لأكثر من 200 عام، كنا نولد الكهرباء بالطريقة نفسها تقريبًا:

بغلي الماء. وقد نجحت هذه الطريقة! اليوم، تُشغل التوربينات البخارية الغالبية العظمى من

كهرباء العالم. لكن هذه التقنية، التي زودتنا بالطاقة منذ الثورة الصناعية،

قد لا تكون كافية لتزويدنا بالطاقة في هذا

العصر الثوري الجديد للذكاء الاصطناعي. فمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ترفع الطلب على الطاقة إلى مستويات قياسية.

تحتاج الولايات المتحدة وحدها إلى زيادة إنتاج الطاقة بنسبة 165% قبل نهاية هذا العقد لمواكبة الطلب.

نحن بحاجة إلى إيجاد طرق لتوليد المزيد من الطاقة الآن، دون الحاجة إلى سنوات

لبناء منشآت جديدة بالكامل. وهنا تكمن أهمية الأمر.

في ديسمبر 2025، شغّلت الصين أول

مولد طاقة تجاري في العالم يعمل بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج. يُطلق عليه اسم "تشاوتان وان"،

وقد حلّ محل مولد البخار في مصنع للصلب في مقاطعة قويتشو. ما هي الادعاءات؟

زيادة في الكفاءة بنسبة 85% وزيادة في إنتاج الطاقة بنسبة 50%. نفس المنشأة، مولد أفضل.

هذه سلسلة من الادعاءات الجريئة. وأنا متحمس حقًا للإمكانيات الكامنة

هنا. لكن هذه ليست تجربتي الأولى مع تقنيات الطاقة الناشئة، ولا حتى الخامسة

أو العاشرة. أعلم أن التطبيقات الأولى المبهرة لا تضمن بالضرورة نجاحًا طويل الأمد. إذن،

ما هي الإمكانيات الحقيقية لتقنية مثل "تشاوتان وان"؟ للإجابة، دعونا نتعمق في ماهية

ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج، وكيف يقارن بمنافسيه من الطاقة البخارية،

وما إذا كانت التحديات الهندسية قد تحول دون تحقيقه للتوقعات.

معكم مات فيريل... أهلاً

بكم في "غير محسوم". هذا الفيديو برعاية "إنكوجني".

حاليًا، تُنتج الطاقة البخارية 80% من كهرباء العالم. من

أهم مزايا مولدات ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج إمكانية استخدامها

لتحديث محطات الطاقة القائمة. لسنا مضطرين لبناء منشآت جديدة بالكامل،

بل يكفي استبدال المولدات القديمة بمولدات أكثر كفاءة. هذا إنجاز كبير.

إذن، ما هو ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج؟ نعلم جميعًا أن ثاني أكسيد الكربون غاز في

درجة الحرارة والضغط العاديين. عند تسخينه فوق 31 درجة مئوية وضغطه فوق 7.39 ميجا باسكال،

وهو ما يعادل تقريبًا الضغط الذي تشعر به على عمق نصف ميل تحت سطح المحيط،

يدخل في حالة تُسمى الحالة فوق الحرجة.

هذه الحالة فوق الحرجة غريبة جدًا، فهي أقرب إلى فلوريدا منها إلى أوهايو. ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج يقع

بين حالتي الغاز والسائل، إذ يتمتع بكثافة السائل مع خصائص تدفق الغاز.

في الواقع، ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج أكثر كثافة من البخار، مما يسمح له بتدوير التوربينات بكفاءة أكبر، وبالتالي

استخدام توربينات أصغر. هذا مذهل! وقد وصفه كبير مصممي شركة تشاوتان وان، هوانغ يان بينغ، قائلًا:

"الأمر أشبه برجل قوي يركب دراجة مغطاة

بزيت التشحيم، مما يسمح له بالقيادة بسهولة لمسافات طويلة".

