يتزايد الحديث في الفترة الأخيرة عن الهيدروجين الأخضر، باعتباره وقود المستقبل، الحلم الذي أصبح حقيقة وفي المتناول.
عرف الإنسان الوقود منذ قدم التاريخ، خاصة الوقود الخشبي والفحم، حتى اكتشاف الوقود الأحفوري، وهو الذي يطلق على النفط والغاز، وربما الفحم أيضا.
ومع الأضرار التي يسببها الوقود الأحفوري للبيئة، وتسببه في أزمات التغير المناخي، وارتفاع حرارة الأرض، بدأ الحديث عن الطاقة النظيفة والطاقة المتجددة، واستخدامات الكهرباء في تشغيل السيارات، واستغلال الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والمفعلات النووية السلمية في توليد الكهرباء، وغير ذلك من المحاولات المكلفة للغاية.
لكن مؤخرا بدأ الحديث عن الهيدروجين الأخضر باعتباره أكثر البدائل أمانا وأكثرها فعالية لحماية البيئة.
ما هو الهيدروجين الأخضر وما فوائده؟
الهيدروجين الأخضر هو عنصر كيميائي، يتميز بعدة أمور من بينها:
- لا لون له
- لا رائحة له
- لا طعم له
- أخف عنصر في الكون
لماذا يطلق على غاز الهيدروجين وقود المستقبل؟
يطلق على الهيدروجين الأخضر وقود المستقبل، باعتباره وقودا يتم إنتاجه من عناصر البيئة، حيث يتم استخدام الطاقة المتجددة في فصل عناصر الماء، والاحتفاظ بالهيدروجين، وإطلاق الأكسجين في الهواء، فضلا عن عدم زيادة غاز ثاني أكسيد الكربون الذي يتسبب في زيادة درجة حرارة الكوكب.
ما هي مزايا الهيدروجين الأخضر؟
يتمتع الهيدروجين الأخضر بمزايا عدة تجعله وقد المستقبل المثالي، من بينها:
- صديق للبيئة: لا ينتج الهيدروجين الأخضر أي انبعاثات من غازات الاحتباس الحراري، ما يجعل الوقود نظيفًا ويساهم في الحد من تغير المناخ.
- مخزن للطاقة: يمكن تخزين الهيدروجين الأخضر بسهولة، باعتباره أخف وزن لعنصر كيميائي على الأرض، مما يجعله خيارًا جيدًا لتخزين الطاقة المتجددة.
- متعدد الاستخدامات: يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر في العديد من التطبيقات، مثل توليد الكهرباء والنقل وصناعة الصلب.
ما هي وظيفة الهيدروجين؟
الهيدروجين بشكل عام يمكن إدخاله في العديد من الصناعات الكيميائية والنفطية، حيث يعد عنصرا أساسيا في تصنيع الأمونيا، وفي تحسين نوعية الوقود الأحفوري من خلال نزع الكبريت المهدرج.
ويعد الهيدروجين عاملا أساسيا في عمليات الهدرجة الصناعية.
مكونات الهيدروجين الأخضر
هناك عدة أنواع من الهيدروجين، مثل الهيدروجين الأخضر، والرمادي والأزرق.
الهيدروجين الأخضر يتكون من الماء حصرا، حيث يتم فصل عناصره H2O إلى هيدروجين وأكسجين، ويتم استغلال الأول كوقود غير ضار بالبيئة.
كيف يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
يسأل البعض عن كيفية إنتاج الهيدروجين الأخضر، أو من أين يُستخرج الهيدروجين الأخضر؟، والحقيقة أن الهيدروجين الأخضر يتكون من خلال عملية كيميائية يتم خلالها فصل عناصر الماء (الهيدروجين والأكسجين).
وعن كيف يتم صنع الهيدروجين؟، يكون ذلك باستخدام الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية، التي تقم بفصل عناصر الماء.
الفرق بين الهيدروجين الأخضر والأزرق
يتساءل البعض: ما هو الفرق بين الهيدروجين الأخضر والأزرق؟، وكما تم توضيحه عاليا فالهيدروجين الأخضر يتم من خلال فصل عناصر الماء باستخدام الطاقة المتجددة.
أما الهيدروجين الأزرق فيتم استخراجه من الغاز الطبيعي، حيث يتم خلط الغاز الطبيعي مع بخار في درجة سخونة شديدة، وإضافة إحدى المحفزات الكيميائية، لينتج تفاعلا كيميائيا بين الهيدروجين وأول أكسيد الكربون.
بعد ذلك يتم إضافة الماء للخليط لتحويل أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون، ما يخلق المزيد من الهيدروجين.
