الهيدروجين الاخضر .. يجب ان يكون اخضر

الهيدروجين الاخضر .. يجب ان يكون اخضر

المهندس حيدر حرز يوسف - العراق

نلاحظ ان  هناك زيادة في الاهتمام بالهيدروجين الأخضر مؤخرا من جانب صانعي السياسات والمستثمرين على حد سواء ، مما يبرز قدرته على دعم إزالة الكربون. ومع ذلك ، في حين أن تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين الأخضر قد نضجت ، إلا أنها لم تصل بعد إلى نطاق واسع - فما الذي يمكن للحكومات والمستثمرين فعله لتحفيز الطلب ودعم حجم الإنتاج الذي سيجعل الهيدروجين الأخضر قادرًا على المنافسة مع الوقود الأحفوري وخيارات إزالة الكربون الأخرى؟

الهيدروجين جزيء نظيف الاحتراق ، مما يعني أنه يمكن أن يساعد في إزالة الكربون من مجموعة من القطاعات التي ثبت صعوبة تنظيفها في الماضي

ولكن اليوم ، لا يزال 99٪ من الهيدروجين يُصنع باستخدام الوقود الأحفوري ، وعادةً ما يتم ذلك من خلال عملية شديدة التلوث، باختصار يمكن أن يكون الهيدروجين الأخضر بديلاً قابلاً للتطبيق وخالٍ من الانبعاثات للوقود الأحفوري وأشكال الهيدروجين الأخرى ، إذا انخفضت تكاليف انتاجه وتحسنت وابتعدت عن التلوث . يمكن أن يكون الهيدروجين الأخضر ، الذي يتم إنتاجه باستخدام الكهرباء من الموارد المتجددة ، هو المفتاح للحد من بصمتنا الكربونية.

يتكون الهيدروجين الأخضر من خلال عملية تعرف باسم التحليل الكهربائي. هنا ، يقوم جهاز يُعرف بالمُحَلِّل الكهربائي بتقسيم المركب إلى العناصر المكونة له باستخدام تيار كهربائي. غالبًا ما يكون هذا المركب عبارة عن ماء ينقسم إلى هيدروجين وأكسجين. إذا كانت الكهرباء المستخدمة تأتي من مصادر متجددة ، مثل الرياح والطاقة الشمسية ، فإن الهيدروجين اللاحق يعرف باسم "الأخضر".وفقًا لوكالة الطاقة الدولية ، يتم إنتاج أقل من 1٪ من الهيدروجين اليوم من خلال التحليل الكهربائي للماء ، بينما يهيمن الإنتاج "الرمادي" على السوق الحالي للهيدروجين ، والذي يستخدم الوقود الأحفوري مما يؤدي إلى انبعاثات الكربون ، تركز استراتيجية الاتحاد الأوروبي على تطوير الهيدروجين "النظيف والمتجدد" أو الأخضر. يتم إنتاج هذا من خلال التحليل الكهربائي للمياه ، باستخدام كهرباء خالية من الكربون من مصادر الطاقة الشمسية أو الرياح. يتم إنتاج خيار آخر منخفض الكربون ، وهو الهيدروجين الأزرق ، باستخدام الوقود الأحفوري الذي يتم من خلاله التقاط انبعاثات الكربون وتخزينها.

من الآن وحتى عام 2024 ، يهدف الاتحاد الأوروبي إلى تركيب ما لا يقل عن 6 جيجاواط من المحلل الكهربائي المستخدم في إنتاج الهيدروجين الأخضر ، لإنتاج ما يصل إلى مليون طن. بحلول عام 2030 ، تريد أن يكون لديها ما لا يقل عن 40 جيجاواط من المحلل الكهربائي للهيدروجين المتجدد ، وتنتج ما يصل إلى 10 ملايين طن من الهيدروجين الأخضر.

ستتطلب مثل هذه الأهداف استثمارات في المحلل الكهربائي تتراوح بين 24 مليار يورو و 42 مليار يورو (28 مليار دولار أمريكي - 49 مليار دولار أمريكي) قبل عام 2030 ، وفقًا لاستراتيجية الاتحاد الأوروبي. وستكون هناك حاجة إلى مبلغ إضافي يتراوح بين 220 مليار يورو و 340 مليار يورو (257 مليار دولار أمريكي - 396 مليار دولار أمريكي) لتوسيع وتوصيل 80 جيجاواط - 120 جيجاواط من قدرة إنتاج الطاقة المتجددة بهذه المحلل الكهربائي.

يتم استخدام غالبية الهيدروجين اليوم في الصناعة ، بما في ذلك تكرير النفط وإنتاج الأمونيا والميثانول والصلب. لكن التطورات الحديثة في تكنولوجيا الهيدروجين الأخضر تجعلها أكثر جاذبية لعدد من الصناعات المختلفة.