أعتقد أنهم بحاجة إلى تحسين علامتهم التجارية، فالصورة تبدو

مزدحمة بعض الشيء بالنسبة لي. لكن الفكرة الأساسية وراء هذه الصورة مهمة:

ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج يمنحك قوة سائل كثيف

مع احتكاك منخفض كالغاز. وهذا المزيج غير المتوقع مفيد للغاية.

أعرف ما يدور في أذهان بعضكم: أليس ثاني أكسيد الكربون ضارًا؟ حسنًا، نعم، عندما يُطلق في

الغلاف الجوي بشكل غير مُتحكم فيه. لكن في مولد ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد (sCO2)، يبقى ثاني أكسيد الكربون داخل

نظام مغلق، لذا يُعاد تدويره ولا يُطلق أبدًا. يُستخدم فقط

كسائل تشغيل مُحكم. علاوة على ذلك، ثاني أكسيد الكربون متوفر بكثرة. في الواقع، لدينا منه كميات تفوق حاجتنا بكثير! ويمكن

الحصول عليه من أي مكان. على النقيض من ذلك، تحتاج مولدات البخار إلى البناء بالقرب من مصدر مياه.

لذا فإن ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد ليس ضارًا بالبيئة. لكن البخار النظيف اللذيذ ليس ضارًا أيضًا. فلماذا قد يكون

لثاني أكسيد الكربون فائق التبريد ميزة على مولدات البخار التي هيمنت لأكثر من 100 عام؟

السبب هو أن ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد يمكنه القيام بنفس المهمة بكفاءة أكبر في حجم أصغر.

تعمل كل من مولدات البخار ومولدات ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد عن طريق الربط بمصدر حراري، مثل مفاعل نووي أو

عملية صناعية أو طاقة شمسية مركزة. تستخدم مولدات البخار هذه الحرارة

لتحويل الماء السائل إلى بخار، والذي يستخدم قوة تمدده لتدوير توربين لتوليد

الكهرباء. تخيل كيف يمكن للخباز أن يستخدم الحرارة الزائدة من الفرن لتسريع عملية

تخمير الخبز. تُستغل الحرارة الزائدة بدلاً من أن تُهدر.

التفاصيل مهمة. تستخدم مولدات البخار ما يُعرف بدورة رانكين، بينما

تستخدم مولدات ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد دورة برايتون. ما الفرق الرئيسي؟ نظريًا، يمكن لدورات برايتون التي تعمل بثاني أكسيد الكربون فائق التبريد أن تصل إلى كفاءة

50% أو أكثر، مقارنةً بدورة رانكين التي تبلغ كفاءتها حوالي 33%. ولتوضيح ذلك،

يشير دارين فليمنج، مهندس مختبرات سانديا، إلى أن تحسين كفاءة محطة الطاقة بنسبة 1% فقط

"يُترجم إلى ملايين الدولارات، لأن كمية أقل من الوقود تُحرق لإنتاج

نفس كمية الكهرباء". تذكر أن 80% من طاقة العالم تُولّد بالبخار. لذا، فإن

قفزة محتملة من 33% إلى 50% ليست زيادة طفيفة، بل هي نقلة نوعية.

إضافةً إلى مكاسب الكفاءة، تتميز أنظمة ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد بصغر حجمها،

وعدم حاجتها للماء للتبريد، وقدرتها على العمل في المناخات الجافة. ولكن

هل هي قادرة على تحقيق ذلك فعلاً؟ دعونا نلقي نظرة على الجهات التي تُصنّع هذه الأنظمة.

سنتناول ذلك لاحقًا. لكن أولًا، هل تعلم ما هو أصغر حجمًا وأكثر كفاءة ويعمل بهدوء في

الخلفية؟ سماسرة البيانات. إنهم يجمعون معلوماتك الشخصية ويبيعونها دون أن

تلاحظ. يمكن لراعينا اليوم، Incogni، مساعدتك في الوصول إلى مصدر المشكلة واستعادة بعض

خصوصيتك. يجمع سماسرة البيانات بياناتك الشخصية ويبيعونها لأشخاص قد يستخدمونها

ضدك. نحن نتحدث عن تهديدات حقيقية مثل سرقة الهوية والاحتيال والمطاردة... لأنهم

لا يستطيعون إيذاءك إذا لم يتمكنوا من العثور عليك.