في تلك الأثناء يتم التقاط انبعاثات ثاني أكسيد الكربون باستخدام الكربون بواسطة تقنية تسمى الالتقاط والاستخدام، ويتم تخزينه تحت الأرض لعدم الإضرار بالهواء، في المقابل يصبح الهيدروجين نقيا.
استخدامات الهيدروجين الأخضر
هناك استخدامات عدة للهيدروجين الأخضر، باعتباره بديلا للوقود الأحفوري، وذلك على النحو التالي:
- بديل للغاز الطبيعي سواء في تدفئة المنازل أو الطبخ.
- بديل لوقود السيارات والشاحنات (يستلزم تعديل المحرك للعمل بخلايا الوقود الهيدروجينية).
- بديل للأمونيا السائلة التي تقوم بتشغيل الحاويات.
- التوربينات الكهربائية التي يمكنها توليد الكهرباء للمنازل.
- تصنيع الأمونيا المادة الأساسية للأسمدة.
كم سعر الهيدروجين الأخضر؟
يتساءل البعض عن سعر الهيدروجين الأخضر، وكم سعر جهاز الهيدروجين؟، والحقيقة أن مصادر عديدة تحدثت عن كلفة عالية لعملية إنتاجه، مقارنة بأنواع الوقود الأخرى.
بحسب دراسة للثنائي دولف جيلين وبريانك لاثوال، وسيلفيا كارولينا لوبيز روشا، نشرت على مدونات البنك الدولي فإن تبلغ تكلفة الهيدروجين الأخضر اليوم تبلغ حوالي 4-5 دولارات للكيلوجرام، أي ضعفين إلى ثلاثة أضعاف إنتاج الهيدروجين الرمادي أو الأزرق – المنتج من الغاز الطبيعي ويسانده احتجاز الكربون وتخزينه.
لكن الدراسة أشارت إلى أنه من المتوقع أن تنخفض تكاليف الهيدروجين الأخضر بسرعة إلى 2-3 دولارات للكيلوجرام بحلول عام 2030 بسبب آثار التعلم التي تعزز أداء التكنولوجيا وعمليات الإنتاج وكذلك وفورات الحجم، بحسب المصدر.
ومن الطرق التي ستجعل الهيدروجين النظيف ميسور التكلفة؛ فرض تسعيرة على انبعاثات غازات الدفيئة للهيدروجين الرمادي، وبالتالي سد فجوة القدرة التنافسية بين الهيدروجين الأخضر والرمادي.
متى سيكون مشروع الهيدروجين الاخضر جاهزا؟
وحول إجابة السؤال المهم: لماذا لا تنتج أوروبا الهيدروجين الأخضر؟، فذلك يعود لأن عملية الإنتاج تتطلب كمية كبيرة من الطاقة المتجددة، سواء طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية.
ويتطلب الإنتاج السنوي لمليون طن من الهيدروجين الأخضر 10 جيجاوات من المحللات الكهربية، و20 جيجاوات من توليد الطاقة المتجددة، و30 مليار دولار من الاستثمارات (المعروفة أيضا باسم “قاعدة 1-10-20-30”).
وقالت الدراسة إلى أن استبدال كل الهيدروجين الرمادي المستخدم اليوم بالهيدروجين الأخضر، سيتطلب كل قدرات توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح العاملة حاليا.
كيف شكل الهيدروجين؟
في الوضع المثالي يكون الهيدروجين غازا بلا طعم أو رائحة أو لون، ولكنه سريع الاشتعال، لكنه غير سام.
هل غاز الهيدروجين قابل للانفجار؟
ولأنه أخف عنصر وزنا على الأرض فإن الهيدروجين يتبدد فورا في الهواء، ما يمنعه من تشكيل مزيج يصبح قادرا على الانفجار، مقارنة بأنواع الوقود الأخرى.
ما هي أضرار وعيوب الهيدروجين الأخضر؟
هناك بعض الأضرار والعيوب لاستخدام الهيدروجين بشكل عام، من بينها:
- باهظ التكلفة والثمن
- صعب النقل والتخزين
- يحتاج لاستثمارات كبيرة
- تفاقم الضغوط المائية، حيث يقوم بفصل عناصر الماء
- الحاجة لصناعة محركات تتكيف مع الهيدروجين
- زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري في حالة التسرب
أبرز مشاريع الهيدروجين الأخضر
تشير وكالة الطاقة الدولية في تقرير لها إلى أن الهيدروجين الأخضر سيوفر 830 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
وبدأت العديد من الدول الاستثمار في الهيدروجين الأخضر، وعلى رأسها الصين.
وعربيا أعلنت عدة دول البدء في مشروعات ضخمة من بينها مصر والإمارات وعمان والسعودية والمغرب والجزائر وموريتانيا.
- تابعونا:
