الأمونيا الزرقاء مستقبل قطاع الطاقة المصري.. الفرص والتحديات

من المتوقع أن يرتفع الطلب على الغاز الطبيعي بنسبة نحو ٥٠٪ وذلك من ٣٩٥٠ مليار متر مكعب في عام ٢٠١٩ إلى نحو ٥٩٢٠ مليار متر مكعب بحلول عام ٢٠٥٠، وبالتالي سيتنامى دور الهيدروجين في تحقيق هدف خفض معدلات الانبعاثات؛ إذ يُشكل الهيدروجين وقودًا أساسيًا لإزالة الكربون بشكل مستدام عالميًا. وفي هذا السياق، ظهرت الأهمية الكبيرة لإنتاج الأمونيا الزرقاء بوصفها موادًا وسيطة لتعزيز اقتصاد منخفض الكربون، ولأنها من الممكن أن تلعب دورًا محوريًا في عملية انتقال الطاقة البديلة.

الأمونيا الزرقاء وطاقة بنسبة كربون منخفضة

بصفة عامة، تُعرف الأمونيا بأنها مركب كيميائي يستخدم في حالة غازية؛ إذ يعد غازًا ليس به لون ولكن له رائحة قوية، ويتكون بطريقة أساسية من عنصرين هما الهيدروجين والنيتروجين. وبالنسبة للصيغة الكيميائية الخاصة به فهو (NH3)، وهو غاز ذو خصائص قلوية، وفي حالة تم ضغطه يمكن أن يتحول إلى سائل، بالإضافة إلى أن غاز الأمونيا غير قابل للاشتعال، ولكن في حين تم الضغط بشكل كبير على الحاويات الخاصة التي يُخزن فيها يمكن أن يؤدي ذلك إلى انفجاره.

وبصفة خاصة، تُعرف الأمونيا الزرقاء بأنها مادة أولية تُنتج من الهيدروجين الأزرق، والذي هو نسخة من الوقود المُصنع من الوقود الأحفوري من خلال عملية تحفظ وتخزن الانبعاثات الصادرة من ثاني أكسيد الكربون، في حين أن الهيدروجين الذي يكون من الطاقة المتجددة التي لا تُصدر انبعاثات يعرف باسم الهيدروجين الأخضر، بالإضافة إلى إنتاجها من خلال تحويل الهيدروكربونات إلى هيدروجين ثم تحويله إلى أمونيا. ومن أهميتها أنها تستخدم في محطات توليد الطاقة دون أن تتسبب في انبعاثات كربونية، وذلك الأمر يشير إلى سهولة إنتاج الطاقة بنسب كربون منخفضة وبتكلفة ليست عالية.

وطبقًا لما سبق، تُصنف الأمونيا على أنها زرقاء عندما تُنتج من المواد الأولية للغاز الطبيعي ويُحتجز ثاني أكسيد الكربون المنطلق بواسطة تقنيات حجز الكربون وتخزينه أو حجز الكربون وتخزينه واستخدامه. ويمكن تصنيف الأمونيا بأنها خضراء عندما تُشتق من الهيدروجين الكهربائي الذي تنتجه الموارد المتجددة.

وأتاح النمو المستمر في إنتاج الغاز وتدفق الغاز الطبيعي المسال، في الماضي القريب، لمنتجي الغاز والصناعات توسيع إنتاج الأمونيا الزرقاء؛ وبهذا يتماشى النمو في إنتاج الأمونيا وانخفاض كثافة الكربون مع الأهداف العالمية للاستغناء عن الوقود الكربوني، حيث تقترب مستويات إنتاج الأمونيا حاليًا من نحو ٢٠٠ مليون طن سنويًا، إذ يُتداول نحو حوالي ١٠٪ منها في السوق العالمية، حيث يُشكل الوقود الأحفوري مصدرًا لما يقرب من نحو ٩٥٪ من المواد الأولية للإنتاج العالمي للأمونيا، وتستخدم نحو ٧٠٪ منها الغاز الطبيعي مادة وسيطة، وتُعد الأمونيا الزرقاء عالية النقاوة ٩٩٬٩٩٪ وتندرج تحت رقم الأمم المتحدة UN3318 وتصنيف درجة ٢٬٣ غازات سامة، ومخاطر إضافية، مواد أكالة للجلد تصنيف درجة ٨.

