إنتاج الأمونيا الجيولوجية بأقل تكلفة.. تفاعل كيميائي ثوري

من المتوقع أن يصبح إنتاج الأمونيا الجيولوجية حلًا سحريًا لخفض التكلفة والانبعاثات في آنٍ واحد، سعيًا لتحقيق أهداف الحياد الكربوني التي تشتد إليها الحاجة لمواجهة ظاهرة الاحتباس الحراري العالمية.

ووفق تحديثات قطاع الهيدروجين لدى منصة الطاقة المتخصصة، أعلنت شركة ناشئة أميركية أنها ستتمكن من إنتاج الأمونيا النظيفة عن طريق حقن المياه المحتوية على النترات في الصخور الغنية بالحديد تحت الأرض، بتكلفة تبلغ ثلث تكلفة الأمونيا التي تعتمد على الوقود الأحفوري.

تُنتج الأمونيا عادةً من عملية هابر بوش كثيفة الطاقة (Haber-Bosch)، التي تجمع بين الهيدروجين والنيتروجين المستخرج من الهواء.

لكن العملية الجديدة من شركة أديس إنرجي (Addis Energy)، التي تتخذ من ولاية ماساتشوستس مقرًا لها، تستغني عن الحاجة إلى إنتاج الهيدروجين أو استخراج النيتروجين بشكل منفصل.

إنتاج الأمونيا الجيولوجية

تقوم العملية التي أطلقتها شركة أديس إنرجي لإنتاج الأمونيا الجيولوجية، بحقن أيونات النترات (NO3) المحتوية على المياه -التي يمكن أن تكون مياه صرف صناعي أو زراعي- ومحفّز قائم على النيكل والنحاس في الصخور فوق المافية الغنية بالحديد تحت الأرض، مثل معدن الأوليفين أو الزبرجد الزيتوني.

وبمصطلحات كيميائية بسيطة، تتفاعل المياه والنترات مع الحديد في الصخر، لإنتاج الأمونيا وأكسيد الحديد.

وأوضحت الشركة -في بيان حصلت عليه منصة الطاقة المتخصصة- أن باطن الأرض يوفر الحرارة والضغوط اللازمة للمساعدة في التفاعل الكيميائي، ما يعني أن العملية برمّتها إيجابية من حيث الطاقة الصافية.

بعبارة أخرى، فإن كمية الطاقة الموجودة داخل الأمونيا "الجيولوجية" الناتجة، أعلى من الطاقة المستعملة لإنتاجها، كما تقول الشركة الناشئة.

هذا على الرغم من الحاجة إلى استعمال تقنيات حفر النفط والغاز الراسخة، بما في ذلك التكسير المائي الهيدروليكي، للوصول إلى الحرارة والضغط تحت السطح.

شركة أديس إنرجي

أشار الرئيس التنفيذي، المؤسس المشارك لشركة أديس إنرجي، مايكل ألكسندر، إلى أنه دون استعمال الأمونيا في الأسمدة "سيكون من المستحيل إطعام ما يقرب من نصف سكان العالم".

ومع ذلك، فإن إنتاجها يمثّل 2% من استهلاك الطاقة العالمي، ويمثّل ما يقرب من ضعف انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من إنتاج الصلب الخام، وفق ما نقلته منصة "هيدروجين إنسايت" (Hydrogen Insight).

وقال ألكسندر: "لقد حددت أديس إنرجي تفاعلًا كيميائيًا ثوريًا يسمح لنا باستعمال الأرض لإنتاج الأمونيا النظيفة من خلال عملية خالية من الكربون وإيجابية صافية للطاقة بتكلفة أقل، واستعادة المزيد من الطاقة من الأمونيا المنتجة أكثر مما هو مطلوب لإنتاجها".

