تستطيع شركة “ليديان” إنتاج وقود الطائرات أينما وجد ثاني أكسيد الكربون والكهرباء

يعد وقود الطائرات من عجائب العصر الحديث، حيث يسمح للطائرات التجارية بحمل مئات الركاب إلى نصف المسافة حول العالم، كما يسمح للطائرات العسكرية بتجاوز سرعة الصوت بشكل منتظم.

ومع ذلك، فإن وقود الطائرات كما نعرفه قد يكون في مرحلة التقطيع في الوقت الذي يسعى فيه العالم إلى القضاء على انبعاثات الغازات الدفيئة. الطيران التجاري مسؤول عن 2.5% من إجمالي التلوث الكربوني، وهي حصة من المرجح أن تنمو مع كهربة الصناعات الأخرى، وهو خيار لا يمكن الدفاع عنه بالنسبة للرحلات الجوية الطويلة.

ولكن إذا كان من الممكن تصنيع وقود الطائرات من ثاني أكسيد الكربون، فقد يتم وقف تنفيذه.

تتسابق مجموعة من الشركات الناشئة لتطوير طريقة رخيصة وفعالة لاستخدام الكهرباء لتحويل ثاني أكسيد الكربون₂ إلى هيدروكربون كثيف الطاقة يمكن وضعه في خزانات وقود الطائرة دون أن يلاحظ أحد الفرق. لكن استبدال الوقود الأحفوري غير المكلف يشكل عقبة كبيرة، وهي عقبة فشلت العديد من الشركات في التغلب عليها.

لكن إحدى الشركات الناشئة تعتقد أنها تمكنت من حل المشكلة من خلال نهج مباشر إلى حد ما. قال جو رودن، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Lydian، لـ TechCrunch: “نحن لا نحاول بالضرورة إعادة اختراع الكيمياء”. “نحن نحاول أن نجعل المصنع والمعدات أرخص بكثير وأن يتم تشغيلها بمرونة أيضًا.”

النصف الأول من هذه المعادلة – المعدات الرخيصة – له تأثير واضح على التكلفة النهائية للوقود الإلكتروني الذي تنتجه شركة ليديان. والثاني أكثر دقة، حيث يستفيد من ميزة الطاقة المتجددة: في بعض الأحيان، تصبح رخيصة للغاية.

تستفيد شركة Lydian من تلك الأسعار المنخفضة عن طريق استخدام محفز فعال للغاية لتحويل ثاني أكسيد الكربون₂ والهيدروجين إلى وقود الطائرات والأكسجين. يتيح ذلك للشركة تحقيق أقصى استفادة من عروض الشبكة محدودة الوقت. قال رودن: “يمكنك تقليل تكلفة الطاقة لديك بما يصل إلى النصف بمجرد خصم 20% أو 30% من معدل الاستخدام”.

بالنسبة لمشغلي المصانع ذوي الخبرة، قد لا يبدو تشغيل المعدات بدوام جزئي هو النهج الأكثر ربحية. تعمل المنشآت الصناعية مثل Lydian’s عادةً على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع في محاولة لاستخراج أكبر قدر من المنتجات من المعدات باهظة الثمن.

وقال رودن: “لقد كانت صناعة العمليات الكيميائية جيدة جدًا في تحسين تلك المصانع في سياق العمليات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع”. “ولكن عندما تخالف هذا الافتراض، فإنك تبدأ في التوصل إلى بعض الاستنتاجات المختلفة، مثل ربما يكون هذا العنصر غير منطقي. هل يمكننا التخلص منه؟”

وقال رودن إنه نظرًا لأن مفاعلات ليديان تعمل بدوام جزئي، فقد تمكنت شركته من التخلص من عدد من الأجزاء المعقدة التي تضيف إلى تكاليف المواد والتصنيع.

ونتيجة لذلك، يمكن لشركة Lydian إنتاج وقود إلكتروني ينافس الوقود الحيوي عندما تكون أسعار الكهرباء حوالي 3 إلى 4 سنتات لكل كيلووات في الساعة، كما قال رودن، وهو أمر نموذجي لبعض مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. وأضاف أنه إذا أصبحت أسعار الطاقة أرخص من ذلك، وهو ما يمكن أن يحدث بحلول نهاية العقد، فقد تكون قادرة على التنافس مع الوقود الأحفوري.

يعتمد مدى القدرة التنافسية على السوق الذي ينتهي المطاف بشركة Lydian بالبيع فيه. على سبيل المثال، تعمل أوروبا على وضع حد أقصى لكمية التلوث الذي تولده شركات الطيران، مما يَعِد بزيادة الطلب على الوقود الحيوي والوقود الإلكتروني، حتى لو كان أكثر تكلفة من وقود الطائرات التقليدي. وفي أماكن أخرى، قد تختار المطارات الصغيرة، التي يتعين عليها أن تدفع مبالغ كبيرة مقابل توصيل وقود الطائرات، تركيب بعض مفاعلات ليديان وتصنيع مفاعلات خاصة بها.

لكن شركة ليديان تتطلع أيضًا إلى ما هو أبعد من الطيران التجاري. إن المؤسسة العسكرية الأميركية هي أكبر مستخدم منفرد للوقود الأحفوري على مستوى العالم، ويشكل وقود الطائرات نسبة كبيرة من ذلك. في القواعد داخل الولايات المتحدة، لا يمثل تأمين الإمدادات مشكلة كبيرة. لكن في القواعد الأمامية في مناطق النزاع، يجب شحن الوقود، مما يؤدي إلى إنشاء سلسلة إمداد مكلفة وطويلة وعرضة لهجوم العدو. وقُتل أو جُرح نحو 3000 جندي أمريكي في العراق وأفغانستان أثناء قيامهم بتوصيل المياه والوقود بين عامي 2003 و2007.

وقال رودن: “هذا تطبيق يمكن أن تكون فيه الرغبة في الدفع غير محدودة تقريبًا”.

وبدلاً من سلاسل التوريد الطويلة، يتصور رودن أن مفاعلات ليديان تقوم بتوليد الوقود حسب احتياج القاعدة إليه، مدعومًا بالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أو الطاقة النووية الموجودة في القاعدة. حصلت الشركة الناشئة على جائزة DARPA لمواصلة تطوير التكنولوجيا.

في الآونة الأخيرة، انتهت شركة Lydian من بناء مصنع تجريبي في ولاية كارولينا الشمالية يمكنه إنتاج ما يصل إلى 25 جالونًا من الوقود الإلكتروني يوميًا. قد لا يبدو هذا كثيرًا عندما تفكر في أن طائرة بوينج 737-800 على ارتفاع التحليق تحترق كثيرًا كل دقيقة ونصف. لكن رودن قال إن هذا يزيد 100 مرة عما كانت تنتجه الشركة في المختبر وأكثر 10000 مرة مما كانت عليه عندما بدأت قبل عامين ونصف. ستقوم شركة Lydian بتشغيل البرنامج التجريبي لبضع سنوات، وجمع البيانات، بينما تقوم ببناء مصنع على نطاق تجاري، وتأمل في الانتهاء منه في عام 2027.

إذا تمكنت شركة ليديان من الحفاظ على هذا النوع من الزخم، وتمكن العالم من تقليل استخدام الوقود الأحفوري، فقد يكون الوقود الإلكتروني هو آخر الهيدروكربونات المتبقية.