الهيدروجين الأخضر
العضو الجديد فى مستقبل الطاقة المتجددة
يتجه العالم لثورة جديدة في عالم الطاقة، فبعد سنوات من استحواذ الوقود الأحفوري على الطاقة، إلا أن البطل القادم هو الهيدروجين الأخضر الخالي من الكربون ليلتحق بطاقة الرياح والطاقة الشمسية..
فالهيدروجين الأخضر هو عبارة عن
وقود خالٍ من الكربون، مصدر إنتاجه هو الماء. وتشهد عمليات الإنتاج فصل جزيئات
الهيدروجين عن جزئيات الأكسجين بالماء، بواسطة كهرباء يتم توليدها من مصادر طاقة
متجددة مثل طاقة الرياح او الطاقة الشمسية .
من المعلوم أن الماء هو الناتج الثانوي الوحيد لعملية احتراق الهيدروجين، ولهذا ظل الهيدروجين، على مدى عقود، مُغريًا للعلماء باعتباره مصدرًا للطاقة خاليًا من الكربون.
إلا أن عملية إنتاج الهيدروجين التقليدية، التي تنطوي على تعريض الوقود الأحفوري للبخار، أبعد ما تكون عن الخلو من الكربون.
ويُطلق على الهيدروجين الناتج بهذه الطريقة الهيدروجين الرمادي، وفي حال عزل ثاني أكسيد الكربون عنه، يُعرف بالهيدروجين الأزرق.
أما الهيدروجين الأخضر فأمره مختلف؛ إذ يجري إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام آلاتٍ تعمل على تحليل الماء إلى عنصرَي الهيدروجين والأكسجين، دون أي نواتج ثانوية.
وكان التحليل الكهربائي يتطلب، في المعتاد، استهلاك قدر كبيرٍ من الطاقة الكهربية، إلى الحدِّ الذي جعل من غير المعقول إنتاج الهيدروجين بتلك الطريقة.
أما اليوم، فقد شهد الوضع تغيُّرًا يُعزى إلى سببين اثنين: أولهما تَوافُر فائض من الكهرباء المتجددة بكميات كبيرة في شبكات توزيع الكهرباء؛ فعوضًا عن تخزين الكهرباء الفائضة في مجموعات كبيرة من البطاريات، يمكن الاستعانة بها في عملية التحليل الكهربائي للماء، ومن ثم "تخزين" الكهرباء في صورة هيدروجين.
وأما السبب الثاني فيرجع إلى ما تشهده آلات التحليل الكهربي من زيادةٍ في كفاءتها .
دور شركات الطاقة العالمية لانتاج الهيدروجين الأخضر
تسعى الشركات سعيًا حثيثًا إلى تطوير آلات التحليل الكهربي التي بإمكانها إنتاج الهيدروجين الأخضر بالتكلفة ذاتها التي يُنتَج بها الهيدروجين الرمادي والأزرق، وهو الهدف الذي يتوقع المحللون أن تتمكن الشركات من تحقيقه في غضون السنوات العشر القادمة.
وفي الوقت نفسه، شرعت شركات الطاقة في الاستعانة بآلات التحليل الكهربي مباشرةً في مشروعات الطاقة المتجددة.
فعلى سبيل المثال، ثمة ائتلاف من الشركات الراعية لمشروع يُسمى "جيجاستاك" Gigastack، يعتزم تزويد مزرعة الرياح البحرية "هورنزي تو" Hornsea Two، التابع لشركة "أورستد" Ørsted بمعدات تحليل كهربي تبلغ قدرتها 100 ميجاوات، من أجل توليد الهيدروجين الأخضر على نطاق صناعي.
من شأن أساليب التكنولوجيا الحالية، كتلك المستخدمة في إنتاج الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، أن تَحُدَّ من الاعتماد على الكربون في قطاع الطاقة بنسبة تصل إلى نحو 85%، عبر إحلال الكهرباء النظيفة محل كلٍّ من الغاز والفحم.
أما بعض القطاعات الاقتصادية الأخرى، مثل قطاعَي الشحن والتصنيع، فتواجه صعوبة أكبر في التحوُّل إلى الاعتماد على الكهرباء؛ إذ عادةً ما تتطلَّب وقودًا يتسم بارتفاع كثافة طاقته أو الحرارة الناتجة عنه عند درجات الحرارة العالية.
ومع ذلك، لا يزال هناك مستقبَل للهيدروجين الأخضر في تلك القطاعات؛ إذ تشير مجموعة "إنيرجي ترانزيشنس كوميشن" Energy Transitions Commission -وهي ائتلاف يضمُّ عددًا من شركات الطاقة- إلى أن الهيدروجين الأخضر يُعَد واحدةً من أربع تقنيات ضرورية لتحقيق هدف "اتفاق باريس للمناخ"، المتمثل في تقليل ما يزيد على 10 مليارات طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنويًّا في القطاعات الصناعية التي تشكل التحدي الأكبر في هذا المضمار، مثل قطاعات التعدين، والتشييد والبناء، والصناعات الكيماوية.