تقول الشركة في بيان صحفي: "مقارنةً بإنتاج الأمونيا الخضراء، التي تتطلب أكثر من 16 غيغاجول/طن من مدخلات الطاقة الصافية وتكلّف 1150 دولارًا للطن، تُنتج الأمونيا الجيولوجية لشركة أديس إنرجي 18 غيغاجول/طن من مخرجات الطاقة الصافية، وتكلف 200 دولار للطن، أي ثلث تكلفة إنتاج الأمونيا النموذجية، بما في ذلك الأمونيا المنتجة من الوقود الأحفوري".

ونُشرت ورقة علمية توضح عملية شركة "أديس" يوم الثلاثاء (21 يناير/كانون الثاني 2025)، في مجلة جول (Joule)، بعنوان "الأمونيا الجيولوجية: إنتاج الأمونيا المحفز من الصخور".

وتولّى كتابة الورقة العلمية المؤسس المشارك لشركة أديس، المسؤول العلمي الرئيس، الدكتور إوينتيم أباتي، وهو أيضًا أستاذ مساعد في علوم وهندسة المواد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، حيث طُوِّرَت عملية "أديس".

وتنصّ الورقة على أن "حسابًا تقريبيًا" وجد أن هناك ما يكفي من الحديد المناسب في أعلى 7 كيلومترات من قشرة الأرض لإنتاج 570 تريليون طن من الأمونيا، وهو ما يكفي لتلبية استهلاك الأمونيا العالمي السنوي الحالي لمدّة 3.8 مليون عام.

ويقود الدكتور أباتي -أيضًا- برنامجًا لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا يبحث في تحفيز إنتاج الهيدروجين الطبيعي بشكل مصطنع من الصخور تحت الأرض، والمعروف أيضًا باسم الهيدروجين الجيولوجي.

استثمارات إنتاج الأمونيا

من أجل تطوير عمليات إنتاج الأمونيا الجيولوجية، جمعت شركة أديس إنرجي 8.75 مليون دولار إجمالًا حتى الآن، من بينها تمويل ما قبل التأسيس بقيمة 4.25 مليون دولار، من شركات إنجين فينتشرز (Engine Ventures)، وبيلر في سي (Pillar VC)، وفوييجر فينتشرز (Voyager Ventures).

كما تلقّت أديس منحة قدرها 4.5 مليون دولار الأسبوع الماضي من وكالة مشروعات الأبحاث المتقدمة للطاقة (ARPA-E) التابعة لوزارة الطاقة الأميركية، التي تمول وتروّج للبحث والتطوير في تقنيات الطاقة المتقدمة، قبل 5 أيام فقط من تنصيب الرئيس دونالد ترمب.

وقال مدير مجلس الإدارة، الشريك العام في شركة إنجين فينتشرز، مايكل كيرني: "تتمتع هذه التكنولوجيا بإمكان التوسع بسرعة بالشراكة مع صناعة الطاقة الحالية، وفي نهاية المطاف مساعدة قطاعات الكيماويات والطاقة التي يصعب تخفيفها على تحقيق الاستدامة وإزالة الكربون".

ومن جانبه، أضاف مدير الاستثمار في شركة فوييجر فينتشرز، ليوناردو بانشيك: "لقد طوّرت شركة أديس إنرجي نهجًا مبتكرًا لإنتاج الأمونيا من خلال الجمع بين التحفيز المتقدم والكيمياء تحت السطحية".

كما قال: "تتمتع تقنيتهم بإمكان خفض التكاليف بشكل كبير مقارنةً بالطرق التقليدية، مع القضاء تقريبًا على الانبعاثات في واحدة من أكبر الأسواق الكيميائية وأكثرها كثافة في الكربون في العالم.. هذا هو بالضبط نوع التكنولوجيا التحويلية التي نسعى إلى دعمها، ونحن سعداء بدعم هذا الفريق الموهوب".

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر:

1. تفاصيل إنتاج الأمونيا الجيولوجية من الموقع الرسمي لشركة "أديس إنرجي".
2. معلومات إضافية عن تقنية "أديس إنرجي" من منصة "هيدروجين إنسايت".