الهيدروجين الأخضر: مورد للطاقة في المستقبل؟

الهيدروجين الأخضر: مورد للطاقة في المستقبل؟

في الهيدروجين "الأخضر"
الافتراض الواسع هو أن الهيدروجين لديه القدرة على لعب دور حاسم في توفير الطاقات المتجددة في المستقبل. يشير مصطلح "الهيدروجين الأخضر" إلى الهيدروجين ، والذي يتم إنشاؤه بواسطة طاقات قابلة للتجديد باستخدام التحليل الكهربائي (عملية يتم فيها تقسيم الماء إلى الهيدروجين والأكسجين). يُنظر إلى هذه الطريقة على أنها خضراء ، حيث لا تنبعث من غازات الدفيئة الضارة في إنتاجها.

ما هو الهيدروجين الأخضر؟

التعريف والإنتاج

ألوان رمادية الهيدروجين أو الأزرق أو الأخضر إلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في إنتاجها. يتم الحصول على الهيدروجين الأخضر حصريًا من الطاقات المتجددة ، معظمها من طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية. العامل الحاسم في الإنتاج هو التحليل الكهربائي للماء ، أي تقسيم الماء (H2O) إلى مكوناته الهيدروجين (H2) والأكسجين (O2).

على النقيض من ذلك ، هناك هيدروجين رمادي أو أزرق. عند إنتاج الهيدروجين الرمادي ، يتم إنشاء كميات عالية من ثاني أكسيد الكربون ، حيث يتم الحصول عليها بشكل رئيسي من الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي. يتكون الهيدروجين الأزرق أيضًا من الغاز الطبيعي ، ولكن يتم فصل ثاني أكسيد الكربون الناتج وحفظه (التقاط الكربون وتخزينه ، CCS) ، مما يقلل من الآثار على البيئة.

تطبيقات الهيدروجين الأخضر

الهيدروجين الأخضر بعدة طرق: في الصناعة ، كوقود في قطاع النقل أو لتوليد الحرارة والطاقة في المباني. في الصناعة ، يمكن للهيدروجين الأخضر أن يحل محل الوقود الأحفوري ، على سبيل المثال في إنتاج الصلب. في قطاع النقل ، يمكن لخلايا الوقود التي تستخدم الهيدروجين قيادة السيارات الكهربائية ، وخاصة في المناطق التي يكون فيها استخدام البطارية صعبًا ، مثل حركة البضائع الثقيلة أو للطائرات. في قطاع البناء ، يمكن استخدام الهيدروجين لدعم مضخات الحرارة أو يستخدم لإنتاج الحرارة والكهرباء عن طريق الاحتراق.

إمكانات الهيدروجين الأخضر

مزايا الهيدروجين الأخضر متنوعة وتسير جنبًا إلى جنب مع الأهداف العالمية المتمثلة في الحد من الانبعاثات وتعزيز الطاقات المتجددة.

تخزين الطاقة ونقلها

الهيدروجين الأخضر بمثابة شكل من أشكال تخزين الطاقة وكوسيلة نقل الطاقة ، وهي ميزة في أوقات الإنتاج المتجدد العالي. إذا تم إنتاج المزيد من الطاقات المتجددة أكثر مما هو مطلوب (على سبيل المثال في أيام الرياح) ، يمكن استخدام هذه الطاقة الزائدة في التحليل الكهربائي الفعال. يمكن حفظ الهيدروجين المنتج واستخدامه في وقت لاحق إذا كانت الحاجة إلى الطاقة أعلى من الإنتاج.

تخفيض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون

ميزة كبيرة للهيدروجين الأخضر هي قدرتها المحتملة على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن التحليل الكهربائي للإنتاج يتم تنفيذه حصريًا مع الطاقات المتجددة ، لا يتم إنشاء انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الضارة. هذا مهم بشكل خاص في الصناعة الثقيلة وفي قطاع حركة المرور ، لأن هذه المناطق تعتمد حاليًا بشكل كبير على الوقود الأحفوري.

تحديات الهيدروجين الأخضر

على الرغم من أن إمكانات الهيدروجين الأخضر معترف بها بشكل كبير ، إلا أنه لا يزال هناك العديد من التحديات التي يجب إتقانها.

التكاليف المرتفعة والاقتصاد

الهيدروجين الأخضر حاليًا أغلى من الهيدروجين الرمادي أو الأزرق. ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى متطلبات الطاقة العالية وتكاليف الاستثمار المرتفعة لأنظمة التحليل الكهربائي. لذلك ، من الضروري تحسين تقنية التحليل الكهربائي وصقله من أجل تحديد تدابير التزايد.

تحديات البنية التحتية

علاوة على ذلك ، تمثل تحديات البنية التحتية أيضًا عقبة كبيرة. من أجل أن تكون قادرًا على استخدام الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع ، يجب تطوير وتوسيع خيارات النقل والتخزين المناسبة. حاليًا ، يتم تصميم البنية التحتية عادةً للغاز الطبيعي وبالتالي يجب تكييفها تقنيًا.

Fazit

الهيدروجين الأخضر هو مجال مثير في قطاع الطاقة ، والذي له إمكانات كبيرة ، ولكنه يواجه أيضًا العديد من التحديات. في حين يمثل الهيدروجين الأخضر حلاً واعداً لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في المناطق الصناعية التي يصعب إخلالها ، مثل الصلب أو الصناعة الكيميائية ، فإن التكاليف المرتفعة والتحديات التكنولوجية والبنية التحتية لا تزال عقبات تحتاج إلى التغلب عليها. يُعتبر الهيدروجين الأخضر حاليًا بمثابة ملحق للطاقات المتجددة ، ولكنه يمكن أن يلعب دورًا مهمًا في تنفيذ أهداف المناخ في المستقبل التي تهدف إلى الحد من الاحتباس الحراري.