تصمیم‌گیری در خصوص انتخاب بهترین مسیر برای کاهش کربن یکی از پیچیده‌ترین چالش‌ها در صنعت انرژی و تولید است. کاهش انتشار کربن‌دی‌اکسید (CO₂) به‌ویژه در صنایعی که در گروه‌های دشوار برای کاهش کربن قرار دارند، همچون پالایشگاه‌ها، واحدهای پتروشیمی و تولید فولاد و سیمان، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به همین دلیل، انتخاب روش‌های مؤثر و بهینه در این زمینه امری حیاتی و نیازمند دقت فراوان است. راهکارهای مختلفی برای کاهش انتشار کربن وجود دارند که هرکدام از آن‌ها دارای ویژگی‌ها و مزایای خاص خود هستند. در این بین، فناوری‌هایی مانند سوخت‌های تجدیدپذیر، هیدروژن، و جذب و تبدیل کربن نقش کلیدی ایفا می‌کنند. هر یک از این گزینه‌ها بسته به شرایط و نیازهای مختلف، ممکن است مناسب‌ترین راهکار نباشند و ریسک‌ها و چالش‌های خاص خود را داشته باشند. بنابراین، انتخاب بهترین مسیر برای کاهش کربن نیازمند تحلیل دقیق و ارزیابی عوامل مختلف است.
شرکت شل یکی از پیشگامان در فرآیند کاهش کربن در صنایع انرژی است. این شرکت به‌طور مستمر در حال بازنگری و اصلاح پالایشگاه‌های خود به‌منظور کاهش انتشار کربن و تبدیل آن‌ها به پارک‌های انرژی و شیمیایی است. در این مسیر، شل از کاتالیست‌ها و تکنولوژی‌های نوین برای تسریع فرآیندهای کاهش کربن بهره می‌برد. این تغییرات نه‌تنها در پالایشگاه‌ها بلکه در دیگر بخش‌های صنعتی نیز به‌طور گسترده‌ای اعمال شده است.
شل با تمرکز روی فناوری‌هایی مانند CCS و سایر راهکارهای نوآورانه، تلاش دارد تا علاوه بر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، به بهبود بهره‌وری انرژی در این صنایع نیز دست یابد. این تجربیات می‌تواند به‌عنوان یک الگو برای دیگر شرکت‌ها و صنایع در سراسر جهان مورد استفاده قرار گیرد تا مسیرهای کاهش کربن را به‌طور مؤثرتر و بهینه‌تری دنبال کنند. این مقاله به منظور ارایه این الگو و بررسی وضعیت شل برای بومی سازی در شرایط محیطی ایران تهیه شده است.
چرا کاهش انتشار کربن ضروری است؟
کاهش کربن نه‌تنها به‌عنوان یک هدف محیط‌زیستی، بلکه به‌عنوان یک الزام جهانی در نظر گرفته می‌شود. توافق پاریس، که در آن کشورهای مختلف جهان برای مقابله با تغییرات اقلیمی به توافق رسیدند، هدفی بزرگ را در نظر گرفته است: حفظ افزایش دمای جهانی به زیر ۲ درجه سانتی‌گراد نسبت به سطح پیش از صنعتی‌شدن و در بهترین حالت محدود کردن آن به ۱.۵ درجه سانتی‌گراد. این هدف‌های بلندپروازانه برای تحقق نیازمند کاهش حدود نیمی از انتشار سالانه CO₂ در سه دهه آینده است. طبق پیش‌بینی‌ها، میزان انتشار گاز CO₂ از ۳۲ گیگاتن در سال ۲۰۱۷ باید تا سال ۲۰۵۰ به ۱۸.۴ گیگاتن کاهش یابد.
فشارهای جهانی و تغییرات جمعیتی
چالش‌های مربوط به کاهش کربن با رشد جمعیت جهانی پیچیده‌تر می‌شود. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهند که جمعیت جهانی از حدود ۸ میلیارد نفر در سال ۲۰۲۳ به ۱۰ میلیارد نفر تا سال ۲۰۵۰ خواهد رسید. این افزایش جمعیت، همراه با رشد قابل توجه تقاضای انرژی که در حدود یک‌سوم پیش‌بینی شده است، فشار بیشتری را برای کاهش کربن و تطبیق با تغییرات انرژی ایجاد می‌کند. به همین دلیل، دستیابی به اهداف کاهش کربن به یک ضرورت فوری و حیاتی برای آینده کره زمین تبدیل شده است.