أهمية توطين صناعة الأمونيا 

تتمتع الأمونيا بالعديد من المميزات والتي يمكن تلخيصها في النقاط التالية:

• لا تتطلب الأمونيا التبريد لدرجات حرارة كبيرة، وذلك بالمقارنة مع الهيدروجين.
• يتمثل التحدي الكبير الذي يواجه الهيدروجين في التكلفة العالية لأنظمة التخزين ومتطلبات النقاء والنقل، لذلك تتميز الأمونيا بكثافة طاقة أعلى من الهيدروجين السائل، مما يجعلها أكثر كفاءة في عمليات النقل والتخزين.
• من الممكن أن تكون خيارًا تنافسيًا بوصفها حلًا لإزالة الكربون من الصناعة كثيفة الاستخدام للطاقة، لا سيما في قطاعي توليد الكهرباء والنقل.
• تسهم الأمونيا في مواجهة تحديات ارتفاع الطلب العالمي على الطاقة بطريقة موثوقة ومستدامة وأسعار معقولة.
• تُشكل مساهمة كبيرة في مستقبل الطاقة النظيفة.
• أدت التطورات الحديثة في تقنيات محركات التوربينات إلى زيادة استخدام الأمونيا، إما بشكل مباشر للاحتراق أو بشكل غير مباشر عن طريق إعادة تشكيلها مرة أخرى إلى النيتروجين والهيدروجين كمادة وسيطة صناعية.
• من المتوقع أن تُسهم في مواجهة تحديات ارتفاع الطلب العالمي على الطاقة.
• تتمتع الأمونيا حاليًا بأنها مطلوبة على نطاق واسع، بصفتها أساس إنتاج الأسمدة، إضافة إلى توافر البنية التحتية المتطورة ومرافق إنتاج الأمونيا على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، ما يجعل إنتاجها أكثر جدوى.
• تحتوي الأمونيا على ١٨٪ من الهيدروجين من حيث الوزن، مما يمنحها ميزة على الوقود الأحفوري، فهي لا تطلق ثاني أكسيد الكربون عند احتراقها، ما يجعلها آمنة بيئيًا.

وفي اقتصاد الأمونيا الناشئ، تعد الأمونيا الزرقاء وقودًا من الجيل الأول، والأمونيا الخضراء من الجيل الثاني. ومن أبرز استخدامات الأمونيا الزرقاء:

• تستخدم في المحطات التي تولد الطاقة.
• تحافظ على التوازن بين الاقتصاد والبيئة لأنها تخفض الانبعاثات الكربونية.
• ستسهم في مستقبل الطاقة النظيفة وبأسعار معقولة خلال الفترة القادمة. 
• تقليل انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون في المحطات وإعادة تدويرها.
• يمكن أن تستخلص الأمونيا من الهيدروجين وتستخدم كوقود للسيارات صديق للبيئة.
• يمكن أن تستخدم كوقود للكهرباء دون انبعاثات كربونية.

ذلك بالإضافة إلى أن إنتاج الهيدروجين الأخضر يُعد علي المستوى التجاري في الوقت الحالي مكلفًا، نظرًا إلى التكاليف الرأسمالية لمصنع المحلل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين× ومن هنا يأتي دور الأمونيا في إزالة الكربون، مما يجعلها تهيمن على الموجة الحالية من مشروعات تصدير الهيدروجين. ولكن لتحقيق تلك الخطوة، سيحتاج عدد كبير من الموردين المحتملين إلى فهم أفضل للنطاق الحقيقي لسوق الأمونيا منخفضة الكربون في المستقبل.

ولكن على الرغم من ذلك، تواجه الأمونيا العديد من التحديات والتي من أهمها سُميتها وقابليتها للتآكل، وذلك بسبب إنتاج أكسيد النيتروجين، وقابلية الاشتعال، والاحتراق في المحرك والتوربين التقليديين، وهي درجة حرارة الاشتعال العالية وسرعة اللهب المنخفضة. 

