الهيدروجين كطاقة نظيفة

الهيدروجين هو العنصر الكيميائي الأكثر وجوداً في الطبيعة، وقد تضاعف الطلب في العالم على الهيدروجين لاستخدامه كوقود ثلاث مرات وقد وصل إلى 70 مليون طن سنويًا في عام 2018، وبالإضافة إلى ذلك، فهو مصدر طاقة نظيف لا ينبعث منه إلا بخار الماء ولا يترك أي بقايا في الهواء، على عكس الفحم والنفط

.

الهيدروجين له علاقة طويلة جداً بالصناعة وقد تم استخدام هذا الغاز لتزويد السيارات والمناطيد وسفن الفضاء بالوقود منذ بداية القرن التاسع عشر، وإن إزالة الكربون من الاقتصاد العالمي، وهي عملية لا يمكن تأجيلها، ستعطي الهيدروجين أهمية أكبر، وبالإضافة إلى ذلك، إذا انخفضت تكاليف إنتاجه بنسبة 50٪ بحلول عام 2030، كما تنبأ مجلس الهيدروجين العالمي، فسننظر بلا شك إلى أحد أنواع الوقود في المستقبل.

ما هو الفرق بين الهيدروجين الأخضر والأزرق

ينتج

الهيدروجين الأخضر

فقط

عن طريق التحليل الكهربائي

والذي يستهلك كميات كبيرة من الكهرباء المستدامة المنتجة في البحر وعلى الأرض يمكن دمجها بشكل صحيح في نظام الطاقة، ويمكن فقط للتحليل الكهربائي تحويل الكهرباء إلى هيدروجين بمرونة (حسب الطلب) ثم تخزينها ، و

تطوير التحليل الكهربائي على نطاق واسع سيساعد في تلبية الاحتياج الدائم والمتزايد على الكهرباء وبالتالي تحفيز نمو الطاقة المستدامة

.
يختلف الهيدروجين الأخضر عن الأزرق في الجودة، حيث يتمتع الهيدروجين الأخضر بدرجة أعلى من النقاء ويمكن استخدامه على الفور، مثل الاستخدام في خلية وقود السيارة، ويحتوي الهيدروجين الأزرق على مستوى نقاء

أقل،

وهو ما يكفي للاستخدام الصناعي

.
يعتبر إنتاج الهيدروجين الأزرق وسيلة “لإزالة الكربون” من

الصناعة،

أي تقليل ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع وبتكلفة منخفضة نسبيًا

.

الهيدروجين الأخضر

الهيدروجين الأخضر يتم الحصول عليه باستخدام الطاقة المتجددة والتحليل الكهربائي لتقسيم المياه وهو يختلف عن الهيدروجين الرمادي والهيدروجين الأزرق، وتسعي الخطة القادمة إلى تقليل المال المنفق في عملية انتاج الهيدروجين الأخضر إلى أقل من 2 دولار / كجم، مما سيساعد على خفض الانبعاثات من الصناعات الأكثر كثافة في الكربون في العالم بما في ذلك صناعة الصلب والشحن وإنتاج المواد الكيميائية وتوليد الطاقة.

مزايا الهيدروجين الأخضر

نظيف

: عندما نحرق الهيدروجين الأخضر ، لا يتم إطلاق أي منتجات جانبية ضارة في الغلاف الجوي. في الواقع ، بمجرد استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة ، يمكن تحويله إلى مياه شرب لرواد الفضاء.
طاقة الهيدروجين ليست سامة

: الهيدروجين لا يسبب ضررا لصحة الإنسان على عكس الطاقة النووية أو الغاز الطبيعي.
طاقة الهيدروجين عالية الكفاءة

: الهيدروجين الأخضر كثيف بشكل لا يصدق في الطاقة وهو قادر على توفير الكثير من الطاقة ، إنه أقوى بثلاث مرات من معظم مصادر الوقود الأحفوري ، لذا يتطلب الأمر كمية أقل من الهيدروجين لأداء نفس المهام ، هذا هو سبب استخدام الهيدروجين في استكشاف الفضاء لتزويد سفن الفضاء والطائرات والقوارب والسيارات وخلايا الوقود بالوقود.

عيوب الهيدروجين الأخضر

الهيدروجين متقلب:

بسبب محتواه العالي من الطاقة ، يعتبر غاز الهيدروجين مادة شديدة الاشتعال والمتطايرة مما يجعله وقودًا محفوفًا بالمخاطر للعمل معه.
إن إنتاج طاقة الهيدروجين الأخضر مكلف:

يعد كل من إصلاح الميثان بالبخار والتحليل الكهربائي عمليتين مكلفتين تمنع الكثير من البلدان من الالتزام بالإنتاج بالجملة ، تجري الأبحاث والتجارب لمحاولة اكتشاف طريقة رخيصة ومستدامة لإنتاج كمية كافية من الهيدروجين دون المساهمة بمزيد من الكربون في الغلاف الجوي.

