ما هو الهيدروجين الأخضر أو النفط الجديد بديل الغاز؟

غالبًا ما تنضم الشركات والمجموعات الصناعية معًا للترويج لمنتجاتها، كان الأمر الأكثر غرابة هو الخطوة التي اتخذتها الشهر الماضي 10 شركات طاقة أوروبية كبرى واثنتان من أكبر هيئات صناعة الطاقة المتجددة في القارة، والتي انضمت لإطلاق حملة تروّج لمنتج لا يبيعه أي منها في الواقع.

ما هو الهيدروجين الأخضر أو النفط الجديد بديل الغاز؟ استمر في قراءة هذا المقال لمعرفة المزيد.

اهتمام متزايد بإنتاج الهيدروجين الأخضر

هذا المنتج متجدد وهو الهيدروجين الأخضر وعلى الرغم من أنه ليس مصدر قلق مركزي اليوم لتلك الشركات (Enel و EDP و BayWa وغيرها) أو المجموعات الصناعية (SolarPower Europe و WindEurope)، ترى جميعها أن الهيدروجين الأخضر يلعب دورًا حيويًا في تحقيق إزالة الكربون العميق من نظام الطاقة.

يتزايد الاهتمام بالهيدروجين الأخضر بين شركات النفط والغاز الكبرى، تخطط أوروبا لجعل الهيدروجين جزءًا كبيرًا من حزمة الصفقة الخضراء التي تبلغ قيمتها تريليون دولار.

قال جايلز ديكسون، الرئيس التنفيذي لشركة WindEurope: “لا يمكننا تزويد كل شيء بالكهرباء”، بعض العمليات الصناعية والنقل الثقيل يجب أن تعمل بالغاز، والهيدروجين المتجدد هو أفضل غاز، إنه نظيف تمامًا.

ما هو الهيدروجين الأخضر؟

وفقًا للتسمية المستخدمة من قبل شركة أبحاث السوق Wood Mackenzie، فإن معظم الغاز المستخدم بالفعل على نطاق واسع كمادة كيميائية صناعية يكون إما بنيًا إذا تم تصنيعه من خلال تغويز الفحم أو الليغنيت، أو رماديا إذا تم تصنيعه من خلال إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار والذي يستخدم عادةً الغاز الطبيعي كمواد وسيطة، ولا تعتبر أي من هاتين العمليتين صديقة للكربون تمامًا.

إقرأ أيضا:نصرة الإسلام من تدمير سوريا إلى كأس العالم بقطر

يُعرف الخيار الأنظف المزعوم باسم الهيدروجين الأزرق، حيث يتم إنتاج الغاز عن طريق إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار ولكن يتم تقليل الانبعاثات باستخدام احتجاز الكربون وتخزينه، يمكن لهذه العملية أن تخفض كمية الكربون الناتج إلى النصف تقريبًا لكنها لا تزال بعيدة عن كونها خالية من الانبعاثات.

على النقيض من ذلك، يمكن للهيدروجين الأخضر أن يقضي على الإنبعاثات تقريبًا باستخدام الطاقة المتجددة، التي تزداد وفرتها وغالبًا ما يتم توليدها في أوقات أقل من المثالية لتشغيل التحليل الكهربائي للمياه.

هناك الهيدروجين بلون الفيروزي، ينتج هذا عن طريق تكسير الميثان إلى هيدروجين وكربون صلب باستخدام عملية تسمى الانحلال الحراري، قد يبدو الهيدروجين الفيروزي منخفضًا نسبيًا من حيث الانبعاثات لأن الكربون يمكن إما دفنه أو استخدامه في العمليات الصناعية مثل صناعة الفولاذ أو تصنيع البطاريات لذلك لا يتسرب إلى الغلاف الجوي.

ومع ذلك، تظهر الأبحاث الحديثة أن الهيدروجين الفيروزي من المحتمل ألا يكون خاليًا من الكربون أكثر من الصنف الأزرق، بسبب الانبعاثات من إمدادات الغاز الطبيعي والحرارة المطلوبة.

كيفية تصنيع الهيدروجين الأخضر؟

مع التحليل الكهربائي، كل ما تحتاجه لإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين هو الماء، ومحلل كهربائي كبير وإمدادات وفيرة من الكهرباء.

إذا كانت الكهرباء تأتي من مصادر متجددة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية أو الهيدروجين، فعندئذ يكون الهيدروجين أخضر بشكل فعال، انبعاثات الكربون الوحيدة هي من تلك المجسدة في البنية التحتية للتوليد.

إقرأ أيضا:جرائم الغزو الإسلامي والإحتلال البريطاني في الهند

يكمن التحدي الآن في نقص المعروض من أجهزة التحليل الكهربائي الكبيرة، وهو ما يجعلها مكلفة حتى وقتنا هذا.

