وقود الهيدروجين في الطريقه لغزو العالم بأكمله

 هناك الكثير من الحديث هذه الأيام عن الهيدروجين كمصدر بديل للطاقة يمكنه تقليل انبعاثات الكربون وتوفير فرص عمل.

 

يمكن للهيدروجين ، على وجه الخصوص ، أن يلعب دورًا في الصناعات عالية الكربون مثل النقل البحري والبري ، وكذلك توليد الكهرباء.

 

في الوقت الحالي ، لا يعد الاستخدام الواسع النطاق للهيدروجين فعالًا من حيث التكلفة ، ولا يزال يتعين إجراء المزيد من الدراسات البيئية ، اعتمادًا على كيفية إنتاجه (أي استخدام مصادر الطاقة المتجددة أو الوقود الأحفوري).

ومن المثير للاهتمام ، أنه في الأشهر الأخيرة ، اتخذت البلدان التي لديها وجهات نظر مختلفة جدًا بشأن قضايا المناخ والطاقة خطوات لتقديم الهيدروجين كمصدر للطاقة النظيفة وفرص العمل. لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل أن يدخل الهيدروجين القاعدة الرئيسية ، لكن يعتقد بعض المحللين أنه سيملأ الطريق الآن للطاقة الشمسية ويمكن أن يوفر حوالي 24 في المائة من طاقة العالم بحلول عام 2050.

زيادة حماية الهيدروجين

 

من بين 54 مليار دولار من الحوافز الاقتصادية المخصصة للطاقة النظيفة في جميع أنحاء العالم (معظمها في أوروبا) ، يأتي 19 مليار دولار من الهيدروجين ، وفقًا لموقع Axis الإخباري. في تحليل أجرته Bloomberg New Energy Finance ، قرأنا أن هذه هي ثاني أكبر ميزانية بعد النقل الكهربائي.

في الشهر الماضي ، كشف الاتحاد الأوروبي عن استراتيجيته لإنتاج الهيدروجين الأخضر ، وهو مصدر للطاقة المتجددة. الهدف هو بناء محلل كهربائي بستة جيجاوات بحلول عام 2024 يمكنه إنتاج ما يصل إلى مليون طن من الهيدروجين الأخضر. يمتلك الاتحاد الأوروبي حاليًا حوالي 1 جيجاوات من المحلل الكهربائي النشط. يريد الاتحاد أن يكون لديه 40 جيجاوات من المحلل الكهربائي داخل حدوده بحلول عام 2030 ، و 40 جيجاوات أخرى في البلدان المجاورة (مثل شمال إفريقيا) مع القدرة على التصدير إلى أوروبا. يرى صانعو السياسة في الاتحاد الأوروبي الهيدروجين كأداة أساسية في محاولة إزالة الكربون من قطاعي الصناعة والنقل. كل هذا جزء من جهود أوروبا لتحقيق اقتصاد خالٍ من الانبعاثات بحلول عام 2050.

أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية عن ميزانية قدرها 64 مليون دولار لمشاريع الهيدروجين وتخطط لاستثمار 100 مليون دولار في مشروعين جديدين لأبحاث الهيدروجين على مدى السنوات الخمس المقبلة. أيد المرشح الديمقراطي للرئاسة جو بايدن الدعوة في خطته الأخيرة للمناخ والطاقة. يريد إنتاج الهيدروجين الخالي من الكربون باستخدام الطاقة المتجددة.

 

يتطلع عدد متزايد من الشركات أيضًا إلى الاستثمار في الهيدروجين. تم إطلاق مجلس الهيدروجين في المنتدى الاقتصادي العالمي 2017 ، ويضم الآن 80 عضوًا من 17 دولة ، بما في ذلك أرامكو السعودية وشركات كبرى أخرى للسيارات والنفط والغاز.

أعلنت شركة Air Productions & Chemicals ، وهي شركة صناعية أمريكية كبرى ، مؤخرًا عن خطط لبناء أكبر مصنع هيدروجين أخضر في العالم في المملكة العربية السعودية. توفر المحطة الكهرباء من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح ، وستنتج 650 طنًا من الهيدروجين يوميًا ، وهو ما يقال إنه يكفي لتزويد 20 ألف حافلة هيدروجين بالوقود.

 

مثال آخر هو Microsoft ، التي قالت إنها تريد توسيع استخدام الهيدروجين الأخضر لتشغيل مراكز البيانات الخاصة بها. قامت الشركة مؤخرًا بتجربة بعض مراكز البيانات الخاصة بها لمدة 48 ساعة باستخدام خلايا وقود الهيدروجين - وتعتقد الشركة أن هذا هو أطول اختبار من نوعه في العالم.

مايكروسوفت على استعداد لبذل جهود كبيرة لإنتاج وتخزين الهيدروجين الأخضر ، ليس فقط لمراكز البيانات الخاصة بها ، ولكن حتى لبيعه للشبكة الوطنية. يمكن لـ Microsoft حتى بناء مضخات هيدروجين للمركبات طويلة المدى.

أهمية مصدر الهيدروجين وطريقة إنتاجه

 

يمكن إنتاج الهيدروجين بناءً على مجموعة من المصادر ؛ بما في ذلك الماء أو الوقود الأحفوري أو الكتلة الحيوية. يمكن استخدام هذا العنصر الكيميائي كمصدر للطاقة أو وقود. تأتي جاذبية الهيدروجين لهذه التطبيقات من حقيقة أنه يحتوي على أعلى نسبة طاقة إلى وزن مقارنة بجميع أنواع الوقود التقليدي. في هذا الصدد ، يتقدم بنحو ثلاث مرات على البنزين.