فشارهای اجتماعی و اهداف جهانی برای کاهش کربن
در کنار چالش‌های اقتصادی، فشارهای اجتماعی نیز بر کشورهای مختلف و صنایع مختلف برای کاهش کربن در حال افزایش است. بسیاری از کشورها به سمت اهداف “صفر خالص” (Net Zero) حرکت کرده‌اند و شروع به پیاده‌سازی سیاست‌های انتقال انرژی کرده‌اند. این تحولات نشان‌دهنده آن است که کاهش کربن نه تنها به‌عنوان یک نیاز اقتصادی، بلکه به‌عنوان یک ضرورت اجتماعی و محیط‌زیستی در نظر گرفته می‌شود. این توجه جهانی به اهداف کاهش کربن، هم دولت‌ها و هم صنایع را به فکر راهکارهای نوین برای مقابله با تغییرات اقلیمی و بهبود شرایط محیط‌زیستی و انرژی می‌اندازد.
تجربه شل در فرآیند کاهش کربن و تبدیل پالایشگاه‌ها به پارک‌های انرژی و شیمیایی
شرکت شل به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های فعال در حوزه نفت و گاز، هدفی بلندپروازانه برای دستیابی به صفر خالص کربن تا سال ۲۰۵۰ تعیین کرده است. این شرکت قصد دارد انتشار گازهای گلخانه‌ای CO₂ از منابع اسکوپ ۱، ۲ و ۳ خود را که در حال حاضر ۱.۷ گیگاتن در سال است، به صفر کاهش دهد. نکته قابل توجه این است که بیشتر این انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از محصولات انرژی است که شل به مشتریان خود عرضه می‌کند و آن‌ها پس از خرید، از این محصولات استفاده می‌کنند. به‌دلیل اهمیت این بخش، شل بر این باور است که همکاری نزدیک با مشتریان در صنایع مختلف، از جمله هوانوردی، حمل و نقل دریایی، جاده‌ای و صنایع دیگر، به‌عنوان راهکاری مؤثر برای دستیابی به این هدف، ضروری است.
شل قصد دارد از طریق همکاری با مشتریان در این صنایع و با گوش دادن به نیازها و تجربیات آنان، زنجیره‌های ارزش خود را به‌گونه‌ای طراحی کند که انتشار کربن را کاهش دهد و به نتایج مطلوب دست یابد.
دستاوردهای شل در مسیر کاهش و تبدیل کربن
شل با تلاش‌های مستمر در راستای اهداف کاهش کربن خود، تاکنون دستاوردهای قابل توجهی به‌دست آورده است. این شرکت تا پایان سال ۲۰۲۲ موفق شد انتشار گازهای گلخانه‌ای از عملیات خود را به میزان ۳۰ درصد کاهش دهد و شدت کربن محصولات انرژی که به مشتریان خود می‌فروشد را به میزان ۳.۸ درصد کاهش دهد، که این کاهش‌ها نسبت به سال ۲۰۱۶ محاسبه شده است. علاوه بر این، شل در زمینه انرژی تجدیدپذیر نیز پیشرفتهای چشمگیری داشته است. ظرفیت تولید انرژی خورشیدی و بادی این شرکت بیش از دو برابر افزایش یافته و تعداد نقاط شارژ خودروهای الکتریکی که این شرکت مالک یا بهره‌بردار آن‌ها است، حدود ۶۲ درصد نسبت به سال ۲۰۲۱ افزایش یافته است.
شل همچنین در حال توسعه هیدروژن سبز و گسترش سبد سوخت‌های زیستی خود است. این اقدامات به‌طور کلی بخشی از استراتژی گسترده شل برای کاهش اثرات محیط‌زیستی و پیشبرد انتقال انرژی به سمت منابع تجدیدپذیر و کم‌کربن است.
تبدیل پالایشگاه‌ها به پارک‌های انرژی و شیمیایی
یکی از اقدامات مهم شل برای دستیابی به اهداف کاهش کربن خود، تبدیل پالایشگاه‌های موجود به پارک‌های انرژی و شیمیایی است. این پارک‌ها به‌عنوان خوشه‌های یکپارچه کم‌کربن طراحی شده‌اند که قابلیت هماهنگی با تغییرات تقاضای مشتریان در آینده را دارند. از جمله این پالایشگاه‌ها، پالایشگاه پرنیس در اروپا است که به «Shell Energy and Chemicals Park Rotterdam» تبدیل شده است و پالایشگاه راینلند در آلمان، که در حال تبدیل شدن به «Shell Energy and Chemicals Park Rheinland» است.