بالمقارنة مع عمليات الإنتاج الأكثر رسوخًا، يعد التحليل الكهربائي مكلفًا للغاية، لذلك كان سوق المحلل الكهربائي صغيرًا.

لا تزال معظم أسواق الطاقة بحاجة إلى الكثير من مصادر الطاقة المتجددة لخدمة الشبكة فقط.

كيف تخزن وتستخدم هذه الهيدروجين الأخضر؟

من الناحية النظرية، هناك الكثير من الأشياء المفيدة التي يمكنك القيام بها باستخدام الهيدروجين الأخضر، يمكنك إضافته إلى الغاز الطبيعي وحرقه في محطات الطاقة الحرارية أو التدفئة المركزية.

يمكنك استخدامه كمقدمة لناقلات الطاقة الأخرى، من الأمونيا إلى الهيدروكربونات الاصطناعية، أو لتشغيل خلايا الوقود مباشرة في السيارات والسفن، على سبيل المثال.

يمكنك استخدامه ببساطة لاستبدال الهيدروجين الصناعي الذي يتم إنتاجه سنويًا من الغاز الطبيعي والذي يصل حجمه إلى حوالي 10 ملايين طن متر في الولايات المتحدة وحدها.

المشكلة الرئيسية في إرضاء كل هذه الأسواق المحتملة هي في إيصال الهيدروجين الأخضر إلى حيث يحتاج إليه، إن تخزين ونقل الغاز القابل للاشتعال ليس بالأمر السهل، تستهلك مساحة كبيرة ولديها عادة جعل الأنابيب الفولاذية واللحام هشة وعرضة للفشل.

لهذا السبب سيتطلب نقل كميات كبيرة من الهيدروجين خطوط أنابيب مخصصة، والتي ستكون مكلفة لبناء الغاز أو الضغط عليه أو تبريده إلى سائل، هاتان العمليتان الأخيرتان كثيفة الطاقة وستؤثران بشكل أكبر على كفاءة الهيدروجين الأخضر المخيبة بالفعل ذهابًا وإيابًا.

إقرأ أيضا:3 أسباب تمنع مصر من التدخل عسكريا في حرب غزة

لماذا يعتبر الهيدروجين الأخضر فجأة صفقة كبيرة؟

أحد المسارات إلى إزالة الكربون شبه الكاملة هو كهربة نظام الطاقة بالكامل واستخدام الطاقة المتجددة النظيفة، لكن كهربة نظام الطاقة بأكمله سيكون أمرًا صعبًا، أو على الأقل سيكون أكثر تكلفة من الجمع بين التوليد المتجدد والوقود منخفض الكربون.

الهيدروجين الأخضر هو أحد أنواع الوقود منخفضة الكربون المحتملة التي يمكن أن تحل محل الهيدروكربونات الأحفورية اليوم.

من المسلم به أن الهيدروجين بعيد كل البعد عن كونه وقودًا مثاليًا، كثافته المنخفضة تجعل من الصعب تخزينه والتحرك فيه.

ويمكن أن تكون قابليتها للاشتعال مشكلة، حيث تم تسليط الضوء على انفجار محطة تعبئة الهيدروجين النرويجية في يونيو 2019.

لكن أنواع الوقود الأخرى منخفضة الكربون تعاني أيضًا من مشاكل، ليس أقلها التكلفة، وبما أن معظمها يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر كسلعة، فلماذا لا تلتزم فقط بالمنتج الأصلي؟

يشير المؤيدون إلى أن الهيدروجين يستخدم بالفعل على نطاق واسع في الصناعة، لذلك من غير المحتمل أن تكون المشاكل التقنية المتعلقة بالتخزين والنقل مستعصية على الحل.

بالإضافة إلى ذلك، من المحتمل أن يكون الغاز متعدد الاستخدامات، مع تطبيقات محتملة في مجالات تتراوح من التدفئة وتخزين الطاقة على المدى الطويل إلى النقل.

تعني فرصة تطبيق الهيدروجين الأخضر عبر مجموعة واسعة من القطاعات أن هناك عددًا كبيرًا من الشركات التي يمكن أن تستفيد من اقتصاد وقود الهيدروجين المزدهر، من بين هؤلاء ربما تكون أهم شركات النفط والغاز التي تواجه دعوات متزايدة لخفض إنتاج الوقود الأحفوري.

شركات النفط والغاز وفرصة الهيدروجين الأخضر

العديد من شركات النفط الكبرى من بين اللاعبين الذين يتنافسون على مركز الصدارة في تطوير الهيدروجين الأخضر، أكدت شركة شل Nederland، على سبيل المثال في مايو أنها تعاونت مع شركة الطاقة Eneco لتقديم عطاءات للحصول على السعة في أحدث مناقصة للرياح البحرية الهولندية حتى تتمكن من إنشاء مجموعة هيدروجين قياسية في هولندا.

