طلوعی جدید: آینده حمل و نقل با انرژی خورشیدی
در آخرین قسمت از Lexicon ، با فیلیپ فورلر، هم‌بنیان‌گذار و مدیر ارشد اجرایی Synhelion، درباره کارهای شرکت در زمینه فناوری تولید سوخت‌های مصنوعی با استفاده از انرژی خورشیدی صحبت کردیم.
اما قبل از ادامه دادن، می‌خواهیم در مورد
طرح‌های اشتراکی IE+
صحبت کنیم. عضویت ویژه Interesting Engineering به شما امکان دسترسی به تمام مطالب بدون تبلیغات را می‌دهد. شما خبرنامه ویژه ما، Blueprint Weekly، تخفیف‌های ویژه از IE Academy، فروشگاه و وبینارها را دریافت خواهید کرد.
برای کشف ویژگی‌های ویژه بیشتر، به لینک در توضیحات مراجعه کنید. سپس از مزایای IE+ فقط با 1 دلار برای اولین ماه خود بهره‌مند شوید.
سوخت‌های مصنوعی دوباره تصور شده
چشم‌انداز Synhelion این است که از انرژی خورشیدی برای ایجاد سوخت‌های مایع پایدار استفاده کند که می‌توانند به طور مستقیم جایگزین سوخت‌های فسیلی شوند. فناوری جدید Synhelion که برای اولین بار در ETH Zurich توسعه یافته است، انرژی خورشیدی را از طریق فرآیندهای ترموشیمیایی به سوخت‌های مصنوعی تبدیل می‌کند.
این سوخت‌ها می‌توانند در بخش‌هایی مانند هواپیما، حمل و نقل دریایی و جاده‌ای استفاده شوند که به شدت به سوخت‌های فسیلی وابسته هستند. فورلر توضیح داد: «ما حرارت خورشیدی با دما بالا تولید می‌کنیم و نور خورشید را به سوخت‌های مایع حمل و نقل تبدیل می‌کنیم.»
فرآیند Synhelion نور خورشید را با استفاده از آینه‌ها بر روی یک برج مرکزی متمرکز می‌کند، جایی که انرژی جذب و به حرارت تبدیل می‌شود. با استفاده از این حرارت با دما بالا، واکنش‌های شیمیایی می‌توانند تسریع شوند تا منبع کربن—مانند بیوگاز یا CO2—به چیزی به نام «گاز سنتزی» تبدیل شود. برای کسانی که با این موضوع آشنایی ندارند، این یک مخلوط از هیدروژن و مونوکسید کربن است. پس از تولید، می‌توان آن را به نفت خام مصنوعی تبدیل کرد که مانند نفت سنتی بیشتر تصفیه می‌شود تا کرسن، دیزل و بنزین تولید کند.
کارخانه DAWN
قلب آمبیشن‌های Synhelion ، کارخانه DAWN است. این کارخانه در یولیش، آلمان، اولین تأسیسات صنعتی در مقیاس بزرگ جهان برای تولید سوخت‌های خورشیدی است.
فورلر تأکید کرد: «کارخانه DAWN کاملاً با زیرساخت‌های جهانی کنونی سازگار است.»
او افزود: «شما می‌توانید به سادگی آن را با جریان‌های نفت خام دیگر هم‌پردازش کنید.» فورلر همچنین تأکید کرد که هیچ تغییر زیرساختی عمده‌ای برای استفاده از سوخت‌های خورشیدی لازم نیست. این باید یک عامل مهم در تسریع پذیرش آنها باشد.
ظرفیت تولید DAWN پیش‌بینی می‌شود که به چند هزار لیتر سوخت در سال برسد. اگرچه این ممکن است نسبت به تقاضای جهانی سوخت کم به نظر برسد، اما شروع یک سفر بزرگ‌تر به سوی تولید انبوه است. Synhelion قبلاً برنامه‌هایی برای آینده اعلام کرده است. تأسیسات بزرگ بعدی، RISE، که ده برابر بزرگ‌تر از DAWN خواهد بود، در اسپانیا قرار خواهد داشت.