الوضع العالمي في إنتاج الأمونيا الزرقاء

برز مؤخرًا الدور الذي من الممكن أن تلعبه الأمونيا الزرقاء بوصفها أحد أنواع الوقود البديلة؛ بهدف دعم إزالة الكربون في صناعة الشحن، وقد اضطرت صناعة الشحن إلى الحد من محتوى الكبريت في الوقود البحري بدءًا من يناير ٢٠٢٠، وحددت المنظمة البحرية الدولية (آي إم أو) هدفًا لخفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بنسبة حوالي ٤٠٪ بحلول عام ٢٠٣٠، وما يصل إلى حوالي ٧٠٪ بحلول عام ٢٠٥٠، مقارنة بمستويات عام ٢٠٠٨، والتخلص نهائيًا من جميع الانبعاثات الضارة.

ولذلك ارتفع الطلب على أنواع الوقود البديلة؛ بهدف تلبية طموحات المنظمة البحرية الدولية بشأن الحد من انبعاثات الغازات الدفيئة. وعلى الرغم من أن الغاز الطبيعي المسال يبدو اليوم واحدًا من أفضل الخيارات لتحقيق أهداف المنظمة البحرية الدولية، فإن الأمونيا الزرقاء تُشكل أحد أهم الحلول الرئيسة في صناعة الشحن نحو أهداف إزالة الكربون التي حددتها المنظمة البحرية الدولية في القطاع البحري.

ومن المتوقع أن تلعب الأمونيا الزرقاء دورًا مهمًا في إزالة الكربون من محطات الكهرباء التي تعمل بالفحم، ولهذا تسعى اليابان إلى زيادة استخدام الأمونيا لتحقيق الحياد الكربوني في عام ٢٠٥٠. وفى هذا السياق، في سبتمبر من عام ٢٠٢٠، أنتجت شركة أرامكو السعودية ومعهد اقتصادات الطاقة في اليابان بالشراكة مع سابك أول شحنة من الأمونيا الزرقاء وصدرتها إلى اليابان، وتألفت تلك الشحنة من حوالي ٤٠ طنًا من الأمونيا الزرقاء عالية الجودة لاستخدامها في توليد الكهرباء دون انبعاثات كربونية.

وكانت هذه التجربة هي الأولى على مستوى العالم لسلسلة إمداد الأمونيا الزرقاء، وتُعد التجربة إنجازًا مهمًا من ضمن عدة مسارات لتحقيق الاقتصاد القائم على تدوير الكربون في العالم، إذ تمت مواجهة التحديات المرتبطة بشحن الأمونيا الزرقاء إلى اليابان لاستخدامها في محطات توليد الطاقة؛ فتم احتجاز حوالي ٤٠ طنًا من ثاني أكسيد الكربون أثناء العملية المخصصة للاستخدام في إنتاج الميثانول في منشأة ابن سينا التابعة لشركة سابك، واستخدام حوالي ٢٠ طنًا أخرى من ثاني أكسيد الكربون المحتجز لتحسين عملية استخراج النفط (EOR) في حقل العثمانية.

ويسلط هذا الإنجاز الضوء على أحد المسارات العديدة ضمن مفهوم اقتصاد الكربون الدائري (CCE) وهو يُشكل إطارًا يتم فيه خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وإزالتها وإعادة تدويرها واستخدامها بدلًا من إطلاقها في الغلاف الجوي، فهناك دول مثل اليابان لا يمكنها بالضرورة الاستفادة من احتجاز الكربون واستغلاله وتخزينه أو عملية استعادة النفط بسبب ظروفها الجيولوجية، ولكن سيساعد غاز الأمونيا/الهيدروجين الأزرق الكربوني المحايد في التغلب على هذا العائق.

