نجحت الوحدة رقم 2 في محطة تشينغيوان للطاقة بمقاطعة قوانغدونغ الصينية في تحقيق الحرق المشترك للكتلة الحيوية بنسبة طاقة تبلغ 10%، وهو الأول من نوعه في الصين لتحقيق توليد الكهرباء بالحرق المشترك بنسبة عالية من الكتلة الحيوية في وحدة إعادة تسخين ثانوية بسعة مليون كيلوواط، مما يسد فجوة تقنية محلية ويضخ زخمًا جديدًا في التحول النظيف ومنخفض الكربون لوحدات الطاقة الحرارية.

محطة تشينغيوان للطاقة التابعة لمجموعة الطاقة الوطنية، هي المحطة الكبيرة الوحيدة في الصين التي تمتلك 4 وحدات إعادة تسخين ثانوية بسعة مليون كيلوواط وتعمل بنظام تشغيل متكامل، وتتميز بالكفاءة العالية والنظافة. وقد أُدرج المشروع ضمن التجارب الرائدة لقدرات بناء نظام الطاقة الكهربائية الجديد التابع لإدارة الطاقة الوطنية. وتعتمد المحطة تقنية الحرق المستقل المتقدم للكتلة الحيوية التي طورتها شركة لونغيوان للتكنولوجيا، محققةً نسبة حرارة حرق مشترك للكتلة الحيوية تبلغ 10% من قش المحاصيل وبقايا الأثاث وغيرها. وخلال عملية الحرق المشترك، تكون حالة الخلط والاحتراق بين وقود الكتلة الحيوية والفحم مستقرة، وجميع مؤشرات التشغيل الرئيسية مثل درجة حرارة الفرن وانبعاثات الدخان وحمل الوحدة ضمن النطاق المطابق للمعايير.

فان تشينغ وي، نائب مدير إدارة المعدات في محطة تشينغيوان للطاقة التابعة لمجموعة الطاقة الوطنية: توليد الكهرباء بالحرق المشترك للكتلة الحيوية يمكن أن يحل محل 142 ألف طن من الفحم القياسي سنويًا، ويخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 347 ألف طن، ويعادل أثره البيئي زراعة 1.8 مليون شجرة.

قش المحاصيل ونفايات الأثاث تدخل محطات الطاقة

دعم التحول النظيف وخفض الكربون في الطاقة الحرارية

قش المحاصيل وقشور الأشجار وبقايا الأثاث، هذه المخلفات الزراعية والحرجية التي كانت قليلة القيمة في الماضي، أصبح لها استخدامات جديدة في محطات الطاقة الحرارية. كيف يحوّل الحرق المشترك بنسبة عالية من الكتلة الحيوية المواد المهملة إلى طاقة نظيفة، ويفتح مسارًا جديدًا للتحول الأخضر لوحدات الطاقة الحرارية التقليدية؟

تعد قوانغدونغ مقاطعة كبرى لإنتاج الأثاث، حيث تُنتج سنويًا كميات كبيرة من بقايا الأثاث، بالإضافة إلى المخلفات الزراعية والحرجية مثل قش المحاصيل وقشور الأشجار وأغصانها، والتي كانت في السابق تُحرق في الغالب كحطب بسيط دون أن تحقق قيمة اقتصادية تذكر. الآن، تقوم شركات توليد الكهرباء بمعالجة هذه الكتلة الحيوية عبر عمليات مثل التكسير والتجفيف، لتحويلها من معالجة زراعية بسيطة إلى وقود صناعي مطحون بمستوى المليمترات، يخلط مع مسحوق الفحم ويحترق بالكامل في المرجل. وبهذه الطريقة، يقل استخدام الفحم، وتنخفض انبعاثات الكربون بشكل كبير بطبيعة الحال.

وحدة الطاقة الحرارية التي حققت الحرق المشترك بنسبة عالية من الكتلة الحيوية لأول مرة، رغم عدم وجود اختلاف واضح في مظهرها الخارجي عن وحدات الطاقة الحرارية الأخرى، إلا أنها تحتوي في داخل الفرن على 8 شعلات مخصصة للكتلة الحيوية. إن الحرق المشترك للكتلة الحيوية ليس مجرد خلط بسيط لنوعي الوقود معًا، فالكتلة الحيوية النباتية مثل قش المحاصيل والأشجار تتميز بنقطة اشتعال منخفضة واحتراق سريع.

