خبر

بالإضافة إلى المحركات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات، يتسابق مصنعو معدات البناء الأصليون والمحركات لتطوير تقنيات محركات جديدة تستخدم الهيدروجين كوقود. حتى الآن، أظهرت محركات الاحتراق الداخلي الهيدروجينية نتائج واعدة، حيث أعلنت عدة شركات (بما في ذلك JCB وPerkins وCummins) عن خطط لإنتاج محركات احتراق داخلي مخصصة للهيدروجين أو محركات احتراق داخلي مستقلة عن نوع الوقود. ومع ذلك، لا يزال الجدل قائمًا حول ما إذا كان شكل آخر من الهيدروجين - خلايا وقود الهيدروجين - مناسبًا للتطبيقات خارج الطرق السريعة. تتضمن خلايا الوقود ضخ الهيدروجين المضغوط من خزان وقود معزز بألياف الكربون إلى مجموعة خلايا وقود، تجمع بين الأكسجين والهيدروجين لتوليد الكهرباء للمحرك الكهربائي بدلاً من حرقه. مع استمرار الصناعة في مسارها نحو إزالة الكربون، لا يزال إدراجها المحتمل في معدات البناء المستقبلية موضع تساؤل.

تجلى ذلك في مؤتمر ديزل بروجرس الأخير في لويزفيل، الولايات المتحدة الأمريكية (الذي نظمته مجلة ديزل بروجرس التابعة لـ KHL)، حيث قدّم ممثلون عن شركة حلول الطاقة الكهربائية فولفو بنتا، وشركة تصنيع معدات البناء البريطانية JCB، وجهات نظر متباينة حول هذه المسألة. وخلال نقاش مائدة مستديرة، صرّح كريس جيورجياني، نائب رئيس المنتجات في JCB أمريكا الشمالية، للحضور بأن الشركة ملتزمة بتطوير آلات مزودة بمحركات كهربائية ومحركات احتراق هيدروجينية، لكنها استبعدت استخدام خلايا الوقود.

JCB هي واحدة من بين العديد من شركات تصنيع المحركات التي تستعد لطرح محركات الهيدروجين في السوق مطلع العام المقبل. يقول جيورجياني: "نرى قيمة حقيقية في الكهرباء، لا سيما انعدام الانبعاثات وانخفاض مستوى الضوضاء. لكن لها عيوبها. فهي باهظة الثمن، حيث يصل سعر بعض الوحدات إلى ضعف سعر وحدات الديزل تقريبًا". ويشير جيورجياني إلى أن هذه العوامل دفعت JCB إلى البحث في خلايا الوقود وبناء بعض حفاراتها الكبيرة. وبينما وجدت الشركة أن هذه الآلات لا تُصدر بالضرورة مستويات ضوضاء أقل، إلا أنها تتميز "بجودة ضوضاء أفضل"، ويمكن إعادة تزويدها بالوقود بسرعة، كما أن انبعاثاتها منخفضة. تتمثل العيوب الرئيسية في التكلفة، وتتطلب خلايا وقود الهيدروجين سائل تبريد خاصًا يمكن خلطه بسهولة مع سوائل تبريد أخرى إذا تم استخدام آلات ذات أنواع محركات مختلفة في نفس الموقع.

من منظور خلايا الوقود، شعرنا أنه على الرغم من روعة هذه التقنية، إلا أنها لم تكن عملية في بيئتنا، كما اختتم جيورجياني. بدلاً من ذلك، ركزت JCB جهودها على محركات احتراق الهيدروجين. تُشغّل محركات احتراق الهيدروجين التي تنتجها الشركة بالفعل نماذج أولية من حفارات التحميل الخلفية ورافعات المناولة التلسكوبية Loadall، كما أطلقت الشركة مؤخرًا محطة وقود متنقلة صممتها وبنتها.