این پارک‌ها با هدف کاهش وابستگی به نفت خام و استفاده بیشتر از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی، زباله‌های پلاستیکی و زیست‌توده طراحی می‌شوند. شل با این تغییرات به‌دنبال تنوع در منابع انرژی و بهبود کارآیی فرآیندهای تولید است.
تنوع در منابع انرژی و توسعه سوخت‌های تجدیدپذیر
شل با هدف کاهش انتشار کربن و بهبود بهره‌وری در تولید انرژی، در حال تنوع‌بخشی به منابع انرژی خود است. این شرکت با جایگزینی نفت خام با منابع تجدیدپذیر و دایره‌ای مانند انرژی خورشیدی، بادی، زباله‌های پلاستیکی و زیست‌توده، سعی دارد تا میزان وابستگی خود به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهد و سهم انرژی‌های پاک در فرآیندهای خود را افزایش دهد.
علاوه بر این، شل در حال تغییر سبد محصولات حمل‌ونقل خود است تا شامل مقادیر بیشتری هیدروژن، سوخت‌های زیستی و انرژی تجدیدپذیر باشد. این شرکت همچنین انعطاف‌پذیری بیشتری به فرآیند تولید محصولات شیمیایی، روانکارها و قیر اضافه می‌کند و در عین حال، انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از عملیات خود را جذب و ذخیره می‌کند تا شدت کربن محصولات خود را کاهش دهد.
پروژه‌های در حال اجرای شرکت شل در کاهش و تبدیل کربن
شل با اجرای پروژه‌های مختلف در حوزه کاهش کربن، گام‌های قابل توجهی در جهت دستیابی به اهداف محیط‌زیستی خود برداشته است. این شرکت در حال پیاده‌سازی و توسعه پروژه‌هایی در پارک‌های انرژی و شیمیایی خود است که نشان‌دهنده این است که کاهش کربن تنها در مرحله بحث و گفتگو نیست، بلکه به طور عملی در حال اجرا است. به‌عنوان مثال، پروژهRefhyne I که در حال حاضر هیدروژن تجدیدپذیر تولید می‌کند، و پروژه‌هایRefhyne II وHolland Hydrogen I که به‌طور چشمگیری ظرفیت تولید هیدروژن را افزایش خواهند داد، از جمله پروژه‌های برجسته در این زمینه هستند. همچنین، شل از فرآیندهای هم‌پردازش (Co-processing) برای تولید سوخت‌های زیستی بهره می‌برد، و واحدهای اختصاصی در حال توسعه در روتردام، راینلند و دیگر سایت‌ها، ظرفیت تولید این سوخت‌ها را به‌طور قابل توجهی افزایش خواهند داد.
فناوری‌های جذب کربن: عامل اصلی در کاهش کربن
یکی از اهرم‌های کلیدی شل در کاهش کربن، جذب و ذخیره‌سازی کربن (CCS) است. شل با استفاده از کاتالیست‌ها و فناوری‌های نوین، نقش مهمی در پروژه‌های بلندمدت در این زمینه ایفا می‌کند. پروژه‌هایی مانند پروژه Quest CCS و پروژه Porthos در هلند، نمونه‌های بارزی از این دست هستند. پروژه Porthos به‌طور خاص CO₂ را از Shell Energy and Chemicals Park Rotterdam دریافت خواهد کرد و آن را به‌منظور ذخیره‌سازی به عمق زمین منتقل خواهد کرد. این اقدامات به شل کمک می‌کند تا بخش قابل توجهی از انتشار کربن خود را جذب و ذخیره کند.
شل به‌عنوان تسهیل‌کننده اصلی در بسیاری از پروژه‌های کاهش کربن نقش‌آفرینی می‌کند. این شرکت تکنولوژی‌های کلیدی را برای برخی از پروژه‌ها فراهم کرده است. به‌عنوان مثال، شل فرآیند پالایش تجدیدپذیر خود را برای تولید سوخت‌های زیستی و سوخت‌های هواپیمایی پایدار در روتردام ارائه می‌دهد. همچنین، فناوری جذب کربن ADIP Ultra که هم‌اکنون در پروژهQuest در حال استفاده است، در پروژه‌های جدید در روتردام و راینلند نیز به‌کار گرفته خواهد شد. علاوه بر این، تکنولوژی POx گاز به روتردام این امکان را می‌دهد که هیدروژن کم‌کربن (هیدروژن آبی) تولید کند، به‌ویژه هنگامی که پروژه Porthos عملیاتی شود.
