الهيدروجين الأخضر وفوائد استخدامه
اجتذب الهيدروجين الأخضر الكثير من الاهتمام في السنوات الأخيرة ، ويُنظر إليه الآن في استراتيجية شركات النفط الكبرى والعديد من الحكومات لإزالة الكربون من الصناعات.
لا تستطيع الألواح الشمسية وتوربينات الرياح تنظيف كل شيء.
يتطلب إنتاج الصلب ، على سبيل المثال ، درجات حرارة أعلى من تلك المستخدمة في الأفران الكهربائية التقليدية.
لهذا السبب ، برامج تغير المناخ لها دور كبير في الهيدروجين في الحد من التلوث الصناعي وتزويد السيارات والشاحنات والسفن بالوقود.
الهيدروجين الأخضر خالي من التلوث ، لكن تحقيق الأهداف الطموحة لهذا الغاز النظيف يعني بناء كل شيء من الصفر.
ما هي ميزة الهيدروجين؟
الهيدروجين هو غاز نظيف ويمكن أن يحل محل الوقود الأحفوري المستخدم حاليًا في الأفران عند 1500 درجة مئوية (2732 درجة فهرنهايت) ويقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية للصناعة بنسبة 20 بالمائة.
في صناعة الصلب ، يمكن للهيدروجين أن يحل محل الفحم ، والذي يستخدم حاليًا في تكرير خام الحديد بالإضافة إلى توليد الحرارة.
ينتج عن حرق الهيدروجين بدلاً من ثاني أكسيد الكربون بخار الماء فقط.
على الرغم من أن البطاريات تُستخدم حاليًا بشكل أساسي في السيارات الكهربائية ،
إلا أن بعض الشركات تعتقد أن خلايا وقود الهيدروجين ستكون خيارًا أفضل للبطاريات في المركبات الثقيلة مثل الشاحنات والسفن وربما الطائرات.
ما هو الهيدروجين الأخضر؟
يمكن إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي.
في هذه العملية ، يفصل التيار الكهربائي في الماء في جهاز يسمى المحلل الكهربائي ذرات الهيدروجين عن الأكسجين.
في خلايا الوقود ، يتم عكس هذه العملية ، ويتحد الهيدروجين مع الأكسجين لإنتاج الماء والكهرباء من أجل التعرف على الهيدروجين على أنه أخضر ،
يجب أن تأتي الكهرباء المستخدمة في المحلل الكهربائي من مصادر متجددة.
كيف يتم إنتاج الهيدروجين؟
في هذه الأيام ، يتم الحصول على معظم الهيدروجين المستخدم عن طريق فصل جزيئات الغاز الطبيعي.
لكن هذا يتطلب الكثير من الطاقة وينتج ثاني أكسيد الكربون ، مما دفع البعض إلى تسمية هذا النوع من الهيدروجين الرمادي الهيدروجين.
يشير هيدروجين الهيدروجين إلى الظروف التي يتم فيها جمع ثاني أكسيد الكربون وتخزينه. في هذه الحالة ، إنه وقود منخفض التلوث.
ما هي العوائق التي تحول دون استخدام الهيدروجين الأخضر؟
وفقًا لـ Bloomberg New Energy Finance ، فإن إنتاج الهيدروجين الأخضر يكلف حاليًا ما بين 2.50 دولار و 4.50 دولار للكيلوغرام الواحد.
يجب تخفيض هذه التكلفة إلى دولار واحد للكيلوغرام الواحد للتنافس مع الهيدروجين المنتج من الوقود الأحفوري.
تتوقع Bloomberg New Energy Finance أن تصل تكاليف الإنتاج إلى هذا المستوى بحلول عام 2030 ، ولكنها ستحتاج إلى توسيع قدرة التحليل الكهربائي وزيادة توليد الطاقة وسط المولدات العالمية وشبكات الطاقة لتلبية الطلب على السيارات الكهربائية.
أيضًا ، باعتباره أخف غاز في العالم ، يجب ضغط الهيدروجين أو دمجه مع الغاز الطبيعي ليتم نقله عبر خط أنابيب أو تبريده إلى حالة سائلة ونقله عن طريق السفن ، بتكلفة مقارنة بالغاز الطبيعي.
من هو الرائد في الهيدروجين الأخضر؟
حدد الاتحاد الأوروبي الهدف الأكثر طموحًا لبناء أجهزة تحليل كهربائية قادرة على تحويل 40 جيجاوات من الكهرباء المتجددة إلى هيدروجين بحلول عام 2030.
يقع الهيدروجين في قلب الخطة الخضراء ، حيث تبلغ الاستثمارات العامة والخاصة 470 مليار يورو (560 مليار دولار) بحلول عام 2050.
قالت ألمانيا إن الهيدروجين الأخضر سيلعب دورًا مركزيًا في تغيير القاعدة الصناعية للبلاد ،
والتي تهدف إلى التخلص من انبعاثات الكربون بحلول عام 2045.
ماذا يحدث في مناطق أخرى؟
تستهدف الصين مليون سيارة هيدروجين بحلول نهاية عام 2030.
وفقًا لتحالف الصين للهيدروجين ، قد تصل قيمة إنتاج الهيدروجين إلى تريليون يوان (155 مليار دولار) بحلول عام 2025.
ستستثمر أستراليا 214 مليون دولار لتسريع تطوير 26 جيجاوات من الهيدروجين رباعي الأقطاب.
اليابان ، حيث استثمرت Toyota Motor بكثافة في تكنولوجيا خلايا الوقود ، هي أكبر شركة في العالم في محطات شحن الهيدروجين ،
وتقوم كوريا الجنوبية ببناء التزود بالوقود بالهيدروجين والبنية التحتية الأخرى في ست مدن وتأمل في الحصول على الهيدروجين بحلول عام 2025.
كمصدر رئيسي للطاقة.
ماذا عن أمريكا؟
في عام 2019 ، كان لدى الولايات المتحدة حوالي 6500 سيارة تعمل بخلايا الوقود الكهربائية على الطريق ،
وهو أكبر أسطول في العالم،
حددت إدارة الرئيس الأمريكي جو بايدن هدفًا يتمثل في خفض تكلفة الهيدروجين المتجدد بنسبة 80٪ بحلول عام 2030.
تشمل المجموعات الصناعية بعض شركات الوقود الأحفوري التي تسعى للحصول على حوافز ضريبية لإنتاج الهيدروجين وإعانات لتحويل خطوط الغاز الطبيعي إلى نقل الهيدروجين.
ماذا تفعل الشركات؟
تنشط معظم شركات الطاقة والمجموعات الصناعية الكبرى في العالم إلى حد ما في مجال الهيدروجين.
تقود شركة Royal Dutch Shell كونسورتيومًا يبني مشروعًا لإنتاج ما يصل إلى 10 جيجاوات من الهيدروجين الأخضر بحلول عام 2040.
تخطط شركة RWE الألمانية ، جنبًا إلى جنب مع 26 شركة أخرى ، لبناء وحدات تحليل كهربائي بقدرة 10 جيجاوات في بحر الشمال بحلول عام 2035.
تعمل شركة إيرباص الأوروبية أيضًا على تصميمات لبناء طائرة هيدروجين.
