سؤال الساعة.. كيف ينقذ الهيدروجين الأخضر العالم من الاحتباس الحراري؟

تتوجه أنظار العالم نحو الهيدروجين الأخضر كوقود نظيف جديد، سيشكل نواه التوسع التجاري في العديد من الأنشطة.

تعول الشركات على الهيدروجين الأخضر في تطوير منظومة الطاقة المستخدمة في مجالات الصناعة والنقل والزراعة والإسكان والتعدين وغيرها من الأنشطة، من أجل مكافحة ظاهرة الاحتباس الحراري والتغير المناخي.

وبحسب دراسة صادرة عن مركز المستقبل للأبحاث والدراسات المتقدمة الذي يتخذ من أبوظبي مقرا له، فإن تحول الهيدروجين الأخضر لعنصر رئيسي في مزيج الطاقة العالمي مستقبلا يتطلب توافر عاملين أساسيين.

وأضافت أن العامل الأول هو استمرار الحكومات في دعم جهود البحث العلمي والتطوير لخفض كُلفة إنتاج الهيدروجين، مشيرة إلى أن العنصر الثاني يتمثل في تقديم حزم من الحوافز المالية والتنظيمية لمشروعات إنتاج الهيدروجين الناشئة، لكي يصبح أكثر جاذبية من الناحية اللوجستية والتسعير بالنسبة للمستخدمين النهائيين.

ما هو الهيدروجين الأخضر؟

يعد الهيدروجين ناقلا كيميائيا للطاقة قابلا للنقل والتخزين، ويمكن إنتاجه عن طريق وسيلتين رئيسيتين هما: إما إجراء عملية تبخير لمصادر الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي، أو من خلال عملية التحليل الكهربائي للماءعلى نحو يسمح بالحصول على جزيئات الهيدروجين بعد فصلها عن الأكسجين، وهي أكثر الطرق شائعة الاستخدام حتى الآن.

• الهيدروجين الأخضر ثورة قادمة في عالم الطاقة.. من يفجرها؟
• "مصدر" تقود مبادرة لتطوير اقتصاد الهيدروجين الأخضر
  

كما يمكن خلط الهيدروجين بعناصر كيميائية منفصلة للحصول على منتجات أخرى مثل الميثان الصناعي، والأمونيا، والوقود السائل الصناعي، والميثانول، وهو ما يعرف بــ"الوقود المعتمد على الهيدروجين"، والذي يمكن استخدامه لاحقا كمادة وسيطة في العديد من الصناعات، مثل التكرير والبتروكيماويات والأسمدة.

وهناك ثلاثة أنواع رئيسية للهيدروجين، طبقا لمدى خلوه من الكربون وهي الهيدروجين الأخضر والهيدروجين الأزرق والهيدروجين الرمادي الذي يستحوذ على 95% من الإمدادات العالمية الإجمالية للهيدروجين.

وفي عام 2019، بلغ إجمالي الطلب العالمي على الهيدروجين نحو 120 مليون طن متري (60% للهيدروجين النقي، و40% للوقود القائم على الهيدروجين)، وبقيمة اقتصادية قُدرت بنحو 135.5 مليار دولار.

أهمية الهيدروجين الأخضر

حتى ينجح العالم في الحافظ على متوسط زيادة درجة حرارة الكوكب عند أقل من 2 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الثورة الصناعية، ينبغي خفض صافي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنحو 45% بحلول عام 2030 مقارنة بمستويات عام 2010، على أن تصل إلى صفر بحلول عام 2050.

هذه المهمة تتطلب التحول نحو استخدام الهيدروجين الأخضر كأحد الحلول الرئيسية التي طرحتها العديد من حكومات العالم، لاسيما في ظل الوفرة في الطبيعة، وإمكانية تخزينه ونقله لمسافات طويلة، وذلك دون إطلاق ثاني أكسيد الكربون.