همکاری‌های بین‌صنعتی: کلید موفقیت در کاهش کربن
شل به‌طور فعال در پروژه‌های بین‌صنعتی مهمی مانندHumber Zero وNorthern Lights مشارکت دارد. این پروژه‌ها شامل شرکت‌های مختلف در بخش‌های انرژی، فولاد، سیمان، خمیر کاغذ و کاغذ، و تولیدکنندگان نفت و گاز هستند. شل به‌عنوان تسهیل‌کننده در این پروژه‌ها، همکاری‌های نزدیکی با سایر صنایع برقرار کرده تا به کاهش کربن در این صنایع کمک کند. این همکاری‌ها می‌توانند به‌طور قابل توجهی به تسریع فرآیندهای انتقال انرژی و کاهش انتشار کربن در مقیاس بزرگتر کمک کنند.
فناوری جذب CO₂ Cansolv که شل در پروژه‌های متعدد به‌کار گرفته است، اخیراً در پروژه‌های مختلف صنعتی نیز انتخاب شده است. پس از سال‌ها عملیات موفق در نیروگاهBoundary Dam در کانادا، این فناوری به‌تازگی توسطVPI Immingham وCalpine برای نیروگاه‌های خود در بریتانیا و همچنین توسطHafslund Oslo Celsio (که پیشتر به نامFortum Oslo Varme شناخته می‌شد) برای نیروگاه زباله به انرژی خود در نروژ به‌کار گرفته شده است. این انتخاب‌ها نشان‌دهنده اعتماد به کارایی و اثربخشی این فناوری در کاهش انتشار کربن در صنایع مختلف هستند.
شل بر این باور است که در دنیای جدید انرژی، همکاری بیشتر از هر زمان دیگری اهمیت دارد. برای دستیابی به اهداف کاهش کربن خود، شل به توسعه فناوری و شراکت‌های بین‌صنعتی اعتقاد دارد. این شراکت‌ها نه تنها به شل کمک می‌کنند تا فناوری‌های خود را بهبود بخشد، بلکه موجب تسهیل پیاده‌سازی راهکارهای کاهش کربن در مقیاس‌های بزرگتر می‌شود. به‌عنوان مثال، فرآیند پالایش تجدیدپذیر شل همچنان در حال تکامل است و این شرکت در حال گسترش دامنه مواد اولیه پیشرفتهای است که می‌تواند در این فرآیندها استفاده کند.
زنجیره‌های ارزش یکپارچه کاهش کربن: مسیرهای متعدد برای کاهش انتشار کربن
برای دستیابی به اهداف کاهش کربن، منابع تجدیدپذیر و دایره‌ای مختلفی وجود دارند که می‌توانند محصولات مختلفی را تولید کنند. به‌منظور ساده‌سازی این مسیر پیچیده، شل این فرآیندها را به پنج زنجیره ارزش جداگانه تقسیم کرده است که شامل:
- سوخت‌های تجدیدپذیر
- چرخه پلاستیک
- هیدروژن
- CCS (جذب و ذخیره‌سازی کربن)
- تولید و استفاده از گاز سنتز
این زنجیره‌های ارزش هرکدام ویژگی‌ها و شرایط خاص خود را دارند و در برخی موارد ممکن است به صنایع مختلف قابل‌اطلاق باشند. تقسیم این فرآیندها به زنجیره‌های مختلف به شل این امکان را می‌دهد که به‌طور متمرکز و با استفاده از فناوری‌های مناسب، انتشار کربن را کاهش داده و به اهداف جهانی خود نزدیک‌تر شود.
زنجیره ارزش سوخت‌های تجدیدپذیر: فرآیندها و فرصت‌ها برای کاهش کربن
در حال حاضر، زنجیره ارزش سوخت‌های تجدیدپذیر شاهد محرک‌ها و قوانین مختلفی است که زمینه‌ساز تحول در صنعت انرژی و کاهش انتشار کربن می‌باشند. به‌عنوان مثال، اتحادیه اروپا دستورالعمل انرژی تجدیدپذیر (RED II) را به‌منظور تشویق تولید و استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر وضع کرده است، و ایالات متحده نیز با اعمال استاندارد سوخت‌های تجدیدپذیر و اعتبار مالیاتی برای مخلوط‌کنندگان سوخت در کنار استاندارد سوخت‌های کم‌کربن در کالیفرنیا و سایر ایالت‌ها، زمینه‌سازی برای انتقال به منابع انرژی پاک را فراهم کرده است. در منطقه آسیا و اقیانوسیه و به‌ویژه در چین، این قوانین به‌عنوان فرصتی برای تولید اعتبار کربن از طریق صادرات سوخت‌های تجدیدپذیر شناخته می‌شود، که موجب تقویت اقتصاد کم‌کربن در سطح جهانی خواهد شد.