تناقضت تعليقات جيورجياني مع تعليقات دارين تاسكر، نائب رئيس المبيعات الصناعية في فولفو بنتا للأمريكتين، والذي كان أحد المتحدثين في قمة تطوير الديزل. صرّح تاسكر بأن فولفو بنتا تتوقع مجموعة متنوعة من التقنيات لتشغيل محركات المستقبل. فيما يتعلق بالهيدروجين، قال: "من الواضح أنه سيكون تقنية فعّالة في المستقبل. لدينا اليوم محرك ثنائي الوقود، الهيدروجين والديزل. وفي غضون 18 شهرًا إلى عامين، سنطلق محرك غاز طبيعي، وهو جزء من تطور تقنية الهيدروجين. سيعمل محرك الغاز الطبيعي هذا بشرارة اشتعال كاملة، وستكون الخطوة التالية هي امتلاك عائلة محركات تعمل بشرارة الهيدروجين بنسبة 100%. بالطبع، لا نعمل فقط على الجوانب التقنية للهيدروجين لتطبيقات الطرق الوعرة وتوليد الطاقة؛ بل نبحث أيضًا عن كيفية بناء شراكات فعّالة مع موردي الهيدروجين لتوفير هيدروجين صديق للبيئة يتماشى مع أهدافنا لعام 2050. لذا، فهو مسار لتطوير التكنولوجيا، ولكنه أيضًا مسار لتطوير توافر الوقود، وأعتقد أن هذا المسار لا يقتصر على فولفو فحسب، بل يتعداه إلى العديد من موردي أنظمة نقل الحركة في سلسلة التوريد." نظرًا للجدل الدائر حول هذا الموضوع، عندما سُئل تاسكر عما إذا كان يعتقد أن خلايا الوقود مناسبة للتطبيقات خارج الطرق السريعة، قال: "نعتقد أن خلايا الوقود التي نطورها قوية بما يكفي للتطبيقات خارج الطرق السريعة. يمكن أن تكون مصدر وقود مستقل، لكنها أكثر فعالية عند استخدامها مع البطاريات".

مع ذلك، أقرّ تاسكر بأنه لا يزال هناك الكثير مما يجب القيام به لمساعدة العملاء على تجاوز تكاليف رأس المال المرتفعة المرتبطة بالتقنيات الجديدة. وأضاف: "بصفتنا موردًا لأنظمة نقل الحركة، علينا مساعدة عملائنا على الانتقال بنجاح. نعلم أن هذه التقنية تأتي برسوم مرتفعة، وهي مكلفة، وتتطلب الكثير من البحث والتطوير لتطويرها." "سيواجه المستخدمون الأوائل سؤالًا حول كيفية تسويقها تجاريًا. في هذه الحالة، سيتعين علينا النظر في نماذج أعمال مختلفة. كيف نفرض رسومًا على الطاقة كخدمة بدلًا من الأجهزة؟ كيف ننظر إلى خيارات التأجير؟ كيف ننظر إلى الرسوم التي تقلل من الاستخدام وتشغل الطاقة، مع تعويض التكاليف بمرور الوقت بتكاليف تشغيل أقل؟"

في كلمته خلال القمة، قال جيم نيبرغال، المدير العام لشركة كامينز لمحركات الهيدروجين، إن الشركة تسعى إلى تطوير كلا النوعين من التقنيات. وأضاف: "لا نعتبرها خلية وقود أو محركًا، بل إنهما متكاملان تمامًا. تعبئة الجهاز لا تختلف عن خلية الوقود أو المحرك. ويمكن أن يكون إنتاج وتوزيع الوقود متكاملين. ومن النادر وجود تقنيتين مختلفتين تمامًا - المحركات وخلايا الوقود - تستخدمان الوقود نفسه. لذا، فإن وجود كلا الخيارين سيساعد في بناء البنية التحتية وزيادة الطلب".

