دور الغاز للوصول الى حيادية الكربون في قطاع توليد الكهرباء في المملكة العربية السعودية

يشهد مزيج الطاقة في المملكة العربية السعودية تحولاً كبيراً مع سعيها لاكتشاف حلول أكثر كفاءة واستدامة لتوليد الطاقة. وتحقيقاً لهذه الغاية، ينص أحدث أهداف المملكة في مجال الطاقة المتجددة على توليد حوالي 60 كيكاواط من المصادر المتجددة- مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح- بحلول عام 2030. وبمواصلة المملكة جهودها لبلوغ حيادية الكربون في قطاع الطاقة، تمثل الكهرباء المولدة من الغاز رديفاً ممتازاً للطاقة المتجددة.

وبطبيعة الحال، لا تتوفر موارد الطاقة المتجددة بشكل دائم؛ حيث تختلف شدة أشعة الشمس والأمطار وسرعة الرياح على مدار اليوم ومن فصل لآخر. كما أن حلول تخزين البطاريات تبقى مكلفة إلى حدٍ يكاد يجعلها غير مجدية من الناحية الاقتصادية.

ويقول جوزيف أنيس، المدير والرئيس التنفيذي لشركة "جنرال إلكتريك لطاقة الغاز" في الشرق الأوسط وشمال أفريقيا وجنوب آسيا: "لا تقتصر أهمية تقنيات الطاقة الغازية على توفير المرونة اللازمة والسرعة الكافية لزيادة أو خفض إنتاج الطاقة بما يلبي النقص المحتمل في إمدادات الطاقة من الموارد المتجددة المتغيرة وتحقيق الاستقرار في أداء الشبكة، بل تمتد لتمثل الوسيلة الأكثر نظافة لتوليد الطاقة الكهربائية من الوقود الأحفوري التقليدي".

وتساهم كفاءة التوربينات الغازية، وحلول التحديث، والأنظمة الهجينة، وحلول توليد الطاقة بوقود الهيدروجين والتي حطمت "جنرال إلكتريك" أرقاماً قياسية من خلالها؛ في تمهيد الطريق أمام تحقيق حيادية الكربون إلى جانب توفير مصدر كهرباء موثوق عند الطلب.

التقنيات المتقدمة

يمثل تطوير التقنيات المتقدمة أحد العوامل الرئيسية للاستفادة من "عصر الغاز"، وتمتلك "جنرال إلكتريك" اليوم أكبر قاعدة معدات مركبة في العالم والتي تضم ما يزيد على 7,500 توربين غازي، يتوزع أكثر من 500 توربين منها في أنحاء المملكة العربية السعودية. وتدعم الشركة عملاءها في تحقيق الاستفادة القصوى من طاقة الغاز عبر حلولها الرائدة على مستوى القطاع.

فمثلاً نجحت تقنية التوربينات الغازية التي طورتها "جنرال إلكتريك" HA في تحطيم رقمين قياسيين عالميين على صعيد الكفاءة؛ ضمن فئتي 60 و50 هرتز في سوق الطاقة العالمية. كما يمكن لوحدات HA، عبر خفض أو زيادة إنتاج الطاقة بمقدار 88 ميكاواط في الدقيقة، دعم الدول التي تتطلع إلى تعزيز حصة المصادر المتجددة في مزيج الطاقة عبر ضبط إنتاج الطاقة بسرعة وبالتالي المساهمة في تحسين استقرار الشبكة.

علاوةً على ذلك، توفر الشركة حلول التحديث التي بمقدورها تعزيز إنتاج وكفاءة ومرونة وجاهزية التوربينات الغازية وزيادة عمرها الافتراضي في آن معاً، بالتزامن مع الحد من استهلاك الوقود والتأثيرات البيئية. فمثلاً: تم تزويد 3 توربينات غاز من طراز 6B في مصنع الهفوف للإسمنت السعودي بتقنية "المسار المحسّن للغاز" (AGP)، والتي من شأنها زيادة القدرة الإنتاجية لهذه التوربينات بواقع 3,3% لكل منها.