في النقل ، يمكن أن يعمل وقود الهيدروجين كبديل مباشر للغاز والديزل. على عكس المركبات الكهربائية ، التي يمكن أن تستغرق حوالي 30 دقيقة لشحنها بأسرع محطات الشحن ، يمكن أن تكون سيارات خلايا وقود الهيدروجين جاهزة للانطلاق في غضون دقائق. لكن خلايا الوقود ، التي تحول وقود الهيدروجين إلى طاقة قابلة للاستخدام للسيارات ، لا تزال باهظة الثمن. ولا تزال البنية التحتية لمحطة الهيدروجين اللازمة لتزويد سيارات خلايا وقود الهيدروجين بالوقود متخلفة على نطاق واسع. ومع ذلك ، يعتقد الخبراء أن الهيدروجين يمكن أن يكون فعالًا بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بالشاحنات لمسافات طويلة ، وقطاعات أخرى مثل شحن البضائع والسفر الجوي لمسافات طويلة ، حيث سيكون استخدام البطاريات الثقيلة غير فعال.

يمكن أيضًا استخدام الهيدروجين لتدفئة منازلنا ولإزالة الكربون من مجموعة من القطاعات التي ثبت صعوبة تنظيفها في الماضي. وهذا يشمل الصناعات الكيماوية والحديدية والصلب.

استخدام محتمل آخر للهيدروجين هو تخزين الطاقة المتجددة التي من شأنها أن تضيع. تعمل شركة Mitsubishi Power وتخزين الوقود Magnum Development على مشروع في ولاية يوتا لبناء منشأة تخزين تبلغ 1000 ميغاوات من الطاقة النظيفة ، جزئيًا عن طريق الاحتفاظ بالهيدروجين في كهوف الملح. من المقرر أن يتم تشغيل مشروع تخزين الطاقة النظيفة المتقدم بحلول عام 2025 ، وسيكون أكبر نظام تخزين للطاقة النظيفة في العالم.

إذا كان للهيدروجين الأخضر أن يؤدي هذا الدور على نطاق واسع ، فيجب أن يصبح منافسًا من حيث التكلفة مع الهيدروجين الأزرق والرمادي والبدائل التقليدية الأخرى. وفقًا لتقرير Clean Hydrogen Monitor 2020 الصادر عن شركة Hydrogen Europe ، تبلغ التكلفة التقديرية الحالية لإنتاج الهيدروجين الرمادي حوالي 1.5 يورو للكيلوغرام (1.76 دولار أمريكي / كجم) في أوروبا ، اعتمادًا على أسعار الغاز الطبيعي وتجاهل تكاليف ثاني أكسيد الكربون. يتكلف الهيدروجين الأزرق حوالي 2 يورو / كجم (2.35 دولار أمريكي / كجم) بينما ينتج اللون الأخضر حاليًا ما بين 5 إلى 6 يورو / كجم (5.87 دولار أمريكي - 7.04 دولار أمريكي / كجم) في المتوسط في معظم دول الاتحاد الأوروبي.

ويضيف التقرير أنه لكي يدرك الهيدروجين إمكاناته في الاقتصاد الخالي من الكربون ، يجب إنتاجه "على نطاق واسع بطريقة مستدامة. ولكي يحدث ذلك ، يحتاج الهيدروجين النظيف (الأخضر والأزرق) إلى المنافسة من حيث التكلفة مع الوقود التقليدي. اليوم ، لا الهيدروجين المتجدد (الأخضر) ولا الهيدروجين منخفض الكربون (الأزرق) ... منافسين من حيث التكلفة مقابل الهيدروجين المستخرج من الأحافير. "

قال بول براوننج ، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة Mitsubishi Power Americas: "سنقوم ببناء نظام تحليل كهربائي ضخم جدًا سيكون قادرًا على تحويل الطاقة المتجددة إلى هيدروجين". "سنقوم بتخزين هذا الهيدروجين في قبة الملح تلك لفترات طويلة من الوقت بحيث يمكن استخدامه عندما تحتاج الشبكة إلى الكهرباء بدلاً من وقت إنتاجها."

في الواقع ، يعتقد المحللون بحلول عام 2050 ، يمكن أن يمثل الهيدروجين النظيف ما يقدر بنحو 22٪ من احتياجاتنا من الطاقة ، ارتفاعًا من 4٪ فقط من الطاقة التي يوفرها الهيدروجين اليوم. لكن هذا سيتطلب كميات هائلة من توليد الكهرباء المتجددة الإضافية.