صناعة الهيدروجين الأخضر واستخدامه وقود للسيارات | اقتصاد الطاقة

البشرية حاليا تواجه حرب شاقة وعسيرة للمحافظة على استمرارية الكوكب، ولكي نتجنب الآثار الناتجة عن التغيرات المناخية يقول الخبراء أننا نحتاج الى تخفيض درجة حرارة الأرض 1.5 درجة مئوية والرجوع الى مستويات عصر ما قبل الصناعة، وحتى نصل الى الهدف المنشود لابد من وصول درجة انبعاث الكربون على مستوى العالم الى الزيرو بحلول عام 2050. بالتالي هناك عدة حلول لتحقيق الهدف، أحد هذه الحلول هو الهيدروجين الأخضر، والذي يتم انتاجه من مصادر الطاقة المتجددة، ويتميز الهيدروجين الأخضر بعدم وجود انبعاثات كربون أثناء حرقه، وبالتالي يمكن استخدامه في كثير من الصناعات كوقود مثل صناعات الصلب والصناعات الكيماوية وكوقود للسيارات خاصة سيارات النقل. كما يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر في تدفئة المنازل وتخزين الكهرباء الناتجة من مصادر الطاقة المتجددة. الهيدروجين عنصر نشط لا يمكن ايجاده حر في الطبيعة، ولكنه دائما متحد مع عناصر أخرى، على سبيل المثال الماء عبارة عن ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين، وللحصول على الهيدروجين لا بد من فك الارتباط واستخلاص الهيدروجين، ولكنها عملية تستهلك كثير من الطاقة، على الرغم من ان الهيدروجين ذرة نظيفة خالية من الكربون، الا أن معظم الهيدروجين المنتج تم انتاجه من الوقود الحفري. انتاج الهيدروجين من الوقود الحفري مسئول عن إطلاق 843 طن مكعب من ثاني أكسيد الكربون كل عام، وهذا يعادل كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من دولة اندونيسيا وبريطانيا معا. من هنا ظهرت الحاجة الى الهيدروجين الأخضر لتقليل الانبعاثات الكربونية، لكن تكنولوجيا انتاجه مازالت مرتفعة، على الرغم من أن تكلفة انتاجه دائما في الانخفاض الا أن هناك مزيد من العقبات، أولها عدم تجهيز البنية التحتية للدول من خلال النقل والتخزين، وحقيقة أن خلايا الوقود التي تحول الهيدروجين الى وقود سيارات مازال سعرها مرتفع، لكن بحلول عام 2050 هناك احتمالية وصول سوق الهيدروجين الى 2.5 تريليون دولار وهذا بالطبع نتيجة التغلب على المشكلات أو التحديات التكنولوجية. يتم انتاج الهيدروجين بعدة طرق مختلفة، وقام الخبراء بتصنيف الهيدروجين وعملية انتاجه حسب مصادر انتاجه، مثلا الهيدروجين المستخلص من الفحم يسمى الهيدروجين البني، أما الهيدروجين الرمادي يتم استخلاصه من الغاز الطبيعي، أما الهيدروجين الأزرق يتم انتاجه عن طريق تكنولوجيا حبس الكربون وتخزينه، ويوجد طريقة أخرى لإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي، والجهاز المستخدم في عملية الإنتاج يسمى الكتروليزر، حيث يفصل المركب من عناصره المكونة له باستخدام التيار الكهربائي، وفي هذه الحالة المركب المستخدم هو الماء، والذي يتم فصله الى هيدروجين وأكسجين، عند الحصول على كهرباء مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح يكون الهيدروجين المنتج أخضر. حاليا يتم استخدام الهيدروجين في كثير من الصناعات مثل تكرير البترول وصناعة الأمونيا، وصناعة الميثانول، وصناعة الصلب. ومع تقدم تكنولوجيا انتاج وتخزين الهيدروجين الأخضر أصبح هناك مطالبات عالمية باستعمال الهيدروجين الأخضر في الصناعة بديلا عن الأنواع الأخرى التي تنتج ثاني أكسيد الكربون. قادة الاتحاد الأوروبي جزء من عملية التحول الى الطاقة الخضراء، حيث وافقوا على انفاق تريليون دولار من أجل مبادرات الطاقة الخضراء في العشر سنوات القادمة، نصف ذلك المبلغ موجه الى انتاج الهيدروجين الأخضر، كما تعمل الصين على زيادة انتاجها من الطاقة الخضراء وتحويل اسطول من السيارات الى استخدام الهيدروجين كوقود بدلا من الوقود التقليدي. كوريا الجنوبية واليابان ازداد تركيزهما في الآونة الأخيرة على تكنولوجيا خلايا الوقود لاستخدام الهيدروجين كوقود للسيارات. الرئيس الأمريكي جو بايدن تعهد أيضا بمحاربة التغيرات المناخية. في أكتوبر 2020 وزارة الطاقة الأمريكية أعلنت عن نيتها انفاق 100 مليون دولار في تكنولوجيا انتاج الهيدروجين الأخضر والأبحاث المتعلقة بتكنولوجيا خلايا الوقود. الصناعة الأولى التي تحتوي على نسبة هائلة للتحول الى الهيدروجين هي صناعة النقل، حيث يمكن للهيدروجين أن يكون بديل مباشر للبنزين والغاز، ولها بعض المميزات عن السيارات الكهربائية، لان الهيدروجين حامل للطاقة وليس مصدر للطاقة، حيث يتحول وقود الهيدروجين الى كهرباء عن طريق جهاز يدعى سل ستاك، لكن ما هو الفرق بين استخدام الهيدروجين كوقود للسيارات واستخدام البطاريات مثل سيارات تسلا؟ أولا سيارات الهيدروجين يتم تفويلها أسرع بكثير من شحن بطاريات السيارات الكهربائية، حيث سيارات الهيدروجين تحتاج الى 5 دقائق لملئ الخزان أم البطارية فتحتاج الى 45 دقيقة لشحنها، ثانيا الهيدروجين افضل خمس مرات من البطارية من حيث تخزين الطاقة والحجم والوزن، وبالطبع يعطي مساحة أكثر داخل السيارة للركاب، ثالثا المسافة المقطوعة بسيارات الهيدروجين في التفويلة الواحدة أكبر بكثير من المسافة المقطوعة باستخدام البطارية. يوجد محاولات لاستخدام الهيدروجين كوقود للطائرات والسفن، حيث استعمال بطارية لمثل هذه الأحجام لن تكون عملية وستكون غير ملائمة. لكن استخدام الهيدروجين كوقود في مازال منخفضا حيث في نهاية عام 2019 كان يوجد على الطريق حوالي 18 ألف سيارة تسير بوقود الهيدروجين، بالمقارنة بالسيارات الكهربائية حيث كان مجموعها حوالي 7.2 مليون سيارة. كتاب اقتصاديات الثروة البترولية https://www.amazon.com/dp/B07QMCHH85 جروب اقتصاد الطاقة   / 319983132809585   Economic & legal services page   / economic-legal-services-342996629513826   LinkedIn   / roshdy-ebrahim-0260a7142   blog http://roshdyebrahim.blogspot.com #الهيدروجين_الأخضر_وقود_اقتصاد_الطاقة