كما قد يساهم التحول من نظام الدورة البسيطة إلى الدورة المركبة في تعزيز كفاءة محطات الطاقة بنسبة 50%، دون تكبد تكاليف فيول إضافية وبالتالي خفض كمية الانبعاثات لكل ميجاواط يتم توليده.

وفوق هذا، يمكن ربط محطات توليد الطاقة من الغاز الطبيعي العاملة بنظام الدورة المركبة مع تقنيات التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه CCUS، لتوفير طاقة أنظف وأكثر استقراراً. وتنشط مشاريع هذه التقنيات في صناعات عدة منذ تسعينيات القرن الماضي، مع وجود 21 مشروعاً كبيراً قيد التشغيل، و40 مشروعاً آخر عبر مختلف مراحل التطوير كما في سبتمبر عام 2020.  وفي الواقع، تستخدم شركة "أرامكو" السعودية بالفعل هذه التقنية في معمل استخلاص الغاز الطبيعي في الحوية.

كما تعتبر الأنظمة الهجينة إحدى وسائل دعم تحقيق هدف حيادية الكربون في قطاع الطاقة، فمثلاً: كشفت شركتا "ساذرن كاليفورنيا إديسون" و"جنرال إلكتريك" عن أول نظام هجين لتوربينات بطاريات الغاز في العالم في نورووك، كاليفورنيا. وتم تصميم سعة تخزين الطاقة في البطارية خصيصاً لتوفر تغطية زمنية كافية لبدء تشغيل التوربين الغازي ووصوله إلى ناتج الطاقة المحدد، مما يعني أن هذا النظام لا يحتاج إلى حرق الوقود واستهلاك المياه عندما يكون في وضع الاستعداد، وبالتالي إرسال الطاقة بشكل فوري عند ارتفاع الطلب، أو انخفاض إمدادات الموارد المتجددة.

الهيدروجين

توجد أساليب عدة لاغتنام الوقود منخفض الكربون أو صفري الكربون، بما في ذلك استخدام الهيدروجين لتوليد الطاقة. وباتت "جنرال إلكتريك" اليوم رائدة استخدام مصادر الفيول منخفض الحرارة بما في ذلك استخدام الهيدروجين في توليد الطاقة. وتمتلك الشركة ما يزيد على 75 توربيناً غازياً تعمل على الفيول منخفض الحرارة، مثل مزيج الهيدروجين والغاز الطبيعي، والتي سجلت أكثر من 6 ملايين ساعة عمل.

وتساهم "جنرال إلكتريك" في تحويل محطة بقدرة 485 ميكاواط في ولاية أوهايو الأمريكية من نظام الدورة المركبة إلى الهيدروجين الأخضر؛ حيث تتعاون شركة "لونج ريدج إنرجي تيرمنال"، المالكة للمحطة، مع "جنرال إلكتريك" و"نيو فورتريس إنرجي" لتوفير طاقة حيادية الكربون عبر إدخال الهيدروجين في تيار الغاز، وتحويل المحطة للاعتماد على حرق الهيدروجين الأخضر بالكامل خلال العقد القادم.

وتحظى المملكة بمؤهلات متميزة لاستخدام الهيدروجين في توليد الطاقة على المدى المنظور، حيث كشفت شركة "أير برودكتس" في يوليو الماضي عن تعاونها مع شركة "أكوا باور" و"نيوم" لإنشاء أكبر مشروع لإنتاج الهيدروجين الأخضر بقدرة 650 طناً في اليوم.

واختتم أنيس بقوله: "تلعب تقنيات توليد الكهرباء العاملة بالغاز دوراً حاسماً في التحوّل إلى نظام طاقة أكثر نظافة مستقبلاً. وستواصل ’جنرال إلكتريك لطاقة الغاز‘ تفعيل دورها كشريك لنمو المملكة العربية السعودية ودول الشرق الأوسط وشمال أفريقيا التي تعمل على تطوير البنى التحتية لقطاع الطاقة إلى أعلى مستويات الحداثة".