همانطور که در شکل بالا مشاهده می‌شود، روش‌های مختلفی برای فرآوری منابع تجدیدپذیر، از جمله روغن‌های گیاهی و چربی‌های حیوانی، به سوخت‌های تجدیدپذیر وجود دارد. یکی از این روش‌ها هم‌پردازش است که در آن منابع زیستی و سوخت‌های فسیلی به‌طور همزمان در یک فرآیند پالایش می‌شوند. روش دیگر، استفاده از واحد هیدروژنه روغن گیاهی اختصاصی (HVO) است که در فرآیند پالایش تجدیدپذیر شل (Shell Renewable Refining Process) به‌کار گرفته می‌شود. با این حال، یکی از چالش‌های عمده در این زمینه محدودیت منابع ورودی (feedstocks) است. انتظار می‌رود این کمبود منابع با گذشت زمان شدت بیشتری پیدا کند. به‌ویژه اینکه مواد زیست‌توده‌ای لیگنوسلولزی و زباله‌های جامد شهری به‌طور اجباری به‌عنوان منابع سوخت تجدیدپذیر در آینده مورد استفاده قرار گیرند.
برای مقابله با چالش‌های پیش رو در تامین منابع تجدیدپذیر، توجه به آینده‌نگری دارایی‌ها و برنامه‌ریزی برای سرمایه‌گذاری‌های تدریجی از اهمیت بالایی برخوردار است. به‌عنوان مثال، یکی از روش‌های پیشنهادی برای مقابله با کمبود منابع ورودی، شروع به سرمایه‌گذاری تدریجی است که با فرآیند هم‌پردازش آغاز می‌شود. این گزینه به دلیل نیاز کمتر به سرمایه، می‌تواند مرحله اولیه تحول باشد. سپس، با گذشت زمان و تطبیق شرایط بازار و منابع ورودی، سرمایه‌گذاری در یک واحدHVO کامل انجام می‌شود، که قابلیت پردازش منابع پیچیده‌تر و چالش‌برانگیزتر را خواهد داشت.
زنجیره ارزش چرخه پلاستیک: از بازیافت تا استفاده مجدد
در پایان چرخه زندگی بسیاری از پلاستیک‌ها، مواد زائد پلاستیکی به محل‌های دفن زباله یا کوره‌های سوزاندن منتقل می‌شوند و یا به‌طور غیرقانونی وارد محیط زیست می‌شوند. با این حال، فناوری‌های موجود برای بازیافت و استفاده مجدد تنها بخش کوچکی از پلاستیک‌های زائد را پوشش می‌دهند. چرخه پلاستیک به‌عنوان یکی از اجزای حیاتی زنجیره ارزش سوخت‌های تجدیدپذیر، می‌تواند به تحقق اهداف پایداری کمک کند. این چرخه با ارائه مسیرهایی برای بازیافت شیمیایی و استفاده مجدد از پلاستیک‌هایی که در حال حاضر به‌عنوان غیرقابل بازیافت شناخته می‌شوند، به‌طور قابل‌توجهی به کاهش ضایعات پلاستیکی و افزایش بهره‌وری در استفاده از این مواد کمک می‌کند.
برای تشویق به بازیافت پلاستیک، بسیاری از نهادهای غیر دولتی، رسانه‌ها، سیاست‌مداران، شخصیت‌های معروف، سرمایه‌گذاران، شرکت‌ها و حتی مصرف‌کنندگان، پلاستیک‌های بازیافتی و قابل بازیافت را حمایت کرده‌اند. در بسیاری از موارد، این حمایت‌ها حتی شامل پرداخت هزینه‌های اضافی برای استفاده از مواد بازیافتی می‌شود. از سوی دیگر، صاحبان برندها و تولیدکنندگان، به‌طور فزاینده‌ای اولویت خود را بر استفاده از مواد 100درصد بازیافتی و قابل بازیافت قرار داده‌اند، که این امر موجب رشد بازار مواد بازیافتی و پایداری بیشتر در فرآیندهای تولید می‌شود.
