطاقة الشمسية إلى بنزين: وقود نقل متجدد جاهز للاستخدام" . فرص الأعمال الفيدرالية . الحكومة الفيدرالية الأمريكية. 29 أكتوبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  65. ↑ بييلو، ديفيد (23 سبتمبر 2010). "الاحتراق العكسي: هل يمكن تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى وقود؟" . مجلة ساينتفك أمريكان - الطاقة والاستدامة . مؤرشف من الأصل في 16 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2015 .
  66. ↑ لافيل، ماريان (11 أغسطس/آب 2011). "إعادة تدوير الكربون: استخراج الوقود من الهواء" . ناشيونال جيوغرافيك - أخبار . جمعية ناشيونال جيوغرافيك. مؤرشف من الأصل في 20 مايو/أيار 2015. تم الاطلاع عليه في 19 مايو/أيار 2015 .
  67. ↑ "طريقة مبتكرة لتحويل غازات الاحتباس الحراري إلى وقود حيوي" . وايزمان المملكة المتحدة . وايزمان المملكة المتحدة. رقم المؤسسة الخيرية المسجلة: 232666. 18 ديسمبر 2012. تاريخ الاطلاع: 19 مايو 2015 .
  68. ↑ " CO2 وHعملية تفكك الأكسجين .عملية تكنولوجياالوقود الجديد. شركة وقود ثاني أكسيد الكربون المحدودة. مؤرشف منالأصلفي20 مايو 2015.تم الاطلاع عليه في19 مايو2015.
  69. ↑ "النشرة الإخبارية NewCO2Fuels، العدد 1" (PDF) . سبتمبر 2012.
  70. ↑ "من التحدي إلى الفرصة " شركة جديدة2. الوقود: مقدمة...(ملف PDF).مؤرشف(ملف PDF)من الأصل بتاريخ 30-05-2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ30-05-2015.
  71. ↑ مشروع "سولار جيت" . سولار جيت . مكتب مشروع سولار جيت: ARTTIC. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  72. ^ “ضوء الشمس لوقود الطائرات” . ETH زيوريخ . Eidgenössische Technische Hochschule زيورخ. 28 أبريل 2014 مؤرشفة من الأصلي في 10 سبتمبر 2014 . تم الاسترجاع 15 مايو 2015 .
  73. ↑ ألكسندر، ميغ (1 مايو 2014). "وقود طائرات "شمسي" مصنوع من الماء وثاني أكسيد الكربون . جيزماج . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  74. ↑ "تُظهر شركة سولارجيت العملية الكاملة للإنتاج الحراري الكيميائي لوقود الطائرات المتجدد من الماء وثاني أكسيد الكربون" . مؤتمر السيارات الخضراء . مجموعة بيو إيج، ذ.م.م. 28 أبريل 2015. مؤرشف من الأصل في 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2015 .
  75. ↑ "ألدو شتاينفيلد - الغاز التخليقي الشمسي" . حل لإيجاد <X> . شركة جوجل.
  76. ↑ "تخمير الوقود في فرن شمسي" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 19-05-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30-05-2015 .
  77. ↑ "التحلل الاصطناعي، الوقود الاصطناعي من ثاني أكسيد الكربون والكهرباء والبخار" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 21-05-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30-05-2015 .
  78. ↑ "الوقود الاصطناعي (التحلل الاصطناعي)" . Thoughtware.TV . 17 يونيو 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 مايو 2015 .
  79. ↑ ستوتس، سي إم؛ أوبراين، جيه تي؛ هارتفيغسن، جيه. (2007). "إنتاج غاز التخليق المحايد للكربون عبر الاختزال الإلكتروليتي عالي الحرارة للبخار وثاني أكسيد الكربون٢ (ملف PDF).المؤتمر والمعرض الدولي للهندسة الميكانيكية لعام ٢٠٠٧ الصادر عن الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME). المؤتمر والمعرض الدولي للهندسة الميكانيكية لعام ٢٠٠٧ الصادر عن الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME)، ١١-١٥ نوفمبر ٢٠٠٧، سياتل، واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية. المجلد ١٥: المنتجات والعمليات المستدامة. الصفحات١٨٥-١٩٤.doi:10.1115/IMECE2007-43667.ISBN  978-0-7918-4309-3تمت أرشفة هذا الملف من النسخة الأصلية (PDF) بتاريخ 21 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 مايو 2015 .