بعد أيام، كشفت شركة تطوير الطاقة الشمسية Lightsource BP التابعة لشركة BP أنها تدرس تطوير محطة هيدروجين أسترالية خضراء تعمل بطاقة 1.5 جيجاوات من طاقة الرياح والطاقة الشمسية.

قد يكون اهتمام عمالقة النفط بالهيدروجين الأخضر أمرًا بالغ الأهمية في توصيل الوقود إلى الجدوى التجارية، سيتطلب خفض تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر استثمارات ضخمة ونطاقًا هائلاً، وهو أمر تتمتع شركات النفط الكبرى بوضع فريد يمكنها من توفيره.

كم تكلفة صنع الهيدروجين الأخضر؟

لا يزال إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلفًا حتى اليوم، في تقرير نُشر العام الماضي (باستخدام بيانات من 2018)، قدرت وكالة الطاقة الدولية تكلفة الهيدروجين الأخضر بما يتراوح بين 3 دولارات و 7.50 دولارات للكيلو، مقارنة بـ 0.90 دولارًا إلى 3.20 دولارًا للإنتاج باستخدام إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار.

سيكون خفض تكلفة المحلل الكهربائي أمرًا بالغ الأهمية لتقليل سعر الهيدروجين الأخضر، لكن ذلك سيستغرق وقتًا ونطاقًا.

قالت وكالة الطاقة الدولية العام الماضي إن تكاليف المحلل الكهربائي قد تنخفض بمقدار النصف بحلول عام 2040، من حوالي 840 دولارًا لكل كيلوواط من السعة اليوم.

تتطلب دراسة الجدوى الخاصة بالهيدروجين الأخضر كميات كبيرة جدًا من الكهرباء المتجددة الرخيصة نظرًا لضياع قدر لا بأس به في التحليل الكهربائي.

تتراوح كفاءة المحلل الكهربي من حوالي 60 بالمائة إلى 80 بالمائة وفقًا لشركة شل، يتفاقم تحدي الكفاءة بسبب حقيقة أن العديد من التطبيقات قد تتطلب الهيدروجين الأخضر لتشغيل خلية وقود، مما يؤدي إلى مزيد من الخسائر.

على الأرجح، كما هو الحال بالفعل من قبل شركة Lightsource BP و Shell، سيقوم المطورون ببناء مصانع إنتاج الهيدروجين الخضراء مع أصول مخصصة لتوليد الطاقة المتجددة في مواقع عالية الموارد.

كم من الهيدروجين الأخضر يتم إنتاجه؟

يمثل الهيدروجين الأخضر حاليًا أقل من 1 في المائة من إجمالي إنتاج الهيدروجين السنوي، هذا وفقًا لـ Wood Mackenzie.

لكن WoodMac تتوقع ازدهارًا في الإنتاج في السنوات القادمة، تضاعفت مشاريع المحلل الكهربائي للهيدروجين الأخضر ثلاث مرات تقريبًا في الأشهر الخمسة التي سبقت أبريل 2020، لتصل إلى 8.2 جيجاوات.

كانت الزيادة مدفوعة بشكل أساسي بالزيادة في عمليات نشر المحلل الكهربائي على نطاق واسع، مع 17 مشروعًا من المقرر أن تبلغ طاقتها 100 ميجاوات أو أكثر.

من يقود تطوير الهيدروجين الأخضر؟

يبدو أن الهيدروجين الأخضر يشغل بال الجميع في الوقت الحالي، مع وجود ما لا يقل عن 10 دول تتطلع إلى الغاز من أجل أمن الطاقة في المستقبل والصادرات المحتملة.

أحدث دولة قفزت في العربة هي البرتغال، التي كشفت في مايو عن استراتيجية وطنية للهيدروجين قيل إنها ستبلغ 7 مليارات يورو (7.7 مليار دولار) حتى عام 2030.

إلى جانب شركات النفط والغاز، يرى مطورو الطاقة المتجددة الهيدروجين الأخضر كسوق ناشئة، وتتزايد الشركات الناشئة في هذا المجال.

إلى جانب هذه الأسماء الكبيرة، تأمل مجموعة من الشركات الأصغر في الحصول على شريحة من فطيرة الهيدروجين الخضراء المتنامية.

قد لا تكون شركات مثل ITM Power معروفة جيدًا اليوم، ولكن إذا كان الهيدروجين الأخضر يفي بجزء بسيط من وعده، فقد تكون يومًا ما من الشركات الضخمة.