شل در حال توسعه مجموعه‌ای از فناوری‌های پیشرفته است که مسیرهای مختلفی برای ارتقاء پلاستیک‌های بازیافتی فراهم می‌کند. یکی از این مسیرها شامل همکاری با شرکای فناوری برای تبدیل اولیه و پیرولیز پلاستیک‌های زائد است. در این فرآیند، روغن حاصل از پیرولیز با استفاده از دستگاه‌های Shell Recovered Plastic Upgrader (SRPU) شل پردازش می‌شود. این دستگاه قادر به پردازش انواع مختلف ورودی‌ها با ویژگی‌ها و سطوح خلوص متفاوت است. روش‌های استفاده شده شامل پیش‌پردازش برای حذف ناخالصی‌ها و سپس مرحله ارتقاء ورودی برای حذف باقی‌مانده آلودگی‌ها است. در نهایت، با استفاده از فرآیندهای تفکیک و تغییر نقطه جوش، پلاستیک‌ها به محصولات نهایی با کیفیت بالا تبدیل می‌شوند. برای حفظ بازده بالا و بهبود ویژگی‌های ترکیبات نهایی، شل از فناوری‌های کاتالیزوری اختصاصی خود بهره می‌برد.
شل قادر است بسته به نیاز مشتری، زنجیره ارزش کامل یا بلوک‌های فرآیندی فردی را ارائه دهد. این قابلیت امکان انعطاف‌پذیری در پاسخ به نیازهای متنوع مشتریان را فراهم می‌آورد و به هر مشتری اجازه می‌دهد تا فرآیندهایی را که به بهترین وجه به نیازهای آن‌ها پاسخ می‌دهد، انتخاب کند. برای نمونه به دو مورد زیر اشاره شده است:
- پالایش روغن پیرولیز: یک شرکت پالایش روغن پیرولیز می‌تواند از واحد پیش‌پردازش در فرآیند SRPU برای حذف آلودگی‌های خورنده و آماده‌سازی ورودی‌ها استفاده کند. این کار موجب می‌شود که این شرکت بتواند انواع مختلفی از ورودی‌ها را با کیفیت بالاتر پردازش کند.
- شرکت‌های شیمیایی بدون فناوری پالایش یکپارچه: یک شرکت شیمیایی که فرآیند پالایش یکپارچه ندارد، ممکن است بخواهد تولید نفتا را به‌عنوان ورودی برای کرکر بخار خود حداکثر کند. در این حالت، مشتری از کل زنجیره ارزش SRPU (مراحل ۱-۴) بهره‌مند خواهد شد و همچنین توافق‌نامه‌ای برای دریافت ترکیبات سنگین‌تر از شل می‌تواند بسته شود.
زنجیره ارزش هیدروژن: راه‌حل برای تولید هیدروژن کم‌کربن
با وجود اینکه بازارهای هیدروژن نیاز به توسعه دارند، توانایی تولید هیدروژن با شدت کربن پایین به‌طور گسترده‌ای تثبیت شده است. شرکت Shell Catalysts & Technologies در حال حاضر فرآیند Shell Blue Hydrogen (SBHP) را تحت لیسانس دارد. این فرآیند غیرکاتالیزوری و اکسیژن‌محور، شامل اکسیداسیون جزئی متان است که با فناوری کم‌هزینه جذب کربن پیش‌احتراق ترکیب شده است. این شرکت در پروژه‌های مختلف صنعتی برای تولید هیدروژن کم‌کربن مشارکت دارد که در شکل زیر نمایش داده شده است. این پروژه‌ها به تولید مواد شیمیایی کم‌کربن، آمونیاک (آبی) کم‌کربن به‌عنوان حامل هیدروژن، برق و کالاهای مصرفی کمک می‌کنند.
