إنتاج وقود من الماء والهواء لتشغيل الطائرات

تعمل شركتا Carbon Engineering الكندية وLanzaTech البريطانية على تحقيق حلم إنتاج وقود طائرات صديق للبيئة وخال من الانبعاثات السامة المضرة بالبيئة، فبدعم من الخطوط الجوية البريطانية وطيران Virgin Atlantic، وبمساعدة بعض التمويل الحكومي، ستنشر الشركتان، في مارس/آذار، دراسة جدوى تحدد كيفية إنتاج 100 مليون لتر من وقود الطائرات عديم الانبعاثات كل عام اعتباراً من نهاية العقد 2020.

حسب تقرير لصحيفة The Times البريطانية، الأحد 8 أغسطس/آب 2021، فإن هذا الابتكار سيكون بمثابة معجزة هندسية، إذ إنه سيصل إلى وقود أكثر نظافة يعمل على دمج الهواء بالماء، من أجل تشغيل الطائرات، بينما يعتقد العلماء أن هذه الرؤية ستؤتي ثمارها في غضون سنوات قليلة فقط.

بداية حقبة جديدة

يوفر الوقود الصناعي، الذي يُنتَج من الجمع بين ثاني أكسيد الكربون الذي يُمتَص من الهواء مع الهيدروجين المُستخرَج من الماء- ما يعتقد الكثيرون أنه أفضل فرصة لتحقيق صافي صفر تلوث من الطيران.

في هذا الصدد، قالت إيمي رودوك، نائبة رئيس منطقة أوروبا لشركة Carbon Engineering: "هذه هي نقطة البداية حقاً". ويبحث الفريق عن موقع لإقامة مصنع إنتاج لهذا الوقود، والخياران الأرجح هما جنوب ويلز وشمال شرق أسكتلندا.

كما أضافت أن بدء المشروع قد يستغرق 4 سنوات؛ مشيرة إلى أنَّ "كمية الـ100 مليون لتر التي نقترحها تمثل حوالي 1% من احتياجات المملكة المتحدة كل عام. لكنك تطور أول مصنع، وتتعلم، ثم تبدأ في خفض التكاليف".

ما مدى واقعية هذه الرؤية؟ 

أثبتت هندسة الكربون أنها تستطيع استخدام التكنولوجيا لتجميع ثاني أكسيد الكربون من الهواء، والتحليل الكهربائي لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأوكسجين.

كما أظهرت الشركة أنه يمكنها الجمع بين هذه العناصر لصنع وقود اصطناعي يمكن استخدامه بديلاً لوقود الطائرات التقليدي.

عند حرق الوقود في محركات الطائرة، ينبعث ثاني أكسيد الكربون مرة أخرى في الغلاف الجوي؛ لكن نظراً لإزالته من هناك في البداية، فإنَّ النتيجة النهائية هي صفر انبعاثات.

تقول إيمي: "نحن نفعل نفس الشيء في مصنعنا التجريبي في كولومبيا البريطانية منذ عام 2017. لقد أنتجنا حتى الآن 50 لتراً".

لكن هذه الكمية صغيرة جداً؛ لدرجة أنَّ أية طائرة "جامبو" لن تحتاج إلا إلى 12 ثانية فقط لحرق كامل المخزون المُنتَج حتى الآن.

المرحلة الأصعب 

فالارتقاء بحجم الإنتاج إلى المستويات التجارية ليس بالأمر الهين؛ إذ إنَّ مجرد توفير كهرباء صديقة للبيئة لتحليل ما يكفي من الماء كهربائياً لفصل الهيدروجين لإنتاج وقود كافٍ لاحتياجات الطيران البريطانية سيتطلب مضاعفة إنتاج الطاقة المتجددة في البلاد. لكن إيمي رودوك تؤكد أنَّ هذه مجرد البداية.

تمثل هذه مشكلة تحتاج إلى حل، إذ يسهم قطاع الطيران بنسبة 2-3% من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية. وبحلول عام 2050، من المتوقع أن يكون قد استهلك 25% من ميزانية الكربون العالمية. 

في السياق نفسه، نشرت وزارة النقل البريطانية، في الشهر الماضي، مسودة Jet Zero Strategy -أو استراتيجية الوقود النفاث صفري الانبعاثات- التي تهدف إلى إظهار الوصول لرحلة عابرة للمحيطات خالية من الانبعاثات "في غضون جيل واحد" وتقليل الانبعاثات من الطيران إلى صافي الصفر بحلول عام 2050.

وهناك طرق مختلفة لتحقيق هذا الهدف؛ منها وقود الهيدروجين. عندما يحترق الوقود الأحفوري، ينتج ثاني أكسيد الكربون. لكن عندما يحترق الهيدروجين، فإنَّ المُنتَج الثانوي هو ببساطة الماء. ويعرف المهندسون أنَّ هذا يعمل بكفاءة. فقد وضعت ناسا رجلاً على القمر باستخدام صواريخ الهيدروجين. لكنها تشغل مساحة كبيرة؛ مما قد يؤدي إلى إزاحة أماكن خاصة بالركاب.

من جانبها، تعمل شركة Airbus على تطوير تصميمات طائرات هجينة وهيدروجينية جديدة، التي سيحترق فيها الهيدروجين السائل بواسطة محركات توربينية غازية مُعدَّلة. وتهدف إلى أن تصير أحد مفاهيم التصميمات الثلاثة "صفرية الانبعاثات" الخاصة بها جاهزة لنقل الركاب التجاريين بحلول عام 2035. وتنطوي الرحلات المدفوعة بالطاقة الكهربائية على إمكانات مبشرة أيضاً. وتُجرَى تجارب لنقل الركاب بين الجزر الأسكتلندية والبر الرئيسي. لكن الطيران لمسافات أبعد يمثل مشكلة.