الجهود المصرية لإنتاج الأمونيا الزرقاء

مصر ليست ببعيدة عن المشهد العالمي للطاقة، بل ينعكس فيها الموقف العالمي بواقعية شديدة، يتعمق فيها هذا المأزق عينه على نحو بالغ الخطورة، فمصر من أكبر بلدان المنطقة من حيث عدد السكان، وبالتالي فإنها تواجه زيادة كبيرة في الطلب على الطاقة نتيجة تسارع وتيرة النمو السكاني والتوسع الاقتصادي، ويفرض ذلك طموحات وتحديات كبيرة لضمان الحفاظ على إمدادات الطاقة بشكل آمن ومستقر.

ويمكن لمصر الاستفادة من موارد الطاقة المتجددة ليس لتلبية حاجتها من الطاقة وحسب، وإنما لضمان نمو اقتصادي مستدام، وتوفير فرص عمل جديدة، والمساهمة في تحقيق الأهداف العالمية بخصوص المناخ والتنمية المستدامة، ولذلك أدركت الدولة المصرية الدور المهم الذي من الممكن أن يلعبه الهيدروجين والأمونيا في قطاع الطاقة المصري، وقطعت على نفسها عهدًا بالمضي قدمًا لتحقيق التنمية وزيادة الاستثمار في رأس المال البشري والتحول إلى الاقتصاد الأخضر والنظيف، بما يسهم في تحسين معيشة المواطن المصري.

فأعلنت شركات عالمية عديدة رغبتها في تنفيذ العديد من مشروعات الهيدروجين والأمونيا في مصر، لوجود فرص واعدة لتنفيذ مثل هذه المشروعات، لاسيما وأنها تأتي على رأس اهتمامات الحكومة خلال المرحلة الراهنة. وفى سبتمبر من عام ٢٠٢١ وقعت وزارة البترول والثروة المعدنية من خلال الشركة القابضة للغازات الطبيعية إيجاس والقابضة للبتروكيماويات إيكم مذكرة تفاهم مع شركة تويوتا تسوشو اليابانية، بهدف تقييم فرص إنتاج الأمونيا الزرقاء في مصر. وفى منتصف الشهر الحالي وطبقًا لمذكرة التفاهم، تم الإعلان عن نتائج الدراسة المبدئية لمشروعات البنية التحتية للطاقة، وتقييم فرص التعاون الممكنة بين قطاع البترول المصري وشركة تويوتا تسوشو اليابانية لإنتاج الأمونيا الزرقاء في مصر، كمصدر للطاقة منخفضة الكربون.

نتائج الدراسة:

• إمكانية تحويل الأمونيا الرمادية، والتي يتم إنتاجها حاليًا إلى الأمونيا الزرقاء، والتي تستخدم كحامل للهيدروجين، بالاعتماد على تكنولوجيا التقاط الكربون وتخزينه.
• إمكانية تطبيق تكنولوجيا التقاط جزء أو كامل انبعاثات الكربون بشركتي موبكو وأبو قير للأسمدة لنقلها إلى حقول إنتاج البترول والغاز القديمة، بهدف تخزينه والاستفادة من تحويل فائض إنتاج الأمونيا الرمادي المنتجة بالشركتين إلى الأمونيا الزرقاء.

التوصيات الناتجة عن الدراسة:

• أهمية إنشاء خط جديد بإحدى الشركتين لإنتاج الأمونيا لدراسته خلال مرحلة دراسة الجدوى.
• ضرورة زيادة القدرة التنافسية لمنتج الأمونيا الزرقاء، وذلك من خلال رفع القدرة الإنتاجية للخط الجديد.

المقومات المصرية في صناعة الأمونيا الزرقاء

بشكل عام سيستفيد مشروع الأمونيا الزرقاء من الميزات التنافسية التي تمتلكها الدولة المصرية كمنتج رئيس للغاز الطبيعي في المنطقة؛ إذ احتلت مصر المركز رقم ١٤عالميًا والمركز الثاني في القارة الأفريقية والخامس إقليميًا في إنتاج الغاز الطبيعي في عام ٢٠٢٠ بحجم إنتاج سنوي وصل إلى ٥٨٬٥ مليار متر مكعب، وفي عام ٢٠٢١ وصل حجم الإنتاج إلى حوالي ٦٦ مليار متر مكعب. 