هیدروژن کم‌کربن و نقش مکمل آن با هیدروژن تجدیدپذیر
شل بر این باور است که هیدروژن کم‌کربن در ابتدا می‌تواند به تکمیل هیدروژن تجدیدپذیر کمک کند. در حال حاضر، هزینه بالای برق تجدیدپذیر و دسترسی محدود به آن موجب می‌شود که هیدروژن تجدیدپذیر به‌طور قابل‌توجهی گران‌تر از هیدروژن کم‌کربن باشد. با این حال، پیش‌بینی می‌شود که این تفاوت هزینه‌ای در ۱۵-۲۰ سال آینده کاهش یابد. در این فاصله، هیدروژن کم‌کربن می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل موقتی برای کاهش گازهای گلخانه‌ای و تکمیل زیرساخت‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
با افزایش تقاضای جهانی برای هیدروژن، زنجیره‌های ارزش جدیدی برای استفاده‌های تجاری و خانگی در حال شکل‌گیری هستند. مفهوم خوشه‌های صنعتی (که در پایین شکل بالا نشان داده شده است) اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. این خوشه‌ها به تولیدکنندگان بزرگ صنعتی این امکان را می‌دهند که با همکاری، مسیرهای تولید هیدروژن کم‌هزینه و جمعی را توسعه دهند. در این مدل، به‌جای اینکه هر تولیدکننده به‌طور جداگانه واحد تولید هیدروژن خود را راه‌اندازی کند، خوشه‌ها می‌توانند از یک واحد تولید هیدروژن متمرکز بهره‌مند شوند که به تمامی کاربران هیدروژن خدمت‌رسانی می‌کند.
زنجیره ارزش جذب و ذخیره‌سازی کربن (CCS): راه‌حلی کارآمد برای کاهش کربن
طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی (IEA)، فناوری‌های جذب و استفاده از کربن (CCUS) یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه‌حل‌ها برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در برخی از فرآیندهای صنعتی و تبدیل سوخت‌ها به حساب می‌آید. در برخی کشورها، الزامات دولتی به پیشبرد پروژه‌ها کمک می‌کنند، در حالی که در دیگر مناطق، وضعیت با دقت تحت نظر قرار دارد.
فرصت‌های موجود در این بخش تقریباً هر ۱۸ ماه دو برابر می‌شود. در حالی که جمع‌آوری و انتقال CO₂ از طریق خطوط لوله به مکان‌های ذخیره‌سازی تأسیس‌شده به یک فناوری بالغ تبدیل شده است، زنجیره‌های ارزش پیچیده‌تری در حال توسعه هستند که شامل حمل‌ونقل از طریق کشتی برای ذخیره‌سازی و استفاده از CO₂ می‌شود. شل در این بخش بسیار فعال است و از تکنولوژی‌های پیش‌احتراق خود مانند ADIP Ultra و تکنولوژی‌های پس‌احتراق خود مانند سیستم جذب CO₂ Cansolv تحت لیسانس استفاده می‌کند.
هدف شل برای ذخیره‌سازی سالانه بیش از ۲۵ میلیون تن CO₂
شل با هدف کاهش تأثیرات تغییرات اقلیمی، برنامه‌ریزی کرده است که تا سال ۲۰۳۵ بیش از ۲۵ میلیون تن CO₂ را به‌طور سالانه ذخیره‌سازی کند. دستیابی به این هدف نیازمند اجرای پروژه‌های متعدد CCS (جذب و ذخیره‌سازی کربن) در نقاط مختلف جهان است که به کاهش کربن در چندین زنجیره ارزش مختلف کمک خواهد کرد.
پروژه Quest در کانادا یکی از موفق‌ترین پروژه‌های ذخیره‌سازی کربن شل است که از نسخه پیشرفته فناوریADIP Ultra به نام ADIP-X برای جذب ۱ میلیون تن CO₂ در سال از سه واحد تولید هیدروژن استفاده می‌کند. این پروژه به‌طور موثر توانسته است بیش از ۶ میلیون تن CO₂ را جمع‌آوری، انتقال و در دو کیلومتری زیر زمین ذخیره کند. عملکرد این پروژه فراتر از پیش‌بینی‌ها در زمینه قابلیت اعتماد، هزینه و ذخیره‌سازی بوده است و توانسته است بیش از ۹۹٪ زمان فعالیت (uptime) را حفظ کند. همچنین، هزینه عملیاتی این پروژه به حدود ۲۵ دلار به ازای هر تن CO₂ رسیده است. این موفقیت‌ها باعث شده است که شل بتواند هزینه این‌گونه پروژه‌ها را به‌طور قابل توجهی کاهش دهد و آن را ۳۰٪ ارزان‌تر از قبل کند.
