حققت الصين طفرة نوعية في مجال الطاقة المستدامة بإطلاق منشأة ساحلية رائدة في مدينة ريزهاو بمقاطعة شاندونغ. تقوم هذه "المصفاة المحيطية" بتحويل مياه البحر إلى ثلاثة مخرجات عالية القيمة: مياه شرب شديدة النقاء، وقود الهيدروجين الأخضر النظيف، ومحلول ملحي غني بالمعادن. ومن خلال استغلال الحرارة المهدورة من الصناعات، يقدم المشروع حلاً منخفض التكلفة وقائماً على الاقتصاد الدائري لمواجهة نقص المياه والطاقة العالمي.
التكنولوجيا: نموذج "مدخل واحد وثلاثة مخرجات"
تعد منشأة ريزهاو محطة تجريبية بقدرة 110 كيلوواط، تم تطويرها من خلال تعاون بين المجموعة الصينية العامة للطاقة النووية، ومختبر لاوشان، وجامعة شاندونغ العادية، وهيئات حكومية محلية.
يدمج النظام عمليات تحلية المياه والتحليل الكهربائي في عملية واحدة سلسة:
التحلية الحرارية: تلتقط المحطة الحرارة المهدورة "المجانية" من مصانع الصلب والبتروكيماويات المجاورة. وتستخدم طريقة الانتشار الحراري (Thermodiffusive) الخالية من الأغشية لفصل الأملاح عن المياه، مما ينتج مياهًا شديدة النقاء دون الحاجة إلى معالجة أولية تستهلك الكثير من الطاقة.
التحليل الكهربائي المباشر: يتم تقسيم المياه النقية إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام محفزات متخصصة مقاومة للتآكل. تمنع هذه المحفزات تكون القشور الملحية وتآكل الكلوريد الذي يعيق عادةً عملية التحليل الكهربائي لمياه البحر.
استعادة الموارد: بدلاً من التخلص من المحلول الملحي (المرّ) كنفايات، يتم حصاد المعادن المركزة وبيعها للإنتاج الكيميائي البحري، مما يخلق مصدر دخل إضافي.
القدرة الإنتاجية والكفاءة
تُظهر المنشأة كفاءة متفوقة مقارنة بالأنظمة التقليدية التي تعتمد على المياه العذبة. وتشمل مقاييس الأداء الرئيسية ما يلي:
استهلاك الطاقة: 4.2 كيلوواط ساعة فقط من طاقة التيار المستمر لكل متر مكعب من الهيدروجين المنتج (حوالي 46.7 كيلوواط ساعة/كجم).
استغلال الطاقة: تحقق معدل استغلال أعلى بنسبة 20% من إنتاج الهيدروجين التقليدي.
الإنتاج السنوي (لكل 800 طن متري من مياه البحر):
118,877 غالون (450 متر مكعب) من المياه العذبة.
192,000 متر مكعب قياسي من الهيدروجين الأخضر.
الأثر: كمية الهيدروجين هذه كافية لتشغيل 50 حافلة مدينة لمسافة تصل إلى 4,600 ميل لكل منها.
مقارنة التكاليف: تغيير قواعد اللعبة عالمياً
يتفوق مشروع ريزهاو بشكل كبير على المعايير العالمية الحالية لتكاليف إنتاج المياه.
الموقع | نوع المنشأة | التكلفة لكل متر مكعب (دولار أمريكي) |
|---|---|---|
ريزهاو، الصين | مصفاة محيطية (حرارة مهدورة) | $0.28 |
المملكة العربية السعودية | تحلية مياه تقليدية | $0.56 (تقريباً) |
كارلسباد، الولايات المتحدة | تحلية مياه في كاليفورنيا | $2.20 |
بينما لم يتم الكشف عن تكاليف محددة لكل كيلوغرام من الهيدروجين، فإن استخدام الحرارة الصناعية المهدورة وكفاءة الطاقة العالية يجعل المنتج منافساً اقتصادياً للهيدروجين "الرمادي" (المستخرج من الوقود الأحفوري) دون الانبعاثات الكربونية المصاحبة له.
الأثر البيئي والاقتصادي
تعالج المنشأة عدة مخاوف بيئية في آن واحد:
تقليل التلوث: تحول الحرارة الصناعية المهدورة — التي تسبب غالباً تلوثاً حرارياً للمجاري المائية المحلية — إلى مصدر طاقة أساسي.
الأمن المائي: تنتج مياهًا عذبة دون استنزاف الإمدادات البلدية أو المياه الجوفية.
صفر انبعاثات: يدعم الهيدروجين الأخضر المنتج جهود إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة مثل الشحن والتصنيع.
النظرة المستقبلية
يمثل نجاح مشروع ريزهاو التجريبي، الذي أتم بالفعل أكثر من 500 ساعة من التشغيل المستقر، "لحظة فارقة" لاقتصاد الهيدروجين العالمي. ومع استمرار الصين في قيادة حلول الطاقة النظيفة البحرية، توفر هذه التكنولوجيا نموذجاً قابلاً للتوسع للمناطق الساحلية الصناعية الأخرى في اليابان وكوريا الجنوبية والهند ودول الخليج.
 |  |  |
 |  |  |