ذلك بالإضافة إلى امتلاكها احتياطيات كبيرة من الغاز الطبيعي؛ إذ تمتلك حوالي ٦٣ تريليون قدم مكعب من احتياطيات الغاز الطبيعي المؤكدة في عام ٢٠٢١، وارتفع إنتاج مصر من الغاز الطبيعي بشكل ملحوظ نتيجة الاكتشافات الكبيرة للغاز الطبيعي. ذلك بالإضافة إلى أن مصر تُعد دولة رائدة في منطقة الشرق الأوسط في مجال إنتاج الطاقة المتجددة، إذ تمتلك مقومات وإمكانات هائلة من مصادر الطاقة المتجددة، كطاقة الرياح والطاقة الشمسية، ومما يؤهلها لاستقطاب العديد من الصناعات المختلفة والمستهدفة عالميًا.

مقترحات للإصلاح

بصرف النظر عن النمو المحتمل في الطلب العالمي على الأمونيا الزرقاء، هناك العديد من المقترحات والتي من الممكن أن تسهل سرعة إنتاج الأمونيا الزرقاء في المستقبل القريب:

• الحوافز الحكومية لإزالة الكربون وذلك من خلال فرض قيود على الانبعاثات أو ضرائب الكربون أو الإعانات أو الإعفاءات الضريبية للمستثمرين يمكن أن تعزز إنتاج الأمونيا الزرقاء. 
• ينبغي أن يكون هناك دعم سياسي وتنظيمي لتشجيع النشر على نطاق واسع لحل التخزين، بالإضافة إلى القواعد المرتبطة بتخزين الطاقة. 
• ضرورة التطوير والتحديث والتوضيح، بحيث يجب تحفيز الابتكار والبحث العلمي، ونشر تكنولوجيا الأمونيا، ورفع الحواجز التي تعترض نموها. 
• ضرورة ضخ المزيد من الاستثمارات في البحث والتطوير بهذه المجالات بما يتماشى مع أهداف وخطط الدولة المصرية للحدّ من الانبعاثات الكربونية وإنتاج مواد صديقة للبيئة وأنواع وقود متجددة، مثل الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء والزرقاء.
• ضرورة الاستفادة من التجارب العالمية في إنتاج الأمونيا الزرقاء وأهمها التجربة السعودية.
• ضرورة تطوير السبل اللازمة لتحويل نسبة أعلى من الطاقة الهيدروكربونية إلى هيدروجين، وكذلك ضرورة إنشاء سلاسل إمداد وبنى تحتية لتوليد الكهرباء وللمركبات التي تعمل بوقود الهيدروجين.
• أحجام التخزين الكبيرة المطلوبة والبنية التحتية الحالية المحدودة تعد حجرعثرة في اقتصاد الوقود، ولكن يتمثل أحد الحلول لهذه العقبة في اعتبار ناقل الهيدروجين، مثل الأمونيا، لنقل وتخزين الوقود وتكسيره مرة أخرى إلى الهيدروجين لدى المستخدم.

مجمل القول، تُعد الأمونيا الزرقاء أحد أهم الحلول الجديدة لتوفير طاقة منخفضة الكربون، علاوة على كونها حلًا جزئيًا لمواجهة التحديات العالمية لزيادة الطلب على الطاقة، وتستخدم بوصفها مصدرًا لتوليد الكهرباء منخفضة الكربون بما يُشكل دفعة كبيرة في طريق التحول التدريجي للطاقة، وذلك من خلال إتاحة مصادر منخفضة الكربون تعتمد على الهيدروجين. ويأتي المشروع المصري كخطوة مهمة في مجال إنتاج الهيدروجين والأمونيا الزرقاء وتعزيز مكانة الدولة المصرية كمنتج للغاز الطبيعي منخفض التكلفة والكربون والاستفادة من مواردها الطبيعية. وفى الأخير، يوفر الهيدروجين وأنواع الوقود الحاملة له، مثل الأمونيا الزرقاء، توفر إمكانات واعدة كمصادر للطاقة الخالية من الكربون.