  80. ↑ "نظرة عامة على مبادرة الهيدروجين النووي" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 24-09-2015 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30-05-2015 .
  81. ↑ تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين النووي
  82. ↑ التحليل الكهربائي لإنتاج الوقود الاصطناعي (مؤرشف بتاريخ 30 مايو 2015 في أرشيف الإنترنت)
  83. ↑ "دليل أساسيات وقود الرياح - شرح مبسط لغير المتخصصين" . دوتي إنرجي . مؤرشف من الأصل بتاريخ 16 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 مايو 2015 .
  84. ↑ "تأمين مستقبلنا في مجال الطاقة من خلال إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون بكفاءة"2. تحويل الوقود إلى وقود النقل(ملف PDF).مؤرشف(ملف PDF)من النسخة الأصلية بتاريخ 4 مارس 2016.تم الاطلاع عليه بتاريخ30 مايو 2015.
  85. ↑ "عملية AFS - تحويل الهواء إلى وقود مستدام" . مراجعة فنية لتخليق وقود الهواء . شركة تخليق وقود الهواء المحدودة. مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه في 19 مايو 2015 .
  86. ↑ دراسة حالة: وحدة العرض التوضيحي AFS
  87. ↑ "سيارات تعمل بالهواء؟" . PlanetForward.org . Planet Forward. مؤرشف من الأصل في 30 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 20 مايو 2015 .
  88. ↑ رابير، روبرت (31 أكتوبر 2012). "المستثمرون يحذرون من الوقود الوهمي" . إنفستنج ديلي . مؤرشف من الأصل في 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 17 مايو 2015 .
  89. ↑ ويليامز، ك. ر.؛ فان لوكيرين كامبان، ن. الوقود الاصطناعي من ثاني أكسيد الكربون الجوي (ملف PDF) (تقرير). مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 4 مارس 2013.
  90. ↑ "شركة Air Fuel Synthesis Limited" . www.thegazette.co.uk . صحيفة ذا غازيت . تاريخ الاطلاع: 19 أكتوبر 2018 .
  91. ↑ "باحثو جامعة بن غوريون يبتكرون بديلاً صديقاً للبيئة للنفط الخام" . جامعة بن غوريون في النقب . 13 نوفمبر 2013. تاريخ الاطلاع: 17 مايو 2015 .
  92. ↑ "قصة نجاح حديثة: تحويل ثاني أكسيد الكربون، وهو غاز دفيئة ضار، إلى وقود يمكن استخدامه في النقل" . مؤسسة الطاقة البديلة الاستراتيجية الإسرائيلية (I-SAEF) . تاريخ الاطلاع: 15 مايو 2015 .
  93. ↑ «باحثو جامعة بن غوريون يطورون نوعًا جديدًا من النفط الخام باستخدام ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين» . الجمعية الأمريكية (جامعة بن غوريون في النقب) . الجمعية الأمريكية (AABGU). مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  94. ↑ «باحثو جامعة بن غوريون يطورون عملية أكثر كفاءة لهدرجة ثاني أكسيد الكربون إلى نفط خام اصطناعي» . مؤتمر السيارات الخضراء . مجموعة بيو إيج، ذ.م.م. 21 نوفمبر 2013. مؤرشف من الأصل في 4 أغسطس 2015. تم الاطلاع عليه في 15 مايو 2015 .
  95. ↑ "وقود المستقبل: مركز أبحاث في دريسدن يُنتج الدفعة الأولى من سيارات أودي الكهربائية التي تعمل بالديزل" . بيان صحفي من خدمات أودي الإعلامية . إنغولشتات/برلين: أودي إيه جي. 21 أبريل 2015. مؤرشف من الأصل في 19 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 23 مايو 2015 .
  96. ↑ رابير، روبرت. "هل يُعدّ ديزل أودي المحايد للكربون نقلة نوعية؟" . مجلة اتجاهات الطاقة . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 مايو 2015 .
  97. ↑ نوفيلا، ستيفن (28 أبريل 2015). "28 أبريل 2015: سيارة أودي الكهربائية التي تعمل بالديزل" . مدونة نيورولوجيكا - التكنولوجيا . ستيفن نوفيلا، دكتور في الطب. مؤرشف من الأصل في 30 مايو 2015. تم الاطلاع عليه في 24 مايو 2015 .