افزایش مقیاس همیشه چالشی است
ساخت یک کارخانه سوخت خورشیدی در مقیاس صنعتی کار ساده‌ای نیست و فورلر به چالش‌هایی که Synhelion در راه‌اندازی DAWN با آن روبرو شد، اعتراف کرد. او گفت: «دستاورد بزرگی که با DAWN به دست آوردیم این است که تیم ما که به عنوان محققان شروع کرده بود، به شرکتی تبدیل شده است که قادر به اجرای پروژه‌های پیچیده کارخانه در مقیاس صنعتی است.»
یکی از چالش‌های اصلی این است که اطمینان حاصل شود فناوری می‌تواند به طور کارآمد افزایش مقیاس یابد و در عین حال هزینه‌بر نباشد. برای این منظور، Synhelion با کارشناسان صنعتی از بخش‌های نفت، گاز و فولاد همکاری کرده است که تجربه ارزنده‌ای در ساخت و بهره‌برداری از کارخانه‌های بزرگ دارند.
چالش دیگری که وجود دارد تضمین تولید مستمر سوخت حتی زمانی است که خورشید نمی‌تابد. DAWN این مشکل را با یک سیستم نوآورانه ذخیره حرارت حل کرده است. فورلر توضیح داد: «کارخانه‌های بزرگ نمی‌خواهند به دلیل نتابیدن خورشید، تولید را متوقف یا کاهش دهند.»
راهکار Synhelion شامل ذخیره زائد حرارت خورشیدی در مواد سرامیکی در طول روز است که بعداً می‌تواند واکنش‌های شیمیایی را در طول شب یا دوره‌های ابری ادامه دهد. فورلر افزود: «این به ما امکان می‌دهد که کارخانه را 24 ساعته کار کنیم که برای پایین نگه داشتن هزینه‌های تولید حیاتی است.»
طلوع سوخت‌های خورشیدی
یکی از کاربردهای امیدوارکننده سوخت‌های خورشیدی Synhelion در بخش هواپیمایی است که مدت‌هاست به دنبال جایگزین‌های عملی برای کرسن فسیلی بوده است. به گفته فورلر، پروازهای بلندمدت مسئول حدود 70% از انتشارات کربن هواپیمایی هستند و راه‌حل‌های الکتریکی مانند باتری یا هیدروژن به دلیل چگالی انرژی پایین‌تر نسبت به کرسن عملی نیستند.
فورلر توضیح داد: «برای پروازهای بلندمدت، هیچ انتخابی جز استفاده از کرسن ندارید زیرا چگالی انرژی بالاست.» کرسن خورشیدی که با استفاده از فناوری Synhelion تولید می‌شود، می‌تواند هواپیمایی را بدون نیاز به تعویض کامل موتورها یا زیرساخت‌های سوخت‌گیری از کربن آزاد کند.
فورلر توضیح داد: «ما انتشار گازهای گلخانه‌ای را حدود 85% در مقایسه با سوخت جت فسیلی کاهش می‌دهیم.» با بهینه‌سازی بیشتر، Synhelion هدف دارد تا این مقدار را به 100% نزدیک کند.
Synhelion قبلاً با بازیگران کلیدی در صنعت هواپیمایی، از جمله شرکت هواپیمایی لوفت‌هانزا، بزرگ‌ترین مصرف‌کننده کرسن در اروپا، مشارکت‌هایی کسب کرده است.
فورلر گفت: «ما زنجیره ارزش را با مشتریان اصلی خود، از جمله گروه لوفت‌هانزا و پیلاتوس، برای تأمین سوخت‌های خورشیدی تنظیم کرده‌ایم.» با کار مستقیم با خطوط هوایی، Synhelion به ایجاد آینده‌ای که در آن سوخت‌های پایدار آسمان‌ها را تامین می‌کنند، کمک می‌کند.