ومع أن إنتاج الهيدروجين الأخضر ما زال يخطو خطواته الأولى، تضخ دولٌ عدةٌ استثماراتها في هذه التكنولوجيا، لا سيّما تلك الدول التي تتوافر لها طاقة متجددة قليلة التكلفة.
ومن هذه الدول أستراليا، التي تسعى إلى تصدير الهيدروجين المزمع إنتاجه عبر استغلال ما يتوافر لديها من طاقة شمسية وطاقة الرياح، في حين تخطط تشيلي لإنتاج الهيدروجين في المناطق القاحلة الواقعة في شمال البلاد، الغنية بالكهرباء المُوَلَّدة باستخدام الطاقة الشمسية.
وأما الصين فتعتزم إطلاق مليون مركبة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين بحلول عام 2030.
وثمة مشروعات مماثلة يجري العمل عليها في كلٍّ من كوريا الجنوبية، والنرويج، والولايات المتحدة الأمريكية، حيث تُبذل جهود حثيثة في ولاية كاليفورنيا من أجل استبعاد الحافلات التي تُدار بالوقود الأحفوري بحلول عام 2040.
ومن جهتها، نشرت المفوضية الأوروبية مؤخرًا خطة إنتاج الهيدروجين لعام 2030، التي تدعو فيها إلى زيادة قدرات إنتاج الهيدروجين لتصل إلى 500 جيجاوات بحلول عام 2050 (علمًا بأن القدرات الحالية لا تزيد على 0.1 جيجاوات).
وهذا ما دفع مؤسسة الخدمات المالية العالمية "غولدمان ساكس" Goldman Sachs، في أوائل العام الجاري، إلى التنبؤ بأن قيمة الاستثمارات السوقية في إنتاج الهيدروجين الأخضر سوف تبلغ 12 تريليون دولار بحلول عام 2050.
وفي وقت سابق، كشف تقرير لـ«بلومبرج» أن هناك مجموعة من الصناعات المرشحة للاستفادة من هذا الوقود، تشمل الطائرات، والسفن، والشاحنات، التي تقطع مسافات طويلة، والصناعات الثقيلة.
وفي تقرير لـ«بي بي سي»، فالطريقة الأكثر انتشارا في الوقت الحالي لإنتاج الوقود الهيدروجيني، فتتمثل في ما يُعرف بـ«إصلاح الغاز الطبيعي» أو «إصلاح البخار»،
وهي عملية كيماوية، تخضع لها الهيدروكربونات الطبيعية الموجودة في أنواع من الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي، بهدف إنتاج غاز «الاصطناع».
تعتمد هذه التقنية على توليد الهيدروجين وهو وقود عالمي وخفيف وعالي التفاعل من خلال عملية كيميائية تُعرف باسم التحليل الكهربائي، حيث تستخدم هذه الطريقة تيارًا كهربائيًا لفصل الهيدروجين عن الأكسجين في الماء، إذا تم الحصول على هذه الكهرباء من مصادر متجددة، فسوف ننتج الطاقة دون انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي...
في تقرير ديسمبر الماضي، لمجلة فوربس، قيل إن المستقبل قد وصل بمحاولة توسيع استخدام الهيدروجين الأخضر، حيث اجتمع سبعة من أكبر مطوري مشاريع الهيدروجين الأخضر لإطلاق مبادرة Green Hydrogen Catapult في محاولة لزيادة إنتاجه بمقدار 50 ضِعفًا في السنوات الست المقبلة.
تهدف المبادرة الجديدة إلى خفض
تكلفة الهيدروجين الأخضر إلى أقل من 2 دولار / كجم، مما سيساعد على خفض الانبعاثات
من الصناعات الأكثر كثافة في الكربون في العالم بما في ذلك صناعة الصلب والشحن
وإنتاج المواد الكيميائية….
ان التقانات الحديثة للبحث عن مصادر الطاقة النظيفة هو الموضوع الرئيسي الذي يشغل بال دول العالم كله للحفاظ علي بيئة نظيفة وحياة كريمة للانسان ……. وانتظروني في المقالات الاخري
فضلا، قوموا بنشر المقال على وسائل التواصل الإجتماعى، فقد يكون شخصاً فى حاجة إليه
وإن كان لديكم أى إستفسار حول أى مما ورد فى المقال، لا تترددوا فى ترك تعليق بأسفل المقال، وأسرة الموقع سوف تقوم بالرد عليكم فى أسرع وقت إن شاء اللهإعداد وتقديم
أ.د.وفاء محمد محمد مصطفى
هيئة الرقابة النووية و الاشعاعية
Wafaasalem21@yahoo.com
موضوع له كثير من الأهمية يرتبط بإتجاه العالم لإستخدام الطاقة المتجددة حفاظا على البيئة وكعادتكم دكتورتنا الجميلة تؤتينا بمعلومات قيمة ومتطورة دائما زادكم الله من فضله ونعمه بإذن الله
ردحذفأزال المؤلف هذا التعليق.
ردحذف