يتم بيع عنوان منزلك ورقم هاتفك ومعلومات أقاربك عبر الإنترنت، ويستخدم المجرمون هذه البيانات للحصول على قروض احتيالية أو تعقب الأشخاص

في الواقع. لقد اشتركت في Incogni، ومنحتهم الحق القانوني للعمل نيابةً عني،

ثم جلستُ مرتاحًا. الأمر بهذه البساطة.

ميزة الإزالة المخصصة لديهم رائعة حقًا. يمكنك الإبلاغ عن أي موقع ويب تُعرض فيه بياناتك وسيقومون بإزالتها

. لقد لاحظت انخفاضًا كبيرًا في عدد المواقع التي تظهر فيها معلوماتي على الإنترنت. إذا كنت

ترغب في استعادة السيطرة على معلوماتك الشخصية، فجرّب Incogni. استخدم الرمز

UNDECIDED على الرابط أدناه واحصل على خصم 60% على الخطة السنوية. شكرًا لـ Incogni ولكم جميعًا

على دعمكم للقناة. حسنًا، لننتقل الآن إلى من يبني هذه الأشياء.

كانت الصين أول من سوّق طاقة ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج. لكن الطريق إلى ذلك لم يكن سهلًا على الإطلاق.

بدأ الأمر في عام 2009، عندما تلقى هوانغ يان بينغ، كبير علماء CNNC حاليًا وكبير مصممي Chaotan One،

ملاحظة مكتوبة بخط اليد في ندوة من عالمة نووية بارزة، الأكاديمية سون يوفا.

أشارت الملاحظة إلى أن ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج لديه إمكانات بحثية. يتذكر هوانغ لاحقًا:

"كانت الملاحظة خفيفة، لكنها كانت ثقيلة في يدي. لم تكن أمرًا،

بل مسارًا محتملًا للمستقبل، قدمه عالم بارز بناءً على بحث معمق."

الآن، قد تؤدي ملاحظاتي في مؤتمر إلى رسم تخطيطي. أطلقت هذه الملاحظة

برنامج تطوير استمر 17 عامًا في معهد الطاقة النووية الصيني. واجه الفريق تحديات مستمرة.

عندما أدركوا حاجتهم إلى مبادلات حرارية دقيقة باستخدام تقنية لحام متخصصة،

تواصلوا مع الشركة الرائدة عالميًا في هذا المجال للحصول على إذن. لكن طلبهم قوبل

بالرفض لدخول ورشة العمل... أربع مرات منفصلة. مُنعت الدول القادرة على إجراء هذا

اللحام الفراغي من تصدير التكنولوجيا إلى الصين. ما كان رد فعل هوانغ؟

"هذا الأمر جعلنا أكثر تركيزًا. قررنا القيام بذلك بأنفسنا."

لتشغيل دورة برايتون، كان عليهم تفعيل دورة لحام نحاسية. تلا ذلك

829 يومًا من تطوير اللحام، مع اختبار 218 معيارًا، و27 جولة من التحسين،

و49 اختبارًا للعملية. لكن العمل أتى ثماره. تحقق الإنجاز في شتاء 2021،

عندما تكللت عملية اللحام بالنجاح أخيرًا.

بدأ مشروع تشاوتان وان التشغيل التجاري في 20 ديسمبر 2025، في مصنع شوغانغ شويتشينغ

للصلب. يعمل المشروع على الحرارة المهدرة من مصنع الصلب، وهي حرارة كانت

تُهدر سابقًا. تدّعي شركة CNNC زيادة في الكفاءة بنسبة 85% وزيادة في إنتاج الطاقة بنسبة 50%.