  98. ↑ "كيف تخطط البحرية الأمريكية لتحويل مياه البحر إلى وقود طائرات" . الطاقة البديلة . altenergy.org . تاريخ الاطلاع: 8 مايو 2015 .
  99. ↑ "براءة الاختراع: US 20140238869 A1" . براءات اختراع جوجل . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 18 مايو 2015. تم الاطلاع عليها بتاريخ 8 مايو 2015 .
  100. ↑ يبلغ إجمالي محتوى الكربون في محيطات العالم حوالي 38,000 جيجا طن من الكربون. أكثر من 95% من هذا الكربون موجود على شكل أيون البيكربونات المذاب (HCO₃⁻ ) . كلاين، ويليام (1992). اقتصاديات الاحتباس الحراري . واشنطن العاصمة: معهد الاقتصاد الدولي. البيكربونات والكربونات المذابة في المحيط هي في الأساس ثاني أكسيد الكربون المرتبط ، ومجموع هذه الأنواع مع ثاني أكسيد الكربون الغازي ، كما هو موضح في المعادلة التالية، يمثل إجمالي تركيز ثاني أكسيد الكربون [CO₂ ] T في محيطات العالم. Σ[CO₂ ] T = [CO₂ ( g)] l + [ HCO₃⁻ ] + [ CO₃²⁻ ]
  101. ↑ تخزين الكهرباء في التحول الطاقي الألماني (ملف PDF) (تقرير). أغورا إنرجي ويندي. ديسمبر 2014. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 22 أكتوبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 فبراير 2020 .
  102. ↑ "تحويل طاقة الرياح إلى هيدروجين" . هاي!تك . سيمنز . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 يوليو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يونيو 2014 .
  103. ↑ ميلارد، راشيل (13 فبراير 2023). "ضخ الهيدروجين في خط أنابيب الغاز الرئيسي بحلول عام 2025" . صحيفة التلغراف . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0307-1235 . تاريخ الاسترجاع: 30 أبريل 2023 . 
  104. ↑ "لماذا تم تحديد مستوى الهيدروجين بحد أقصى 20%؟" . HyDeploy . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 أبريل 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أبريل 2023 .
  105. ↑ مشروع NaturalHY (5 مايو 2010). "استخدام نظام الغاز الطبيعي الحالي لإنتاج الهيدروجين" . مجلة EXERGIA. مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 أكتوبر 2014. تاريخ الاطلاع: 21 يونيو 2014 .
  106. ↑ المختبر الوطني للطاقة المتجددة - مزج الهيدروجين في شبكات خطوط أنابيب الغاز الطبيعي: مراجعة للقضايا الرئيسية
  107. ↑ فولكر كواشنينج ، نظام الطاقة المتجددة. التكنولوجيا - Berechnung - المحاكاة ، هانسر 2013، ص 373.
  108. ↑ جنسن وآخرون (2015). "تخزين الكهرباء على نطاق واسع باستخدام خلايا أكسيد صلبة قابلة للعكس مقترنة بتخزين ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض 2 وCH٤. مجلةعلوم الطاقة والبيئة.٨(٨):٢٤٧١-٢٤٧٩.doi:10.1039/c5ee01485a.S2CID93334230. 
  109. ↑ بوتيرا، جياكومو؛ وآخرون (2019). "نظام جديد لتخزين الكهرباء على نطاق واسع كغاز طبيعي اصطناعي باستخدام خلايا أكسيد صلبة مضغوطة قابلة للعكس" (ملف PDF) . الطاقة . 166 : 738-754 . Bibcode : 2019Ene...166..738B . doi : 10.1016/j.energy.2018.10.079 . S2CID 116315454 .  
  110. ^ (ألمانية) Fraunhofer -Energiewirtschaftliche und ökologische Bewertung eines Windgas-Angebotes، ص. 18
  111. ↑ غروند، لوكاس؛ هولشتاين، يوهان (فبراير 2014). "تحويل الطاقة إلى غاز: الارتقاء بسلم الجاهزية التكنولوجية" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 3 مارس 2020. تم الاطلاع عليه في 3 مارس 2020 .

للمزيد من القراءة