د طارق عبدالعليم يكتب: «الهيدروجين» الوقود الأخضر… محرك الصفقة الخضراء في أوروبا
المعمل المركزي للمبيدات – مركز البحوث الزراعية- مصر
الزراعة هي واحدة من أهم الصناعات في العالم ولكن لاسف فهى بعيدة عن الاستدامة . سيحتاج العالم دائما الى الزراعة لكن يجب ان يتغير القطاع الزراعى للمساعدة في مكافحة تغير المناخ ، ومع تزايد السكان وتزايد حدة تغير المناخ ، يجب على المزراعين ان يجدوا سبل لاطعام المزيد من الناس الذين لديهم موارد اقل .
مع تزايد عدد البلدان التي تتعهد بالحياد المناخي ، نجد ان العالم يحتاج إلى إيجاد حلول لإزالة الكربون من كل جزء من اقتصاد.. يعد التحول الى الطاقة الخضراء خطوة حاسمة في هذه العملية ويقدم وقود الهيدروجين الشكل الأمثل للطاقة الخضراء لهذة التطبيقات على مدى السنوات العشر الماضية ، تسارعت وتيرة الأنشطة المتعلقة بالهيدروجين الأخضر في أوروبا. نظرًا لطبيعته المتعددة الأوجه والمتعددة الاستخدامات ، يمكن للهيدروجين المتجدد أن يلعب دورًا رئيسيًا في مواجهة التحديات مثل الاعتماد على وقود الهيدروجين في الزراعة طبقا لاهداف الصفقة الأوروبية الخضراء .
ما هو شكل الهيدروجين الأنسب للوصول إلى طموحنا المناخي؟
الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في كوننا ولكنه لا يمثل سوى جزء صغير من مزيج الطاقة العالمي في الاتحاد الأوروبي. اليوم ، يأتي أقل من 2٪ من استهلاك الطاقة في أوروبا من الهيدروجين ، والذي يستخدم بشكل أساسي في تصنيع المواد الكيميائية مثل البلاستيك والأسمدة. علاوة على ذلك ، يتم إنتاج 96٪ من الغاز الطبيعي ، وتنبعث من عملية الإنتاج كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون.
لذا يمكن تعريف الهيدروجين الأخضر بأنه نوع من أنواع الوقود الناتج عن عملية كيميائية معقدة يستخدم فيها تيار كهربائي ناتج عن مصادر متجددة نظيفة مثل الرياح لفصل الهيدروجين عن الأكسجين في الماء، وبذلك يتم إنتاج الطاقة بدون إنبعاث احد الغازات الدفيئة ،الذي يسبب الاحتباس الحراري.
المشاريع الخاصة بإنتاج الهيدروجين الأخضر على مستوى العالم :
حيث تحتل القارة الأوروبية القمة بعدد 126 مشروع انتاجى ثم تتبعها قارة اسيا بعدد 46 مشروع وتليها استراليا24 مشروع ثم أمريكا الشمالية بعدد 19 مشروع ويليها الشرق الأوسط وافريفيا 8 مشروعات وأخيرا أمريكا الجنوبية 5 مشروعات لعام 2021 طبقا ل (OAPEC & Attaqa 2022).
أنواع الهيدروجين
- الهيدروجين الرمادى :( يعتمد على الوقود الاحفورى – يتعارض مع اهداف حماية البيئة –ينتج ثانى أكسيد الكربون كمنتج ثانوى – اقل في التكلفة ).
- الهيدروجين الأزرق : (يعتمد على الوقود الاحفورى – نسخة متطورة من الوقود الهيدروجين الرمادى –يتطلب حجز الكربون وتخزينة لاستخدامات أخرى – اكثر في التكلفة من الرمادى ).
- الهيدروجين الأخضر : (يعتمد على فصل مكونات الماء – ينتج الاكسجين كمنتج ثانوى –يتطلب الاعتماد على التحليل الكهربائى بطريقة صديقة للبيئة – اكثر في التكلفة).
شكل : أهم أنواع الهيدروجين
- كيف ينتج الهيدروجين الأخضر ؟
- توليد طاقة نظيفة وامنة من مصادر طبيعية (السدود – الرياح – الطاقة الشمسية ).
- أضافة الماء: ادخال الطاقة المتولدة الى محلل الكهربائى في وجود الماء .