هذه أرقام مبهرة. السؤال الأهم لمستقبل ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج هو

ما إذا كان هذا الأداء سيصمد لسنوات من التشغيل المتواصل. سنتناول هذا الموضوع بمزيد من التفصيل لاحقًا.

ليست الصين وحدها من تسعى لتطوير هذه التقنية، فالولايات المتحدة تعمل

على توليد الطاقة بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج منذ فترة أطول، ولكن بفلسفة مختلفة تمامًا.

بدأ مختبر سانديا الوطني في نيو مكسيكو العمل على هذا المشروع منذ أواخر العقد الأول من الألفية الثانية. قام الباحث المؤسس

، ستيف رايت، ببناء أول حلقة اختبار لثاني أكسيد الكربون فائق التبريد (sCO2) في الولايات المتحدة، وقدّم وصفًا رائعًا:

"هذه الآلة هي في الأساس محرك نفاث يعمل بسائل ساخن".

وهذا وصف دقيق،

وربما أفضل من صورة الرجل مفتول العضلات الذي يفوز بسباق فرنسا للدراجات.

كانت اللحظة الأبرز في البرنامج في أبريل 2022، عندما قاد دارين فليمنج، الذي أمضى أكثر من 14

عامًا في دراسة دورات برايتون لثاني أكسيد الكربون فائق التبريد، فريقه في توصيل الكهرباء المولدة من هذه الدورة إلى

الشبكة لأول مرة. عشرة كيلوواط لمدة 50 دقيقة متواصلة. وهنا تكمن التفاصيل التي

أعشقها. اكتشف فليمنج أن إلكترونيات الطاقة في المصاعد التجارية تستخدم

دوارات مغناطيسية دائمة مشابهة لتلك المستخدمة في معداتهم. لتغذية الشبكة بالطاقة، نحتاج إلى إلكترونيات

قادرة على تحويل خرج التوربين عالي السرعة إلى تيار متردد متزامن بتردد 60 هرتز. لقد حققت محركات المصاعد

هذا الهدف بالفعل لنفس نوع محركات المغناطيس الدائم التي استخدمتها توربينات فليمنج.

ساعدت هذه الرؤية الشاملة للصناعات في حل مشكلة مزامنة الشبكة التي كانوا عالقين فيها.

وضع رودني كيث، مدير مفاهيم الطاقة النووية المتقدمة في سانديا، هذا الإنجاز في سياقه الصحيح قائلاً:

"ربما يكون مجرد جسر عائم، ولكنه بالتأكيد جسر".

منذ ذلك الحين، ولّد مشروع STEP التجريبي 4 ميغاواط من

الطاقة المتزامنة مع الشبكة في أكتوبر 2024. ويستهدفون تصميمات تجارية بحلول منتصف ثلاثينيات القرن الحالي.

إذا كان هذا المشروع ناجحًا، فلماذا لم تسعَ الولايات المتحدة إلى تسويقه؟ الأمر

يتعلق بالفلسفة. تميل الولايات المتحدة إلى إجراء اختبارات منهجية طويلة الأجل، أي

معالجة المشكلات قبل التوسع. أما الصين فتتبع نهجًا مختلفًا قائمًا

على المثل القائل "عبور النهر بتحسس الحجارة". أي بناء المشروع، ونشره تجاريًا،

وحل المشكلات عند ظهورها. إذا نجح، يتم التوسع بسرعة. إذا لم ينجح الأمر، فقلّل خسائرك.

بناء محطة تشاوتان وان أشبه بـ"اختبار متانة الحجر"، فإن صمد، سيواصلون عبور النهر.

هل تبدو تقنية مولدات الطاقة ذات الكفاءة العالية، والبصمة الصغيرة، والاستخدام الأمثل لثاني أكسيد الكربون،

والقدرة على العمل في المناخات الجافة، مثالية لدرجة يصعب تصديقها؟ حسنًا... ربما.

