وقود المستقبل.. كل ما تريد معرفته عن الهيدروجين الأخضر
«وقود المستقبل».. الهيدروجين الأخضر سيكون خلال الـ 10 سنوات المقبلة وقود المستقبل فبعد عمل دراسات مصرية عن استخدام الكهرباء المولدة من مصادر الطاقة المتجددة في انتاج الهيدروجين الأخضر وإنتاج الهيدروجين الأزرق من خلال تخزين ثانى أكسيد الكربون فى حقول الغاز الطبيعى المتقادمة تدخل مصر المنافسة بقوة في مجال إنتاج الهيدروجين.
وكان قد أكد الدكتور محمد شاكر وزير الكهرباء والطاقة المتجددة في تصريحات سابقة، أنه تم توقيع 5 مذكرات تفاهم مع عدد من الشركات ذات الخبرات التكنولوجية المتعددة للبدء فى المناقشات والدراسات الخاصة بتنفيذ مشروع تجريبي “لإنتاج الهيدروجين الأخضر ”في مصر.
وفي هذا الصدد يقدم الدستور معلومات عن الهيدروجين الأخضر في التقرير التالي.
ما هو الهيدروجين الأخضر؟
وفقًا للتسمية المستخدمة من قبل شركة أبحاث السوق Wood Mackenzieفإن معظم الغاز المستخدم بالفعل على نطاق واسع كمادة كيميائية صناعية يكون إما بني إذا تم تصنيعه من خلال تغويز الفحم أو رمادي إذا تم تصنيعه من خلال إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار والذي يستخدم عادة الغاز الطبيعي كمواد وسيطة.
يعرف الخيار الأنظف المزعوم باسم الهيدروجين الأزرق ، حيث يتم إنتاج الغاز عن طريق إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار ولكن يتم تقليل الانبعاثات باستخدام احتجاز الكربون وتخزينه يمكن لهذه العملية أن تخفض كمية الكربون الناتج إلى النصف تقريبًا ، لكنها لا تزال بعيدة عن كونها خالية من الانبعاثات.
على النقيض من ذلك يمكن للهيدروجين الأخضر أن يقضي على الانبعاثات تقريبًا عن طريق استخدام الطاقة المتجددة التي تزداد وفرتها وغالبًا ما يتم توليدها في أوقات قليلة لتشغيل التحليل الكهربائي للمياه.
ويكون هذا عن طريق تكسير الميثان إلى هيدروجين وكربون صلب باستخدام عملية تسمى الانحلال الحراري قد يبدو الهيدروجين منخفض نسبيا من حيث الانبعاثات لأن الكربون يمكن إما دفنه أو استخدامه في العمليات الصناعية مثل صناعة الفولاذ أو تصنيع البطاريات ، لذلك لا يتسرب إلى الغلاف الجوي.
ومع ذلك ، تظهر الأبحاث الحديثة أن الهيدروجين الأخضر من المحتمل ألا يكون خاليًا من الكربون أكثر من الصنف الأزرق ، بسبب الانبعاثات من إمدادات الغاز الطبيعي والحرارة المطلوبة.
كيف يصنع الهيدروجين الأخضر؟
مع التحليل الكهربائي كل ما يحتاجه لإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين هو الماء ومحلِل كهربائي كبير وإمدادات وفيرة من الكهرباء إذا كانت الكهرباء تأتي من مصادر متجددة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية أو الهيدروجين، فعندئذ يكون الهيدروجين أخضر بشكل فعال، انبعاثات الكربون الوحيدة هي من تلك المجسدة في البنية التحتية للتوليد.
لماذا يعتبر الهيدروجين الأخضر صفقة كبيرة؟
أحد المسارات إلى إزالة الكربون شبه الكاملة هو كهربة نظام الطاقة بالكامل واستخدام الطاقة المتجددة النظيفة لكن كهربة نظام الطاقة بأكمله سيكون أمر صعب، أو على الأقل سيكون أكثر تكلفة من الجمع بين التوليد المتجدد والوقود منخفض الكربون، الهيدروجين الأخضر هو أحد أنواع الوقود منخفضة الكربون المحتملة التي يمكن أن تحل محل الهيدروكربونات.
يشير المؤيدون إلى أن الهيدروجين يستخدم بالفعل على نطاق واسع في الصناعة ، لذلك من غير المحتمل أن تكون المشاكل التقنية المتعلقة بالتخزين والنقل مستعصية الحل بالإضافة إلى ذلك من المحتمل أن يكون الغاز متعدد الاستخدامات، مع تطبيقات محتملة في مجالات تتراوح من التدفئة وتخزين الطاقة على المدى الطويل إلى النقل.
كم تكلفة صنع الهيدروجين الأخضر؟
لا يزال إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلف فقد قدرت وكالة الطاقة الدولية تكلفة الهيدروجين الأخضر بما يتراوح بين 3 دولارات و 7.50 دولارات للكيلو، مقارنة بـ 0.90 دولارًا إلى 3.20 دولارًا للإنتاج باستخدام إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار.
سيكون خفض تكلفة المحلل الكهربائي أمرًا بالغ الأهمية لتقليل سعر الهيدروجين الأخضر ، لكن ذلك سيستغرق وقت وقالت وكالة الطاقة الدولية العام الماضي في تقرير لها في صحيفة ديلي ميل البريطانية إن تكاليف المحلل الكهربائي قد تنخفض بمقدار النصف بحلول عام 2040 ، من حوالي 840 دولارًا لكل كيلووات من السعة.
تتطلب دراسة الجدوى الخاصة بالهيدروجين الأخضر كميات كبيرة جدًا من الكهرباء المتجددة الرخيصة نظرًا لضياع قدر لا بأس به في التحليل الكهربائي وتتراوح كفاءة المحلل الكهربي من حوالي 60 % إلى 80 %، وفقًا لشركة شل.
ما هي إيجابيات وسلبيات الهيدروجين الأخضر؟
يتمتع الهيدروجين الأخضر بالعديد من الميزات الإيجابية أهمها:
- متجدد بنسبة 100%: لا يتسبب الهيدروجين الأخضر في انبعاث الغازات الملوثة سواءً خلال الإنتاج أو الاستهلاك.
- قابل للتخزين: يُعد الهيدروجين سهل التخزين مما يسمح باستخدامه بشكل متعاقب للعديد من الأغراض، وليس بعد إنتاجه مباشرةً فقط.
- مرن: يمكن تحويل الهيدروجين الأخضر إلى كهرباء أو غاز اصطناعي واستخدامه في القطاعات التجارية والصناعية.
- قابل للنقل: يمكن مزج الهيدروجين الأخضر مع الغاز الطبيعي بنسب تصل إلى 20%، ونقله عبر نفس الأنابيب والبنية التحتية المُستخدمة لنقل الغاز، أما نسب المزج الأعلى من 20% فتحتاج إلى تغيير عناصر مختلفة في البنية التحتية الحالية.
أما عن الجوانب السلبية فهي:
- التكلفة العالية: إن الكلفة المرتفعة للطاقة المتجددة، التي تعتبر العنصر الأساسي في إنتاج الهيدروجين الأخضر، تجعل منه مكلفاً أيضاً.
- استهلاك الطاقة المرتفع: إنتاج الهيدروجين عموماً والهيدروجين الأخضر خصوصاً يتطلب طاقة أكبر من بقية أنواع الوقود.
- قضايا الأمان والسلامة: الهيدروجين عنصر متطاير وقابل للاشتعال بدرجة عالية، مما يتطلب معايير سلامة أعلى لإنتاجه منعاً للحوادث.