شل به منظور بهبود مقرون‌به‌صرفه بودن پروژه‌های جذب کربن، همکاری‌هایی را با شرکت‌های برجسته ایجاد کرده است. یکی از این همکاری‌ها باTechnip Energies است که هدف آن کاهش هزینه‌های فرآیند CCS است. این همکاری از دانش فنی و مهندسی هر دو شرکت بهره می‌برد و به ایجاد واحدهای ساده و استاندارد منجر شده است که از تکنیک‌های ساخت مدولار خارج از محل (offsite) استفاده می‌کنند و می‌توانند به راحتی به مقصدهای خود منتقل شوند.
یکی از نمونه‌های موفق این همکاری، پروژه CCS با Hafslund Oslo Celsio است که به‌تازگی تصمیم نهایی سرمایه‌گذاری را دریافت کرده است و پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۲۶ به‌طور کامل عملیاتی شود. این پروژه به‌طور خاص هدف دارد که انتشار گازهای گلخانه‌ای در شهر اسلو را ۱۷٪ کاهش دهد.
زنجیره ارزش گاز سنتز (Syngas): مسیر نویدبخش برای سوخت‌های هوایی پایدار و سوخت‌های سنتزی
گاز سنتز یکی از مسیرهای مهم در تولید سوخت‌های تجدیدپذیر و پایدار است و توجه ویژه‌ای را می‌طلبد. این مسیر پتانسیل زیادی برای تولید سوخت‌های هوایی پایدار (SAF) و دیگر مایعات هیدروکربنی مصنوعی دارد. زنجیره ارزش گاز سنتز از گازی‌سازی منابع تجدیدپذیر مانند بیوماس‌های ارگانیک و پلاستیک‌های زائد به گاز سنتز و هیدروژن آغاز می‌شود. این گاز سپس با استفاده از فرآیند فیشر-تروپش به SAF یا محصولات دیگر تبدیل می‌شود.
یکی دیگر از مسیرهای نوآورانه برای تولید سوخت‌های تجدیدپذیر، مسیر Power-to-Liquid است که CO₂ captured را به کار می‌برد و می‌تواند برای تولید گاز سنتز استفاده شود. استفاده از فرآیند تغییر معکوس آب-گاز (reverse water-gas shift) برای تبدیل CO₂ به مونواکسید کربن از هوا می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل بالقوه برای دستیابی به گردش کامل کربن در آینده در نظر گرفته شود. با این حال، به‌دست آوردن هیدروژن تجدیدپذیر از طریق الکترولیز نیاز به مقادیر زیادی برق تجدیدپذیر و منبع آب بزرگ دارد.
فرآیند گاز به مایع که در آن گاز سنتز به مایعات هیدروکربنی مصنوعی تبدیل می‌شود، توجه زیادی را در صنعت به خود جلب کرده است. این فرآیند می‌تواند در درازمدت به‌عنوان فناوری مهمی برای تولید سوخت‌های تجدیدپذیر، مواد شیمیایی و روان‌سازها مطرح شود.
فرصت‌های یکپارچه‌سازی در صنعت
شرکت Shell Catalysts & Technologies به همراه دیگر بخش‌های شل، اخیراً پیشنهادات گسترده‌ای را به یک شریک استراتژیک که ایستگاه‌های نیروگاهی را اداره می‌کند، ارائه داده‌اند. این همکاری نشان‌دهنده یک رویکرد یکپارچه است که ترکیبی از فناوری، انرژی، تأمین و تحویل را به‌هم پیوند می‌دهد.
شل می‌تواند گاز مورد نیاز برای سوخت نیروگاه را تأمین کرده و همچنین می‌توانند سیستم جذب CO₂ Cansolv خود را برای جذب CO₂ ارائه دهند. دیگر بخش‌های شل می‌توانند حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی CO₂ جذب‌شده را مدیریت کنند. این شرکت همچنین می‌تواند با استفاده از راه‌حل‌های مبتنی بر طبیعت و قراردادهای خرید برق، اعتبار کربن تأمین کند.
جمع‌بندی
کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای باید با سرعت و مقیاس بیشتری انجام شود تا شرکت‌ها بتوانند با قوانین محیط زیستی همخوانی پیدا کرده و در عین حال همچنان سودآور و پایدار باقی بمانند. شل در حال تحول کسب‌وکار خود است و در حال پشتیبانی از دوره انتقال انرژی مشتریان خود در بخش‌های مختلف صنعتی است. تجربه شرکت شل در کاهش و تبدیل کربن می تواند برای ایران به عنوات نسخه ای کاربردی و الگویی مناسب بومی سازه شده و مورد بهره برداری قرار گیرد.