عبّر المحلل مايكل بارنارد من موقع CleanTechnica عن ذلك بوضوح: "نظام يبدأ بقدرة 15 ميغاواط

ويُنتج 13 ميغاواط بعد عدة سنوات مع ارتفاع تكاليف الصيانة ليس إنجازًا ثوريًا. إنها

طريقة مكلفة لاستعادة الحرارة المهدرة." هذا تحدٍّ حقيقي، ويستحق دراسة متأنية.

ما يميز أنظمة ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد (sCO2) هو أن معظم المشاكل لا تظهر

كأعطال مفاجئة، بل تتسلل تدريجيًا على شكل خسائر في الكفاءة تتراكم مع مرور الوقت. أما

المبادلات الحرارية الدقيقة التي أمضى فريق هوانغ 829 يومًا في تطويرها، فهي

بحد ذاتها إنجاز هندسي، بأخاديدها الدقيقة المحفورة وصفائحها الملحومة بالتفريغ والانتشار

. يكاد يكون من المستحيل إصلاحها. إذا حدث تسريب في أحد الأجزاء، يتم استبدال الوحدة بأكملها.

وتُعدّ موانع التسرب بنفس القدر من التعقيد. قارن ذلك بنظام التكييف في سيارتك؛ فإذا كان مانع التسرب تالفًا، يتسرب غاز الفريون

، ولا يستطيع النظام التبريد بكفاءة. وينطبق المبدأ نفسه هنا. يتحرك ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد (sCO2) كغاز، ويمكن أن يتسرب

عبر عيوب صغيرة. وتزيد الحرارة والضغط الشديدان من احتمالية حدوث هذه التسريبات مع مرور الوقت.

ويُعدّ التآكل مصدر قلق بالغ آخر. يكون ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد خاملًا عندما يكون جافًا ونقيًا،

ولكن كميات صغيرة من الملوثات يمكن أن تُغيّر تركيبه الكيميائي بشكل جذري،

مما يُسبب تآكلًا موضعيًا يظهر على شكل انقطاعات مفاجئة بدلًا من التدهور التدريجي.

بل يمكن لثاني أكسيد الكربون أن يمتص في الماء النقي، مُحوّلًا إياه إلى حمض الكربونيك، الذي

لطالما عانى منه المبادلات الحرارية التجارية. فهو يُلحق أضرارًا جسيمة بالمكونات الدقيقة.

ثم هناك الآلات نفسها. تعتمد دورة برايتون على الأسطح الملساء،

لذا فإن حتى التغييرات الطفيفة تؤثر على كيفية تدفق السائل عبر الضاغط. تمامًا كالفرق

بين دحرجة لوح تزلج على الخرسانة مقابل الحصى.

تحتاج الأسطح الخشنة إلى طاقة أكبر للحفاظ على الضغط. ليس هذا فحسب، بل يجب إعادة تصميم العديد من المكونات،

بما في ذلك المحامل، لتتوافق مع ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد. فالمحامل التقليدية لا تعمل

بكفاءة في هذه البيئة. ورغم أن مختبرات سانديا والجهات التابعة لها قد صممت بعض

المحامل الرقائقية الجديدة الأكثر ملاءمة، إلا أن هناك العديد من التحديات المشابهة التي تنتظرنا.

بالنسبة لمحطة تشاوتان وان، قد يكون التلوث الناتج عن مصدر الحرارة هو أكبر

خطر على المدى القريب. يستقبل المولد غازات عادم مصنع الصلب،

والتي تحمل معها نفايات تتراكم على أسطح نقل الحرارة، تمامًا

مثل ترسبات الماء العسر في رأس الدش. هذا يقلل من الكفاءة بمرور الوقت.