وتوقع بنك أوف أمريكا سيكيورتيز أن يلبي الهيدروجين النظيف 22% من الاحتياجات العالمية للطاقة بحلول عام 2050.

ويتطلب إنتاج ما يكفي من الهيدروجين الأخضر لتلبية ربع الاحتياجات العالمية من الطاقة، استثمارات قدرها 11 تريليون دولار في مجالات البنية التحتية للإنتاج والتخزين والنقل وغيرها طبقا لبيانات "بلومبرج إن إي إف".

توسع عالمي

اكتسبت برامج إنتاج الهيدروجين الأخضر زخما قويا في أوروبا والصين واليابان والإمارات والسعودية، وأطلقت المفوضية الأوروبية في يوليو/ تموز 2020 استراتيجية لتوسيع استخدام الهيدروجين الأخضر عبر القطاعات الملوثة مثل البتروكيماويات والصلب.

وبموجب الاستراتيجية الأوروبية، سيتم تدشين منشآت محللات كهربائية للهيدروجين بقدرة 6 جيجاوات لإنتاج ما يصل إلى مليون طن من الهيدروجين الأخضر في المرحلة الأولى في الفترة 2020 إلى 2024، على أن يتم زيادة الطاقة الإنتاجية بالمرحلة الثانية ما بين 2025 حتى 2030 بما قدره 40 جيجاوات لإنتاج ما يصل إلى عشرة ملايين طن من الهيدروجين الأخضر.

ولتنفيذ هذه الاستراتيجية سيخصص الاتحاد الأوروبي 180 إلى 470 مليار يورو من أجل تحفيز التوسع في استخدام الهيدروجين الأخضر حتى 2050.

وعلى جانب موازٍ، تتجه كثير من شركات الطاقة الكبرى لتعديل نموذج أعمالها بالتحول نحو استثمارات الطاقة النظيفة بما في ذلك الهيدروجين الأخضر، مثل شركات "ريبسول" الإسبانية "وسيمنز إنرجي" الألمانية و"بي بي" البريطانية.

11.2 ألف سيارة تعمل بالهيدروجين

تعمل العديد من شركات السيارات العالمية الكبرى على تطوير مركبات تعمل بخلايا الهيدروجين قادرة على منافسة المركبات الكهربائية، وتلك المعتمدة على محركات الاحتراق الداخلي.

ويوجد في العالم الآن نحو 11.2 ألف سيارة تعمل بالطاقة الهيدروجينية، وهذه الأعداد مرشحة للزيادة في العقود المقبلة.

 ووفق تقرير صادر عن شركة شل، فمن المرجح أن تعمل نحو 113 مليون مركبة بخلايا الوقود في عدة أماكن بالعالم، ولا سيما في اليابان والولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا بحلول 2050.

 وتتطلب هذه الزيادة تطوير بنية تحتية قوية لمحطات الهيدروجين، وتعزيز كفاءة تشغيل البطاريات وخفض كُلفتها مستقبلا، لكي تجذب المستخدمين.

حزمة تحديات

تظل التكلفة هي التحدي الرئيسي أمام التوسع في الهيدروجين الأخضر، وتشمل ارتفاع تكاليف الإنتاج والتكلفة الاستثمارية للمحلل الكهربائي، وهي أعلى مرتين أو ثلاث مرات من تكلفة الوقود الرمادي.

وبحسب بيانات للوكالة الدولية للطاقة، فإن تكلفة إنتاج كيلوجرام واحد من الهيدروجين الأخضر (ما يعادل حوالي 33.3 كيلو وات في الساعة) تتراوح بين 3.50 يورو إلى 5 يورو، أي ما بين 0.10 يورو/ كيلو وات ساعة و0.15/ كيلووات ساعة.

بينما تبلغ تكلفة الهيدروجين الرمادي 1.5 يورو للكيلو جرام الواحد (أو 0.045 يورو/ كيلووات في الساعة).