إنتاج الألومنيوم منخفض الكربون باستعمال الهيدروجين.. لأول مرة

أعلنت شركة كونستليوم الأميركية (Constellium) نجاح أول تجربة لإنتاج الألومنيوم منخفض الكربون ما يعزز خططها الرامية لخفض الانبعاثات وتحقيق الاستدامة.

إنتاج الألومنيوم منخفض الكربون

واستعملت الشركة الهيدروجين بوصفه وقوداً بديلاً عن حرق الغاز الطبيعي والأكسجين في عمليات تجريبية لصهر معدن الألومنيوم وصبه.

وحصلت التجربة على دعم من مشروع تابع للاتحاد الأوروبي بهدف التحول عن الغاز الأحفوري إلى الهيدروجين من أجل إزالة الانبعاثات الناتجة عن صناعة الألومنيوم والصلب.

ويتطلّب إنتاج الألومنيوم استهلاكاً كثيفاً للطاقة وشكلت انبعاثات توليد الكهرباء 60 بالمئة من إجمالي انبعاثات الصناعة عالمياً.

وطالبت وكالة الطاقة الدولية بتسريع نشر تقنيات منخفضة الانبعاثات داخل قطاع الألومنيوم الذي أطلق نحو 270 مليون طن من الانبعاثات المباشرة لغاز ثاني أكسيد الكربون في عام 2022.

عملية الإنتاج

وتقول شركة كونستليوم إنها استعملت فرناً يعمل بوقود الهيدروجين في صهر كمية من الألومنيوم ثم صبها في لوح وزنه 12 طناً وذلك في أول عملية من نوعها بهذا الحجم على الإطلاق.

وجرت العملية داخل مركز الأبحاث والتطوير الرئيس للشركة في فوريب جنوب شرقي فرنسا (C-TEC).

وشهدت العملية الالتزام ببروتوكولات داخلية صارمة وشملت أعمال مراقبة الجودة استعمال تقنية “باستسكان” التي طورتها الشركة لتقييم جودة الألومنيوم خلال مراحل عملية الصب بمستوى مراقبة أعلى بألف مرة من التقنيات الحالية.

وبحسب البيان الصحفي الذي نشرته شركة كونستليوم عبر موقعها الإلكتروني الرسمي فإن جودة الألومنيوم المنتَج لم تتأثر باستعمال حرق الهيدروجين بدلاً من الغاز الطبيعي في عملية الصب.

وبعد ذلك سيتعرض الألومنيوم إلى مزيد من المعالجة داخل موقع تابع للشركة في نيوف-بريساش الفرنسية لاستعماله في صناعة السيارات الكهربائية.

الألومنيوم منخفض الكربون

كما أطلقت شركة كونستليوم مبادرة في 12 آذار2024 لبدء التجارب الصناعية لاستعمال الهيدروجين في مسابك الألومنيوم الخاصة بها.

وبحسب الشركة تعد عمليات إعادة تدوير الألومنيوم والصب من بين أكثر العمليات في كثافة استهلاك الطاقة وتسهم مجتمعة في نصف انبعاثات غازات الدفيئة المباشرة التي تطلقها الشركة.

وبعد تجارب معملية واعدة في عام 2022 أثبتت الشركة أن حرق الهيدروجين لا يقلل من كفاءة الطاقة ومعدل الأكسدة وجودة المنتج وفق تقرير لمنصة “إيه إل سيركل” (alcircle).

وفي هذا الصدد يقول النائب الأول لرئيس شركة كونستليوم وكبير المسؤولين الفنيين لودوفيك بيكييه إن حرق الهيدروجين بديلاً عن الغاز الطبيعي لإنتاج الألومنيوم منخفض الكربون يؤكد التزام الشركة بتحقيق الاستدامة ويمهد الطريق إلى ابتكارات مستقبلية في التقنيات الخضراء.

إنجاز مهم

وتقول شركة كونستليوم إن نجاح صهر وصب 12 طناً من الألومنيوم بحرق الهيدروجين لأول مرة هو بمثابة إنجاز مهم في رحلتها لإزالة الكربون من الأنشطة الصناعية.

وبدأت الشركة استكشاف سبل استعمال الهيدروجين بديلاً عن الغاز على النطاق الصناعي شريطة أن يكون الهيدروجين أخضر ومتاحاً أكثر وفاعلاً من حيث التكلفة للتطبيقات الصناعية.

ويشار هنا إلى أن الهيدروجين يتم إنتاجه بفصل ذرة الماء إلى هيدروجين وأكسجين بوساطة أجهزة المحللات الكهربائية، وعند استعمال مصادر الطاقة المتجددة في العملية يُطلق على الهيدروجين أخضر.

وتشارك الشركة في مشروعات تتضمن العديد من أصحاب المصالح لدفع تقنيات الهيدروجين في إزالة الكربون من الصناعة.

وانضمت الشركة إلى مبادرة “إتش واي إن هيت” (HyInHeat) التابعة للاتحاد الأوروبي والمعنية بإزالة الكربون من الألومنيوم والصلب عبر استبدال الهيدروجين بالغاز الطبيعي.

كما تبحث الشركة في إمكان استعمال تقنيات أخرى بديلة عن الهيدروجين لإزالة الكربون وإنتاج الألومنيوم منخفض الكربون ومنها الكهربة المباشرة.

ثلاث مسارات لإنتاج الألومنيوم منخفض الكربون

ومع توقعات بارتفاع الطلب على الألومنيوم بنسبة 40 بالمئة بحلول نهاية العقد الجاري ظهرت مطالبات بضرورة إيجاد طرق فعّالة لإنتاج الألومنيوم منخفض الكربون.

ومع انتشار استعمال المعدن خفيف الوزن من المعلبات وحتى السيارات الكهربائية، تشير تقديرات إلى أن إنتاج الألومنيوم مسؤول عن 3 بالمئة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الصناعية عالميا.

وقدم المنتدى الاقتصادي العالمي (WEF) 3 مسارات لتحقيق هدف الحياد الكربوني لصناعة الألومنيوم بحلول عام 2050 وهي كالآتي:

1- التوسع في استعمال الكهرباء من مصادر الطاقة المتجددة أو منخفضة الكربون في عملية الإنتاج.

2- تطوير تقنيات رائدة تعالج الانبعاثات المباشرة عبر زيادة البحث والتطوير وتجربة تقنيات جديدة.

3- زيادة إعادة تدوير الألومنيوم للحد من البصمة الكربونية.