يصعب تخزين طاقة الهيدروجين:

الهيدروجين هو غاز أخف بكثير من البنزين مما يجعل من الصعب تخزينه ونقله ، لكي نتمكن من تخزينه ، نحتاج إلى ضغطه في سائل وتخزينه في درجة حرارة منخفضة ، إن الكميات الكبيرة من الضغط اللازم لتخزين الهيدروجين تجعل من الصعب نقل الوقود بكميات كبيرة.
يمكن أن يكون الهيدروجين خطيرًا:

الهيدروجين قابل للاشتعال بشكل لا يصدق مما يجعله وقودًا خطيرًا إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح ، لا توجد أيضًا رائحة للهيدروجين ، لذا يلزم وجود أجهزة استشعار لاكتشاف التسربات

.[1]

الهيدروجين الأزرق

يستخدم مصطلح “الهيدروجين الأزرق” أو “الهيدروجين منخفض الكربون” عندما يتم التقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون المنطلق في عملية إنتاج الهيدروجين الرمادي (80-90٪)، وهو ما يسمى أيضًا

CCS:

احتجاز الكربون وتخزينه، وقد يحدث هذا في حقول الغاز الفارغة تحت بحر الشمال، ولا يوجد مكان آخر في العالم يتم فيه إنتاج الهيدروجين الأزرق على نطاق واسع

.

[2]

الدور الذي يلعبه الهيدروجين في تحول الطاقة

في مزيج الطاقة يتم توفير ما يقرب من 20٪ على شكل كهرباء و80٪ على شكل غاز طبيعي أو وقود سائل (بنزين، ديزل)، وفي المستقبل القريب ستزداد حصة الكهرباء المولدة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية بشكل كبير، وبالنسبة لعدد من التطبيقات مثل النقل الثقيل، وعمليات درجات الحرارة المرتفعة في الصناعة والطيران، لا يزال الحل الكهربائي الجيد غير موجود ولا تزال هناك حاجة إلى غاز مستدام، كما يمكن للهيدروجين أن يلعب دورًا مفيدًا هنا بالإضافة إلى ذلك ، يعد الهيدروجين مهمًا في شكل تخزين على نطاق واسع

لتلك اللحظات عندما يكون الجو عديم الريح

.

الدول التي تعمل أيضًا على الهيدروجين

بلدان مثل النرويج وأستراليا والمغرب وتشيلي والمملكة العربية السعودية والصين واليابان نشطة للغاية في استخدام الهيدروجين الأخضر، ويرجع ذلك أساسًا إلى توافر (محتمل) كبير للطاقة المتجددة الرخيصة من الرياح أو الطاقة الشمسية أو الطاقة المائية لإنتاج الهيدروجين الأخضر

.

الاستثناء من ذلك هو اليابان، التي تعتمد إلى حد كبير على الواردات لتزويدها بالطاقة وقد طورت استراتيجية لاستيراد الهيدروجين (الأخضر) على نطاق واسع، ويكمن دورها الرئيسي في تطوير التكنولوجيا، وتتمتع هولندا بوضع جيد وذلك بفضل الإمكانيات الكبيرة لطاقة الرياح في بحر الشمال والصناعة كثيفة الاستهلاك للطاقة التي تحتاج إلى التزام قوي بالاستدامة

.

ومن أهم الدول التي تستخدم

الاقتصاد الدائري للكربون

هم الصين واليابان والهند والبرازيل.

لماذا سنستخدم الهيدروجين

الهيدروجين مهم بشكل خاص لصناعة المعالجة ويتم استخدامه الآن بشكل أساسي لإنتاج الأسمدة ولكن في المستقبل يمكن استخدامه أيضًا في العمليات ذات درجات الحرارة المرتفعة مثل إنتاج الصلب الذي يستخدم الآن الغاز الطبيعي أو الفحم، وبالإضافة إلى

ذلك،

سيلعب الهيدروجين دورًا في التنقل، على سبيل المثال للحافلات بين المدن التي يجب أن تغطي مسافات أطول وحيث لا تكون القيادة الكهربائية حلا

ً.

مخاطر الهيدروجين

الهيدروجين غاز خفيف للغاية، وهو أيضاً شديد الاشتعال وهذا من

عوائق استخدام الهيدروجين كوقود

، ويستخدم في التنقل تحت ضغوط تصل إلى 700 بار تمامًا مثل أي غاز آخر، ومن المهم التعامل مع غاز الهيدروجين بحذر شديد وذلك أثناء الإنتاج والنقل والاستخدام، ويجب ترك التعامل مع الهيدروجين للشركات المهنية، وإذا كان سيتم استخدام الهيدروجين في خطوط أنابيب الغاز الحالية، فمن المهم إجراء مزيد من التحقيق في كيفية “تصرف” الهيدروجين فعليًا في الممارسة العملية، والهيدروجين أخف من الغاز الطبيعي ويمكنه الهروب بسهولة أكبر من الصمامات وموانع التسرب

.

[3]