الهيدروجين إلى اللانهاية

مشروع H2∞

أيقونة إشعار مهم ملاحظة: ترجم جهاز كمبيوتر هذه الصفحة. إذا كانت لديك أسئلة، فاتصل بخدمات اللغة على الرقم 6789-600-877-1.

لماذا الهيدروجين؟

نعتقد أن الهيدروجين سيلعب دورًا حاسمًا في مستقبل كاليفورنيا الخالي من الكربون. بالإضافة إلى إزالة الكربون من نظام الغاز، يمكن أن يساعد استخدام الوقود الخالي من الكربون مثل الهيدروجين في تقليل البصمة الكربونية في المناطق التي يصعب تزويدها بالكهرباء.

يرتبط الهيدروجين بشركة PG&E كوقود، أو كمادة تغذية للغاز الطبيعي المتجدد (RNG)، أو كمادة ناقلة للطاقة خالية من الكربون عند مزجه مع الغاز الطبيعي. سنستفيد من أعمالنا المتكاملة للغاز الطبيعي والكهرباء لاستكشاف تطبيقات الهيدروجين مثل المركبات الكهربائية لخلايا الوقود (FCEV)، والوقود للشبكات الكهربائية الصغيرة، والاحتراق في محطات الطاقة والأجهزة الموجودة. يُعد الهيدروجين أحد الطرق التي تهدف من خلالها شركة PG&E إلى إنشاء نظام للطاقة الخالية من الكربون في عام 2040 - قبل خمس سنوات من هدف كاليفورنيا المتمثل في محايدة الكربون.

مشروع تحويل الهيدروجين إلى بلا حدود

أطلقت شركة PG&E ومعاونينا أكثر مرافق نقل غاز الهيدروجين شمولاً في البلاد، والتي تسمى الهيدروجين إلى Infinity أو H2∞. وسيمزج الهيدروجين والغاز الطبيعي في خط أنابيب نقل معزول ونظام تخزين. سيتم بناء المنشأة التي تبلغ مساحتها 130 فدانًا في لودي بكاليفورنيا، وستكون بمثابة نقطة إثبات تشغيلية لممرات إنتاج الهيدروجين، ونقل خطوط الأنابيب، والتخزين، وفي نهاية المطاف الاحتراق في محطة الطاقة بمركز لودي للطاقة.

سيستخدم H2∞ هيدروجين نظيف يعمل بالطاقة المتجددة في الموقع، تكمله شبكة الكهرباء المحلية التي تتضمن طاقة متجددة كبيرة. مصدر المياه لإنتاج الهيدروجين هو منشأة معالجة مياه البقايا البيضاء في مدينة لودي. ويمكن أن توفر مياه مستصلحة بدون تأثير على إمدادات المياه المحلية.

يحتوي الهيدروجين الأخضر على العديد من التطبيقات المحتملة، بما في ذلك الوقود لسوق النقل، خاصة في المركبات الثقيلة والبحرية والسكك الحديدية. كما أن الهيدروجين مناسب تمامًا للاستخدام كمخزن للطاقة الموسمية، ويتم النظر في استخدام خلائط الغاز الطبيعي والهيدروجين للاستخدام المباشر في أجهزة الغاز الحالية.

تدعم شركة PG&E العروض التوضيحية التي يقدمها مشغلو خطوط الأنابيب الآخرون في كاليفورنيا والتي تركز على مشروعات ضغط التوزيع والاستخدامات النهائية. جنبًا إلى جنب مع مشروعنا، تتم تغطية جميع جوانب خلط الهيدروجين في البنية التحتية الحالية للغاز الطبيعي للاستعداد لمعيار حقن الهيدروجين على مستوى الولاية.

نظرة عامة على الهيدروجين إلى اللانهاية

هدفنا هو تشغيل مشروع الهيدروجين بنهاية عام 2027، مع المراحل المستقبلية المحتملة في السنوات التالية.

سيدرس H2∞ مستويات مختلفة من خلائط الهيدروجين والغاز الطبيعي في نظام خط أنابيب مستقل متعدد التغذية ومتعدد الاتجاهات ومغلق لنقل الغاز الطبيعي (حلقة الاختبار). ويشمل ذلك اختبار أنابيب غاز قديمة مختلفة والإبلاغ بمستوى آمن من الهيدروجين الذي يمكننا مزجه في النظام الحالي بحلول عام 2030. من المخطط أن تعمل المنشأة لمدة 10 سنوات على الأقل وتمتد إلى أجل غير مسمى كأصل نشط.

النطاق المستقبلي

قد تشمل المراحل المستقبلية للمشروع ما يلي:

مرفق اختبار شامل غير متصل بالإنترنت لتمكين اختبار توافق المعدات على نطاق كامل، واختبار التسرب، والمواد الكاملة واختبار السلامة. يمكن لهذه المنشأة سد الفجوات المعترف بها من قبل صناعة الغاز في توسيع نطاق الأبحاث المعملية.
مختبر يشمل مختبرات الاختبار وورش العمل. وسيمكن الاختبار على نطاق مختبري من دعم برامج البحث والاختبار قبل برامج الاختبار على نطاق كامل ومباشرة. كما يمكن أن تدعم أيضًا التحقيقات وفحص المعدات والعينات قبل وأثناء وبعد الاختبار الكامل.
مرفق تعليمي وتدريبي يشمل فصولاً دراسية مخصصة ومناطق تدريب إضافية لنشر المعرفة والتدريب على السلامة/العمليات للقوى العاملة في المرافق.
منطقة لفك المزج تختبر تقنيات فك المزج لفصل مزيج الغاز الطبيعي بالهيدروجين وإظهار النقاء الذي يمكن تحقيقه لتقنيات الموردين ومعدات العملاء الحساسة. وهذا من شأنه أن يغذي إمدادات الهيدروجين النقية إلى محطة وقود الهيدروجين (مع تخزين مضغوط في الموقع) والتي يمكن أن تلبي احتياجات مركبات النقل الثقيل والخفيفة وأسطول الحافلات.
خط أنابيب للتوصيل البيني لتوفير خلطات غاز الهيدروجين الطبيعي لمحطة الطاقة في مركز لودي للطاقة من أجل الاحتراق لإنتاج الكهرباء.

Diagram of Phase 1 of the Hydrogen to Infinity project

تقييم أصول خطوط الأنابيب الجديدة والحالية في بيئة خليط غاز طبيعي وهيدروجين خاضعة للرقابة.
اختبار غالبية أصول النقل وإنشاء مساحة دائمة للبحث والابتكار.
تطوير الخبرات وتدريب الموظفين على العمليات والصيانة والسلامة من خلال الخبرة التشغيلية العملية مع نظام مختلط بالهيدروجين.
تعزيز الابتكار والتقدم نحو مستقبل خطوط أنابيب الغاز وأنظمة إمداد الطاقة.
تحقيق أهداف المناخ من خلال إظهار القدرة على استبدال الغاز الطبيعي الأحفوري بالهيدروجين منخفض الكربون في نظام الغاز الطبيعي، مما يؤثر بشكل إيجابي على تغير المناخ.
تثقيف وتثقيف قادة المجتمع والعملاء والجمهور حول استخدام الهيدروجين كوقود خالٍ من الكربون ودوره في المساعدة على إزالة الكربون من أنظمة الطاقة.

زيارة GHD

شعار مدينة لودي

زيارة مدينة لودي

تفضل بزيارة وكالة الطاقة في شمال كاليفورنيا

شعار Siemens Energy

زيارة Siemens Energy

زيارة UC Riverside

زيارة روزين

إذا كنت ترغب في مناقشة أوجه التعاون المستقبلية المحتملة مع PG&E بشأن الهيدروجين، يُرجى إرسال بريد إلكتروني إلى Hydrogen@pge.com.

جهود إضافية للهيدروجين

مركز الهيدروجين في كاليفورنيا

من المبادرات التكميلية لمشروع PG&E’s Hydrogen to Infinity هو California Hydrogen Hub.

كما تم الإعلان عنه في 13 أكتوبر 2023، منحت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) ولاية كاليفورنيا ما يصل إلى 1.2 مليار دولار أمريكي من أجل بناء وتوسيع المشاريع التي تركز على الطاقة النظيفة وخلق فرص عمل صديقة للبيئة. والهدف من ذلك هو تحقيق اقتصاد خالٍ من الكربون بحلول عام 2045.

تُعد كاليفورنيا واحدة من سبع جهات حاصلة على جوائز من مراكز الهيدروجين النظيفة الإقليمية (H2Hubs) التابعة لوزارة الطاقة. تشكل H2Hubs شبكة وطنية من منتجي الهيدروجين النظيف والمستهلكين والبنية التحتية الضامة. وهي تدعم إنتاج الهيدروجين النظيف وتخزينه وتسليمه والاستخدام النهائي له. ومن المتوقع أن يقوما معًا بما يلي:

تنتج ثلاثة ملايين طن متري من الهيدروجين سنويًا
تحقيق ما يقرب من ثلث هدف إنتاج الهيدروجين الأمريكي لعام 2030
خفض الانبعاثات من القطاعات الصناعية التي يصعب التخلص منها والتي تمثل 30 بالمائة من إجمالي انبعاثات الكربون الأمريكية
تقليل 25 مليون طن متري من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) من الاستخدامات النهائية كل عام - وهي كمية تعادل تقريبًا الانبعاثات السنوية لـ 5.5 مليون سيارة تعمل بالغاز
خلق عشرات الآلاف من الوظائف ذات الأجور الجيدة والاحتفاظ بها في جميع أنحاء البلاد
دعم مجتمعات أكثر صحة

البحث والتطوير

شاركت PG&E بنشاط في البحث والتطوير حول إنتاج الهيدروجين ومزج الهيدروجين في نظام الغاز الطبيعي واستخدام الهيدروجين منذ عام 2018. تم وضع خارطة طريق للهيدروجين وتوجيه أنشطة البحث والتطوير الرئيسية لدفع الشركة نحو تحقيق نظام غاز محايد الأثر الكربوني ومتجدد.

الإنتاج
تشمل أولويات أعمال البحث والتطوير لإنتاج الهيدروجين إصلاح الميثان بالبخار مع احتجاز الكربون والتحلل الحراري للميثان واستخدام الكتلة الحيوية كمواد أولية أولية.
الخلط
تشمل أولويات خلط الهيدروجين في نظام الغاز الطبيعي فهم الآثار على إدارة السلامة وسعة الشبكة والتخزين تحت الأرض ومعدات الاستخدام النهائي وتخفيف التسرب وإدارته.
الاستخدام
تشمل أولويات استخدام الهيدروجين تعديل معدات عملاء الغاز الطبيعي الحالية للعمل على مزيج من الغاز الطبيعي والهيدروجين وتطوير عمليات احتراق الهيدروجين بدون انبعاث أكاسيد النيتروجين.

يُرجى الرجوع إلىتقرير استراتيجية البحث والتطوير (PDF) لمزيد من المعلومات.

الأسئلة الشائعة

الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون مع الرقم الذري 1 على الجدول الدوري وهو أبسط العناصر وأخفها. غاز الهيدروجين، الذي يحتوي على ذرتين (H2)، عديم اللون والرائحة وغير سام وقابل للاشتعال بدرجة كبيرة.

لا يوجد الهيدروجين بكميات كبيرة في شكل نقي على الأرض. ويتم دمجه دائمًا مع عناصر أخرى مثل الكربون والأكسجين. تشمل الأمثلة الميثان (CH4) والماء (H2O). لعزل الهيدروجين النقي، يجب فصله عن تلك العناصر الأخرى. ويتم ذلك من خلال طريقتين رئيسيتين: التحليل الكهربائي والتحويل الحراري.

التحليل الكهربائي هو فصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين ويتطلب كهرباء. إذا كان مصدر الطاقة هو الكهرباء المتجددة، فإن العملية خالية تمامًا من الكربون.

تتمثل طريقة التحويل الحراري الأكثر شيوعًا في عملية تُسمى إصلاح الميثان بالبخار (SMR). SMR هو تفاعل بين الميثان والماء لإنتاج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. وتشمل طرق إنتاج الهيدروجين للتحويل الحراري الأخرى الانحلال الحراري للميثان وتهيج الكتلة الحيوية. يمكن أن يكون كل منها أقل في انبعاثات الكربون في الغلاف الجوي من SMR.

الهيدروجين النظيف هو هيدروجين يُصنع بطريقة تساهم بقليل من انبعاثات CO2 أو لا تساهم بأي شكل من الأشكال في الغلاف الجوي. ويمكن القيام بذلك من خلال التحليل الكهربائي المدعوم بالطاقة المتجددة أو من خلال التحويل الحراري للغاز الطبيعي المتجدد، أو SMR مع احتجاز الكربون أو تحويل الكتلة الحيوية إلى غاز أيضًا مع احتجاز الكربون.

يحتوي نظام PG&E على خطوط أنابيب ومنظمات وصمامات من أنواع مختلفة تم تركيبها بمرور الوقت. يضمن اختبار المعدات القديمة فهمنا لكيفية عمل هذه الأصول على مدى فترة زمنية طويلة مع مزيج من الهيدروجين والغاز الطبيعي.

الهيدروجين إلى اللانهاية

مشروع H2∞

لماذا الهيدروجين؟