تقنية جديدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر

طقس العرب - يعمل الباحثون في جميع أنحاء العالم على ابتكار طرق أكثر كفاءة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، الذي من المرجح أن يُسهم في الحدّ من استهلاك مصادر الوقود الأحفوري، لا سيما إذا أُنتِج باستعمال الطاقات المتجددة، ليبرُز وقودًا مستقبليًا يعوَّل عليه في جهود الحياد الكربوني.

وفي العام قبل الماضي (2021)، لامس الطلب على الهيدروجين 94 مليون طن، ما يماثل قرابة 2.5% من استهلاك الطاقة في العالم، ومن المتوقع أن يرتفع هذا الطلب إلى 115 مليون طن بحلول نهاية العقد الحالي (2030)، وفق توقعات وكالة الطاقة الدولية عام 2022، طالعتها منصة الطاقة المتخصصة.

ومن الممكن أن تتراوح سعة سوق الهيدروجين العالمية بحلول عام 2050 ما بين 600 و650 مليون طن، ما يكفي لتغطية ما يزيد على 20% من احتياجات الطاقة العالمية، وفق تقديرات.

انتاج الهيدروجين الأخضر

وينبغي أن يُنتَج الهيدروجين الأخضر عند توافر كميات كبيرة من الكهرباء المتجددة تجنبًا لأيّ انبعاثات إضافية من غاز ثاني أكسيد الكربون في منظومة الكهرباء، ومن الممكن استعمال كميات الهيدروجين المُنتَجة بتلك الطريقة بمرونة عبر الوقت في مجالات تطبيق عدّة.

وخلصت نتائج دراسة بحثية حديثة أجراها معهد راينر ليموين الألماني إلى أن التوسع في استعمال مصادر الطاقة المتجددة يمثّل عنصرًا حاسمًا لإنتاج الهيدروجين الأخضر منخفض الكربون، حسبما نشر الموقع الرسمي للمعهد.

الهيدروجين الأخضر ركيزة أساسية لتحول الطاقة

يُعَدّ الهيدروجين الأخضر ركيزة أساسية في تحول الطاقة؛ إذ يمكن استعماله مادة خامًا ووقودًا بدلًا من مصادر الوقود الأحفوري الحساسة بيئيًا، مثل النفط والفحم والغاز الطبيعي.

ووجدت الدراسة أن إنتاج الصلب والنقل لمسافات طويلة، يبرُزان في طليعة المجالات التي من الممكن أن يُستعمل فيها الهيدروجين الأخضر في المستقبل، نظرًا لنقص البدائل المستدامة التي يمكن أن تحلّ محلّه في هذين القطاعين.

ولتحقيق المستهدفات المناخية التي حددتها الحكومة الألمانية، ينبغي إزالة الكربون من تلك المجالات قدر المستطاع، عبر استبدال الهيدروجين الأخضر بمصادر الكهرباء المولدة بالفحم في محطات الكهرباء.

الإنتاج المرن للهيدروجين

من الممكن إنتاج الهيدروجين الأخضر بطريقة صديقة للبيئة إذا استُعملت أجهزة التحليل الكهربائي اللازمة لإنتاج هذا الوقود النظيف وفق أكبر قدر من المرونة. ويعني التشغيل المرن لأجهزة التحليل الكهربائي أنها تُنتِج الهيدروجين، على وجه الخصوص، عندما يكون هناك كميات كبيرة من الكهرباء الخضراء غير المكلفة في الشبكة. لكن، ودون هذا التشغيل المرن، ستعمل أجهزة التحليل الكهرباء لساعات معدودة في العام.

ونظرًا للحصة العالية من الوقود الأحفوري في مزيج الكهرباء الألماني حتى الوقت الحالي، تُنتَج الانبعاثات في منظومة الكهرباء بوجه عام.

ودلّت نتائج الدراسة على الكيفية التي يمكن من خلالها تفادي الانبعاثات الكربونية في عملية إنتاج الهيد؛ وفي هذا الصدد، قالت الدراسة: "لكي يساعد الهيدروجين على تحول الطاقة، يجب إنتاجه بطريقة صديقة للبيئة، وحينها فقط ستنخفض الانبعاثات الناتجة، وبالنسبة لعام 2030، تُظهر حساباتنا إمكان إنتاج الهيدروجين الأخضر بسعة تصل إلى 33 تيراواط/ساعة في ألمانيا، بافتراض التشغيل المرن لأجهزة التحليل الكهربائي".

وقالت المديرة الإدارية لمعهد معهد راينر ليموين كاثرين غولداماير: "ارتفع الطلب إلى 133 تيراواط/ساعة، والمرونة والاستعمال المعقول مهمان جدًا في تطبيق وإنتاج الهيدروجين، بهدف تعزيز كفاءته وتسريع وتيرة خفض الانبعاثات".
 

الانبعاثات الكربونية سترتفع بنسبة 9%​

إذا لم تستطع الحكومة الألمانية تحقيق أهداف التوسع في استعمال المصادر المتجددة، وإذا لم تعمل أجهزة التحليل الكهربائي بالمرونة المطلوبة، فإن الانبعاثات الكربونية سترتفع بنسبة 9% -تقريبًا-، بحسب تحذيرات الدراسة التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وقالت رئيسة السياسة والاتصالات في شركة غرين بلاينت إنرجي، التي أوصت بإجراء الدراسة، كارولين داهلينغ: "التشغيل المرن لأجهزة التحليل الكهربائي، مع ساعات قليلة من التحميل الكامل، هو كلمة السر في مرحلة التحول؛ نظرًا لأنه حتى في المراحل الأولى من جهود الحياد الكربوني المخطط الوصول إليها في عام 2045، ينبغي علينا تجنّب الانبعاثات الكربونية قدر الإمكان".

وعلى المدى البعيد، ينبغي استخدام الهيدروجين الأخضر فقط عندما لا تكون هناك بدائل، وفقًا لداهلينغ.

استراتيجية وطنية

تسلط الدراسة الضوء على الحاجة لاتخاذ إجراءات ملموسة بشأن استراتيجية الهيدروجين الوطنية، قائلة: "يجب على الحكومة الألمانية ضمان إنتاج الهيدروجين بالتزامن مع التوسع في إنتاج الكهرباء من المصادر المتجددة"، وفقًا لتصريحات رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وأكدت داهلينغ أنه بهذه الطريقة فقط يمكن أن يفي الهيدروجين بوعده، كونه عاملًا حاسمًا في تحول الطاقة.

المصدر: attaqa