يستخدم الهيدروجين حاليًا بشكل أكبر في تكرير النفط وإنتاج الأمونيا وتزويد المركبات الكهربائية بالوقود ، لكن صانعي السياسات والمستثمرين لديهم القدرة على استخدامه في مجالات أخرى ، بما في ذلك النقل (مثل الشحن والطيران والمركبات الثقيلة). وتكرير المعادن وتوليد الكهرباء وتخزينها والتدفئة وتوليد الوقود المشترك.

 

لكن مصدر وطريقة إنتاج الهيدروجين يغيران تكلفة وكمية انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، وبالتالي لا يمكن اعتبار كل نوع من أنواع الهيدروجين وقودًا نظيفًا يصنف الخبراء الآن الهيدروجين بناءً على ألوان مختلفة لشرح مدى نقاوته. يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر حاليًا باستخدام الطاقة المتجددة فقط ؛ الهيدروجين باستخدام الغاز الطبيعي مع فصل الكربون ؛ والهيدروجين الرمادي وهو أقذر وأعلى انبعاثات في مرحلة الإنتاج.

 

يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر (ويسمى أيضًا الهيدروجين المتجدد) من خلال استخدام المياه والطاقة الشمسية لتحليل المياه بالكهرباء. تسمى هذه العملية بالتحلل الكهربائي وهي في الواقع تحلل الهيدروجين من الماء إلى عناصر أخرى. إنها أغلى طريقة لإنتاج الهيدروجين ، لكن انبعاثاتها قريبة من الصفر وهي الطريقة الوحيدة التي تشجعها المجموعات البيئية وصناع السياسة في الاتحاد الأوروبي.

يمكن أيضًا إنتاج الهيدروجين النقي عن طريق تغيير الكيمياء الحيوية للكتلة الحيوية أو تعديل الغاز الحيوي (بدلاً من الغاز الطبيعي).

 

يتكون الهيدروجين الرمادي بشكل أساسي من خلال تعديل الغاز الطبيعي في عملية تسمى "تعديل غاز الميثان بالبخار" أو تغويز الفحم. يعتبر الهيدروجين من الغاز الطبيعي أكثر شيوعًا في العمليات الصناعية اليوم ويستخدمه عدد قليل من السيارات. هذا الهيدروجين لديه أرخص سعر إنتاج ولكن يتم تشجيعه بسبب ارتفاع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

يتقدم الهيدروجين بخطوة واحدة على الهيدروجين الرمادي لأنه يأتي من الوقود الأحفوري (معظمه من الغاز الطبيعي) ولكن غازات الاحتباس الحراري التي ينبعث منها يتم التخلص منها في عملية إنتاج الهيدروجين باستخدام صناعات تعويض الكربون. تدعم شركات النفط والغاز والشركات التي لديها احتياطيات من الغاز الطبيعي هذا النهج. على سبيل المثال ، دعت شركات مثل Eni Italia و Equinox و ExxonMobil إلى استراتيجيات تسمح لها باستخدام خيار الهيدروجين

ضع في اعتبارك الوقود الأحفوري كجزء من تدابيره الخضراء.

خفض التكاليف أمر ممكن ولكنه يستغرق وقتًا

 

من المرجح أن تؤدي زيادة الدعم السياسي للهيدروجين والاستثمار فيه إلى تقليل تكاليف الإنتاج ، خاصة بالنسبة للهيدروجين الأخضر. وفقًا للمفوضية الأوروبية ، تبلغ التكلفة التقديرية الحالية في الاتحاد الأوروبي للهيدروجين الرمادي (القائم على الأحافير) حوالي يورو ونصف لكل كيلوغرام. تبلغ التكلفة التقديرية لهيدروجين الهيدروجين (الأحفوري مع عزل الكربون وتخزينه) حوالي 2 يورو لكل كيلوغرام ، والهيدروجين الأخضر 2 ونصف إلى خمسة ونصف يورو لكل كيلوغرام.

 

تتوقع المفوضية الأوروبية أن تنخفض تكلفة الهيدروجين الأخضر بسرعة.

في السنوات العشر الماضية ، انخفضت تكلفة التحليل الكهربائي بنسبة 60٪ ومن المتوقع أن تنخفض إلى النصف بحلول عام 2030 بسبب زيادة الإنتاج. في المناطق التي تكون فيها الطاقة المتجددة (مثل الرياح والطاقة الشمسية) رخيصة ، بحلول عام 2030 من المتوقع أن يتنافس المحلل الكهربائي من حيث التكلفة مع الأشكال الرمادية والأحفورية القائمة على الهيدروجين والتي تستخدم تعديل بخار الميثان.

في الولايات المتحدة ، تبدأ تكلفة إنتاج الهيدروجين من 1.59 دولارًا للكيلوغرام الواحد من الهيدروجين الرمادي ، وترتفع إلى 2.27 دولارًا للكيلوغرام للهيدروجين ، وفي النهاية 5.87 دولارًا إلى 23.37 دولارًا للكيلوغرام الواحد للهيدروجين الأخضر. كما أن توفر البنية التحتية وسعر المواد الخام من العوامل المهمة أيضًا. لكن صانعي السياسات والمستثمرين يعتقدون أن التطوير الإقليمي للبنية التحتية للهيدروجين وتقنيات الاستخدام النهائي سيستفيد من الحجم وسيجعل الهيدروجين أرخص. وفقًا لبعض التقديرات ، ستستغرق هذه العملية عشر سنوات على الأقل.