القوات الجوية الأمريكية تحاول صنع وقود طائرات من ثاني أكسيد الكربون في الجو

[يوسف بن تاشفين]

سلاح الجو الأمريكي KC-135 ستراتوتانكر

دخلت القوات الجوية الأمريكية في شراكة مع شركة تحويل الكربون Twelve لتحويل ثاني أكسيد الكربون (CO2) في الهواء إلى وقود للطائرات ، وهي تقنية ستمكنها من الوصول إلى الوقود في أي وقت وفي أي مكان.

بعيدًا عن احتجاز الكربون وتخزينه أو استخدام الكربون ، يمكن أن يحول تحول الكربون ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى أي مادة كيميائية أو مادة أو وقود تقريبًا ، بما في ذلك وقود الطائرات.

في عام 2020 ، أقرت الطاقة التشغيلية للقوات الجوية اثني عشر لإطلاق برنامج تجريبي لإثبات أن التكنولوجيا الخاصة بها يمكن أن تحول ثاني أكسيد الكربون إلى وقود طيران قابل للتطبيق عمليًا يسمى E-Jet.

حقق المشروع إنجازًا كبيرًا في أغسطس من هذا العام عندما نجحت شركة Twelve في إنتاج وقود الطائرات من ثاني أكسيد الكربون ، مما يثبت نجاح العملية وتهيئة الظروف لإنتاج وقود اصطناعي خالٍ من الكربون بكميات أكبر وقال سلاح الجو في بيان يوم الجمعة إنه من المقرر أن تنتهي المرحلة الأولى من المشروع في ديسمبر بتقرير يشرح بالتفصيل العملية والنتائج .

بالنسبة لسلاح الجو ، يمكن أن تكون الآثار المترتبة على هذا الابتكار عميقة و يُظهر الاختبار الأولي أن النظام قابل للنشر بدرجة كبيرة وقابل للتطوير ، مما يمكّن المقاتلات من الوصول إلى الوقود الاصطناعي من أي مكان في العالم، إن الوصول الموثوق إلى الطاقة والوقود أمر بالغ الأهمية للعمليات العسكرية.

أكدت المناورات المشتركة والتدريبات العملياتية الأخيرة على الخطر الكبير الذي يمثله نقل الوقود وتخزينه وتسليمه للقوات - في الداخل والخارج على حد سواء.

في ذروة الحرب في أفغانستان ، كانت الهجمات على قوافل الوقود والمياه مسؤولة عن أكثر من 30٪ من الضحايا ومع ذلك ، من المتوقع أن يزداد الطلب على الوقود فقط لأن أنظمة وعمليات الأسلحة المتقدمة تتطلب مستويات متزايدة من الطاقة.

حاليًا ، تعتمد إدارة القوات الجوية على الوقود التجاري للعمل ، داخليًا وخارجيًا و يجب أن تستخدم القوات الجوية مزيجًا من الشاحنات والطائرات والسفن لضمان توصيل الوقود لتلبية طلب المقاتلين ومع ذلك ، فإن العديد من مناطق العمليات لا يمكنها دائمًا الوصول بسهولة إلى نقاط الوصول التقليدية لسلسلة التوريد ، لا سيما أثناء النزاع.

يقوم موسع KC-10 الأمريكي بإعادة التزود بالوقود في الجو باستخدام طائرة داسو رافال الفرنسية

يمكن أن تسمح منصة تحويل الكربون من CO2 للوحدات المنشورة بتوليد الوقود عند الطلب ، دون الحاجة إلى خبراء وقود ذوي مهارات عالية في الموقع و يرى سلاح الجو أن التكنولوجيا توفر مصدرًا إضافيًا لأنواع الوقود البترولي لتقليل الطلب في المناطق التي يصعب عادةً توصيل الوقود إليها.

يتم إنتاج معظم الوقود الاصطناعي ، الذي يتم إنشاؤه بواسطة مزيج من أول أكسيد الكربون والهيدروجين المعروف باسم غاز التخليق ، من خلال حرق الكتلة الحيوية أو الفحم أو الغاز الطبيعي و تلغي تقنية Twelve الحاجة إلى الوقود الأحفوري ، وتنتج غاز التخليق عن طريق إعادة تدوير ثاني أكسيد الكربون الملتقط من الهواء - باستخدام المياه والطاقة المتجددة فقط كمدخلات - تحويل ثاني أكسيد الكربون.

إن عملية تحويل الغاز التخليقي إلى وقود هيدروكربوني سائل ليست جديدة تم إنشاء طريقة الخطوات المتعددة ، المعروفة باسم توليف فيشر تروبش Fischer-Tropsch ، في عشرينيات القرن الماضي من قبل علماء ألمان وساعدت المجهود الحربي الألماني خلال الحرب العالمية الثانية.

اليوم ، يتم استخدامه على نطاق واسع لإنتاج الوقود السائل للنقل و تمت الموافقة على الوقود الاصطناعي المعتمد من Fischer-Tropsch كوقود "سريع" لكل طائرة محددة ، أولاً تجاريًا ، ثم من قبل الجيش الأمريكي ومكتب برنامج النظام المرتبط بالطائرة.

أعلى مزيج معتمد حاليًا هو مزيج بنسبة 50/50 من الوقود الصناعي والوقود البترولي من FT و أنتج نظام CO2 كيروسين برافيني اصطناعي FT ، والذي يمكن مزجه مع البترول - بحد أقصى مزيج بنسبة 50٪.

بمجرد انتهاء المرحلة الأولى من البرنامج في نهاية عام 2021 ، سينظر مكتب الطاقة التشغيلية للقوات الجوية في المرحلة التالية من توسيع نطاق التكنولوجيا لإنتاج الوقود الاصطناعي بكميات أكبر،و إذا تم تطوير المنصة ، فستعمل على تمكين عمليات أكثر مرونة وتقليل الاعتماد على النفط الأجنبي ، مع وجود فائدة إضافية تتمثل في تخفيف انبعاثات الكربون - وهي أولوية رئيسية لوزارة الدفاع تحت قيادة وزير الدفاع لويد أوستن الثالث.

بينما لا يزال هناك عدد من الأسئلة التي لم تتم الإجابة عليها لتشغيل هذه التقنية ، مثل كيفية تشغيل إنتاج الغاز التخليقي في المناطق النائية ومن أين ستأتي مصادر المياه للهيدروجين الضروري (Twelve note ملاحظة أنه يمكن أيضًا التقاط المياه لهذه العملية من الجو) ، يرى الفريق أن هذه خطوة أولى إيجابية في برنامج مبتكر حقًا.