على مدى سنتين إلى خمس سنوات، يقدر المحللون احتمال

حدوث تدهور ملحوظ في أداء نظام مثل تشاوتان وان بنسبة تتراوح بين 40% و70%. التحدي المباشر الذي طرحه بارنارد:

"إذا استمرت كلتا المحطتين، الصينية والأمريكية، بالعمل لمدة خمس سنوات دون

انخفاضات كبيرة في الأداء ودون تكاليف صيانة باهظة، فسأندهش".

إنه تحدٍّ وجيه. وبصراحة؟ أعتقد أنه السؤال الصحيح تمامًا.

لذا، إليكم رأيي. هل أنا متحمس لتوليد الطاقة بثاني أكسيد الكربون فوق الحرج؟

بالتأكيد. فكرة إمكانية تحديث المنشآت القائمة عن طريق استبدال

مولد البخار بآخر أكثر كفاءة دون الحاجة إلى بناء جديد... إنها

فكرة جذابة للغاية في وقت نحتاج فيه إلى المزيد من الطاقة، بل بالأمس. لديّ أصدقاء

ارتفعت فواتير الكهرباء لديهم بشكل ملحوظ بسبب التوسع الهائل في بناء مراكز البيانات،

وأهتمّ شخصيًا بإمكانية جعل توليد الطاقة أرخص وأكثر كفاءة.

لكنني أيضًا واقعي. هذه التقنية واعدة نظريًا منذ ستينيات القرن الماضي،

ولم يتم بناء وحدة تجارية منها إلا في ديسمبر 2025. لست متأكدًا مما إذا

كان ينبغي تخصيص ميزانية محدودة للبحث والتطوير لتقنية ما، بينما يمكن استثمارها في مشاريع أخرى

. التحديات الهندسية حقيقية، ولن نعرف مدى نجاح مشروع "تشاوتان ون"

إلا بعد تشغيله لسنوات. يُعدّ تحدي بارنارد لخمس سنوات هو الاختبار الحقيقي.

ما يثير اهتمامي حقًا هو التطبيقات التي تتجاوز مصانع الصلب، مثل المنشآت النووية

ذات المدخلات المُتحكّم بها بدقة، والطاقة الشمسية المركزة. وهناك تطبيق آخر يُشغلني باستمرار:

مراكز البيانات. تُشيّد الولايات المتحدة مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي بوتيرة مذهلة... نتحدث عن 33.5

مليون قدم مربع من مراكز البيانات في عام 2025 وحده. تُنتج هذه المولدات كميات هائلة من الحرارة المهدرة،

فهل يُمكن لمولدات ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد (sCO2) أن تُساهم في تخفيف بعض الطلب المتزايد على الطاقة الذي تُسببه؟

لن تُحل طاقة ثاني أكسيد الكربون فائق التبريد محل البخار بين عشية وضحاها. ولكن إذا صمد مشروع تشاوتان وان،

وإذا حقق برنامج STEP أهدافه في إطار خطته الزمنية لعام 2030، فقد نكون على أعتاب

تحول جذري حقيقي. سأتابع هذا الأمر عن كثب.

ما رأيكم؟ هل تعتقدون أن لثاني أكسيد الكربون فائق التبريد تأثيرًا؟ شاركوني آراءكم في التعليقات

. يُمكنكم أيضًا مشاهدة نسخ مُطوّلة من العديد من فيديوهاتي على باتريون.

إذا كانت الفيديوهات التي يكتبها ويُجري عليها بحثًا بشريًا تُهمّكم، فإن دعم باتريون يُساعد كثيرًا

. وبالمناسبة... أُرحّب ترحيبًا حارًا وأشكر المنتج الجديد آل س. براون.

ستجدون الرابط في الوصف إذا رغبتم بالانضمام، ولكن مُجرد المُشاهدة والاشتراك

وتفعيل الإشعارات أمر رائع. ولا تنسوا الاستماع إلى بودكاستي القادم، Still TBD، حيث سنُواصل

هذا النقاش. أبقِ عقلك منفتحاً، وابقَ فضولياً، وسأراك في المرة القادمة.