بينما مسحوق الفحم، وهو وقود أحفوري، يتميز بنقطة اشتعال أعلى وقدرة أكبر على الاستمرار في الاحتراق. ويبلغ الفرق في درجات حرارة الاحتراق الكامل بينهما حوالي 200 درجة مئوية. إذا كانت نسبة الكتلة الحيوية كبيرة جدًا أثناء عملية الحرق المشترك، فمن السهل حدوث التصاق الخبث والرماد داخل الفرن، مما يؤثر على التشغيل الآمن والمستقر لوحدة التوليد، وهذا هو أيضًا النقطة التقنية الحرجة في هذه التقنية. بعد مئات التجارب، تمكن فريق البحث أخيرًا من تحقيق الحرق المشترك بنسبة كبيرة تتجاوز 10% من الكتلة الحيوية. وبالمقارنة مع مراجل الكتلة الحيوية النقية، يمكن توليد ضعف كمية الكهرباء.

في "عقل" المحطة — مركز التحكم المركزي، تظهر شاشات المراقبة الكبيرة وقود الكتلة الحيوية وهو يحترق بشدة، بينما على الجانب الآخر يوجد الوقود الأحفوري التقليدي — مسحوق الفحم، حيث يحترقان معًا في نفس حجرة الاحتراق وفق نسب خلط صارمة وأحجام جزيئات دقيقة محددة. من بين كل 10 كيلوواط ساعة من الكهرباء المولدة، هناك 1 كيلوواط ساعة يأتي من الكتلة الحيوية مثل قش المحاصيل وقشور الأشجار ونفايات الأثاث. وحدّة واحدة فقط يمكنها استيعاب أكثر من 360 ألف طن من المخلفات الزراعية والحرجية سنويًا.

تشانغ يونغ، مدير مشروع الحرق المشترك للكتلة الحيوية في شركة لونغيوان للتكنولوجيا التابعة لمجموعة كيهوان: من خلال التحول إلى الحرق المشترك للكتلة الحيوية، زادت سرعة ضبط حمل وحدات الطاقة الحرارية التقليدية بنسبة 30%، أي أن الوحدة يمكنها التكيف بسرعة لزيادة توليد الكهرباء عندما تكون أسعار الكهرباء مرتفعة، وخفض الحمل بمرونة للتشغيل المستقر عندما تكون الأسعار منخفضة، مما يحقق أقصى قدر من الكفاءة الاقتصادية.

اختراقات متواصلة في التحول النظيف ومنخفض الكربون للطاقة الحرارية في الصين

في ظل أهداف "الكربون المزدوج"، تواصل صناعة الطاقة الحرارية في الصين تعميق التحول والارتقاء، محققةً اختراقات منهجية في مجالات التنظيف وخفض الكربون والتنظيم عالي الكفاءة، مما يبرز بشكل أكبر الدور الداعم والمنظم للطاقة الحرارية في نظام الطاقة الكهربائية الجديد، ويوفر ضمانًا متينًا للتحول الأخضر ومنخفض الكربون للطاقة.

حاليًا، المسارات الثلاثة الأساسية للتحول منخفض الكربون للطاقة الحرارية في الصين هي: الحرق المشترك للكتلة الحيوية، والحرق المشترك للأمونيا الخضراء، واحتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS). ومن بينها، يُعد الحرق المشترك للكتلة الحيوية الأكثر نضجًا نسبيًا، وهو أيضًا المسار التقني الأوسع تطبيقًا والأكبر حصة في التحول منخفض الكربون لوحدات الطاقة الحرارية. وحتى الآن، تجاوز عدد مشاريع الحرق المشترك للكتلة الحيوية التي دخلت حيز التشغيل أو قيد التخطيط والإنشاء 100 مشروع، وتشمل طرقًا متعددة مثل الحرق المشترك المباشر للكتلة الحيوية والتغويز المزدوج.

تُظهر أحدث بيانات اتحاد الكهرباء الصيني أنه حتى نهاية عام 2025، بلغت القدرة المركبة لتوليد الكهرباء من الكتلة الحيوية على المستوى الوطني 47.43 مليون كيلوواط، بنسبة 1.2% من إجمالي القدرة المركبة؛ وبلغ توليد الكهرباء من الكتلة الحيوية على المستوى الوطني حوالي 225 مليار كيلوواط ساعة، بنسبة 2.1% من إجمالي توليد الكهرباء.

حاليًا، بنت الصين أكبر نظام لتوليد الكهرباء بالفحم النظيف في العالم، مع تحسين مستمر لمستويات الانبعاثات فائقة النظافة وكفاءة تشغيل الوحدات. وفقًا للخطط، بحلول عام 2027، ستزداد نضجًا واتساعًا المسارات التقنية لتوليد الكهرباء منخفض الكربون بالفحم في الصين، وستنخفض انبعاثات الكربون لكل كيلوواط ساعة في مشاريع التحول بنحو 50% مقارنة بالوحدات المماثلة في عام 2023، لتقترب من مستويات انبعاثات الكربون لوحدات توليد الكهرباء بالغاز الطبيعي.