قال بول ميركوريو، مدير المبيعات في الولايات المتحدة لشركة ليبهير لأنظمة حقن الوقود، إنه يتوقع أن تكون خلايا الوقود جزءًا من هذا المزيج. وأضاف ميركوريو أن هذا ينطبق بشكل خاص على الآلات الأكبر حجمًا، حيث لا تزال ليبهير ترى حاجةً لمحركات الاحتراق الداخلي التي تعمل بالديزل والديزل الحيوي والهيدروجين. وأضاف أن هناك أيضًا تطبيقات صعبة، مثل شاحنات التعدين، ومشاريع الحفر الكبيرة، والجرافات التي تعمل في ظروف قاسية حيث "قد لا تتمكن طاقة البطارية من الوصول إلى أقصى إمكاناتها المطلوبة". وأضاف: "في الوقت نفسه، هناك تطبيقات لخلايا الوقود. هناك بعض المخاوف بشأن خلايا الوقود لأن الهيدروجين المستخدم فيها يجب أن يكون نقيًا للغاية، وفي موقع عمل كهذا، يكون الهيدروجين متسخًا ومغبرًا للغاية. هذا أمر يجب مراعاته عند التزود بالوقود في الميدان، بالإضافة إلى الحفاظ على نظافة خلايا الوقود لضمان عملها بشكل صحيح".

كشفت شركة كوهلر للمحركات عن محرك الاحتراق الداخلي الجديد KDH المزود بنظام الحقن المباشر والعامل بالهيدروجين. ويأتي إطلاق هذا المنتج الجديد، المتوقع أن يبدأ بتلقي الطلبات عام ٢٠٢٦، في أعقاب الإعلان في وقت سابق من هذا العام عن تأسيس شركة كوهلر للطاقة كشركة مستقلة.

يعتمد محرك الهيدروجين على مُشتق من محرك Kohler KDI 2504 TCR، الذي يستخدم بنية محرك احتراق داخلي تقليدية، ولكنه يستبدل الديزل بالهيدروجين. من الناحية البيئية، تحترق محركات الهيدروجين بشكل أنظف من محركات الديزل القياسية. تُشير Kohler إلى أن محرك KDH مُصمم ليكون بديلاً مباشرًا لطرازات الديزل. يمكن لمُصنعي المعدات الأصلية توقع التوافق مع منصات الآلات الحالية، حيث ستحتفظ منصة المحرك بنفس دوائر التبريد، ومآخذ الطاقة، وعجلات الموازنة، ونقاط تثبيت المحرك، وخطوط السحب. يشترك طرازا KDH وKDI في العديد من المكونات، حيث تتطلب خطوط الوقود فقط تعديلات بسبب التحول من الديزل إلى الهيدروجين. ولأن خيار الهيدروجين يتناسب مع حجم هيكل محرك محركات الديزل المدمجة Kohler الحالية، فلا حاجة إلى تعديلات كبيرة على حجرة المحرك. يُجنّب استخدام الحقن المباشر للوقود بدلاً من حقن الوقود عبر المنفذ أي مشاكل ارتدادية، مما يسمح للمحرك الجديد بالحفاظ على أداء يُضاهي أداء محركات الديزل، بما في ذلك الاستجابة العابرة. تُصرّح شركة كولر بأن محرك KDH مُصمّم لمُطابقة أداء طراز الديزل من حيث أقصى قوة، وعزم الدوران الأقصى والمنخفض، بالإضافة إلى الاستجابة العابرة وسهولة القيادة. وتُشير كولر إلى أن الفوائد البيئية المُحتملة لاستخدام الهيدروجين تتعاظم عند تطبيق نظام المعالجة اللاحقة (ATS) على محرك احتراق داخلي يعمل بالهيدروجين، وذلك بفضل الانخفاض الإضافي في انبعاثات العادم. تُقلّل إضافة نظام المعالجة اللاحقة (ATS) من الجسيمات العالقة في أنبوب العادم (PM) وأكاسيد النيتروجين (NOx) والهيدروكربونات (HC) إلى مستويات ضئيلة للغاية، مما يجعل انبعاثات المحرك قريبة من الصفر وفقًا لمعظم التعريفات. وصرح فينسينزو بيروني، رئيس شركة كولر للمحركات، قائلاً: "نتطلع إلى إطلاق هذه التقنية المتطورة والعمل عن كثب مع شركائنا لدفع عجلة الابتكار والاستدامة وإزالة الكربون في هذه الصناعة".

المصدر: منشورات أجنبية