به سوی تغییر همه چیز
در حالی که DAWN نمایانگر یک مرحله مهم است، اهداف Synhelion فراتر از اولین کارخانه صنعتی آن است. این شرکت در حال حاضر بر روی تأسیسات بزرگ بعدی خود کار می‌کند، کارخانه RISE که ظرفیت تولید 1000 تن سوخت در سال خواهد داشت و انتظار می‌رود تا سال 2027 عملیاتی شود. اما این تنها آغاز است.
فورلر گفت: «ما می‌خواهیم اولین کارخانه رقابتی را تا سال 2030 روی زمین داشته باشیم، کارخانه Shine را که سالانه 100000 تن تولید می‌کند.» تا سال 2033، Synhelion هدف دارد چندین کارخانه با ظرفیت چند صد هزار تن در سال داشته باشد.
این کارخانه‌های بزرگ‌تر قادر خواهند بود سوخت‌هایی را با قیمت‌هایی رقابتی با سوخت‌های فسیلی تولید کنند، راه را برای پذیرش گسترده هموار کنند. فورلر تأکید کرد: «مأموریت ما این است که این فناوری را به مقیاس بزرگ گسترش دهیم تا تاثیر جهانی ایجاد کنیم.»
استراتژی شرکت شامل حرکت از یک تولیدکننده سوخت به یک تأمین‌کننده فناوری است، مجوز فناوری سوخت خورشیدی خود را به شرکت‌های نفت و گاز بزرگ در سراسر جهان می‌دهد. این رویکرد امکان اجرای سریع‌تر جهانی را فراهم می‌کند و به Synhelion کمک می‌کند تا به vizion خود مبنی بر تبدیل شدن به یک رهبر در سوخت‌های حمل و نقل پایدار دست یابد.
نگاهی به آینده
سوخت‌های خورشیدی نمایی از یک راه‌حل امیدبخش برای بخش‌هایی هستند که برق‌رسانی برای آنها دشوار است، مانند هواپیمایی، حمل و نقل دریایی و حمل و نقل جاده‌ای بلندمدت. در حالی که برق‌رسانی به شدت انتشارها را کاهش خواهد داد، فورلر معتقد است که سوخت‌های خورشیدی یک فناوری مکمل حیاتی خواهند بود.
فورلر گفت: «ما باید در مقابل فناوری‌ها باز بمانیم»، پیشنهاد دهنده رویکردی انعطاف‌پذیر برای رسیدن به اهداف انتشار جهانی. او افزود: «من باور ندارم که یک فناوری بتواند همه نیازها را برطرف کند. باید از ترکیبی از روش‌های مختلف استفاده کنیم تا به بهینه‌ترین شکل ممکن به اهداف خود برسیم.»
با فناوری نوآورانه سوخت خورشیدی Synhelion، آینده حمل و نقل می‌تواند با خورشید نیرو بگیرد. همان‌طور که فورلر و تیمش به گسترش کارخانه‌های خود ادامه می‌دهند، رویای آینده‌ای بدون سوخت‌های فسیلی برای هواپیمایی و فراتر از آن به واقعیت نزدیک می‌شود.
فورلر نتیجه‌گیری کرد: «ماموریت ما ایجاد تاثیر جهانی است.» و با تلاش‌های پیشگامانه Synhelion، آنها در مسیر رسیدن به این هدف هستند.
فناوری سوخت خورشیدی Synhelion نقطه عطفی در جستجوی انرژی پایدار است. با تبدیل نور خورشید به سوخت‌های مایع که با زیرساخت فعلی سازگارند، این شرکت آماده است تا بخش حمل و نقل را دگرگون کند.
فورلر به سادگی نتیجه‌گیری کرد که «این فناوری می‌تواند به اندازه‌های بسیار بزرگ گسترش یابد و مأموریت ما این است که بخش قابل توجهی از کرسن فسیلی را با جایگزین‌های پایدار جابجا کنیم.»