- انتاج الهيدروجين : من خلال قيام المحللل الكهربائى بفصل مكونات الماء الى هيدروجين واكسجين .
- التخزين : غاز الهيدروجين الناتج يضغط ويحفظ في حاويات خاصة.
- الاستخدام : ينقل بأكثر من طريقة لاستخدام المنزلى او صناعى او الزراعى .
مراحل انتاج وتخزين و استخدام الوقود الأخضر ( الهيدروجين ).
- أهمية الهيدروجين الأخضر
- بعد تحديد نوع الهيدروجين الموصى به ، يدرس الاتحاد الأوروبي كيفية زيادة الإنتاج والنقل والاستهلاك المربح للهيدروجين المتجدد لاستخدام المرونة والتنوع الذي يوفره مصدر الطاقة هذا.
- تبحث القطاعات الصناعية كثيفة الاستهلاك للطاقة وغير القادرة على إزالة الكربون عن طريق الكهرباء المباشرة عن ناقلات طاقة أكثر اخضرارًا وخالية من الكربون. لذلك ، يوفر الهيدروجين المتجدد آفاقًا واقعية وواعدة لإنتاج فولاذ أو أسمدة صديق للبيئة بحلول عام 2030.
- قطاع النقل ، نظرًا للقيود المفروضة على البطاريات وتكاليفها ، يبحث قطاع النقل البحري والنقل البري عن حلول لاستخدام أنواع الوقود المحايدة الكربون للسفر لمسافات طويلة.
- مع التزام الاتحاد الأوروبي بزيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة على مستوى العالم ، يساهم الهيدروجين في تخزينها على المدى الطويل وعلى نطاق واسع ويوفر مرونة فورية لنظام الطاقة. تعد إمكانات تخزين الهيدروجين ، خاصة في مناجم الملح المستخدمة حاليًا لتخزين الغاز الطبيعي ، مفيدة بشكل خاص لشبكات الكهرباء ، حيث تساعد على تحقيق التوازن بين العرض والطلب على الكهرباء عندما يكون هناك الكثير من الطاقة المتجددة أو غير كافية.
- يعتمد العالم بالفعل بشكل كامل على الأمونيا. في الواقع ، يعتمد نصف إنتاج العالم من الغذاء عليه لأنه عنصر أساسي في الأسمدة المعدنية. اليوم ، تمثل الأمونيا حوالي 5٪ من استهلاك الغاز في العالم. إذا تمكنا من جعل الأمونيا من الطاقة المتجددة (الأمونيا الخضراء) مربحة ، فسنساعد في إزالة الكربون عن الطعام واتخاذ خطوة كبيرة نحو اقتصاد الهيدروجين.
- لكننا لن نقوم فقط بإزالة الكربون عن الطعام باستخدام الأسمدة الخضراء ؛ سنكون قادرين أيضًا على إزالة الكربون من الوقود للشحن.
- من المتوقع أن ينمو الطلب العالمي على سوق الهيدروجين الأخضر لتصل قيمته إلى 2.5 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2050. ويأتي الطلب من قطاع الشحن البحري والذي يحتاج للأمونيا الخضراء لسد احتياجاته المتمثلة في التقليل من بصمة الكربون ، وقطاع الطيران، الذي سيتبنى أنواعًا جديدة من الوقود المصنع من الهيدروجين الأخضر، وكذلك الوقود الثقيل إلى جانب الصناعات القائمة في مناطق مثل شمال غرب أوروبا والتي ستستخدم الهيدروجين الأخضر لتغذية عملياتها الصناعية بما في ذلك إنتاج الصلب. بالإضافة إلى ذلك، التزمت شركات توليد الطاقة في جميع بلدان شرق آسيا والتي كانت تعتمد في السابق على الطاقة التي تعمل بالفحم والتوربينات الغازية بالتحول إلى الأمونيا الخضراء كمصدر للطاقة من أجل تقليل انبعاثات الكربون.
- ما هي أهم العقبات لتعزيز دور الهيدروجين الأخضر في تحول لانتاج طاقة نظيفة؟
- التكلفة المرتفعة مقارنة بالوقود الاحفورى
- ضعف الاستعداد التكنولوجى للإنتاج تلك التقنية
- القصور في كفاءة الإنتاج عبر سلاسل القيمة .
- عدم كفاية الكهرباء المتجددة لانتاج الهيدروجين بصورة مرضيه.
