الهيدروجين الأخضر: مورد الطاقة في المستقبل؟

الهيدروجين الأخضر: مورد الطاقة في المستقبل؟

إلى الهيدروجين "الأخضر".
هناك افتراض واسع النطاق مفاده أن الهيدروجين لديه القدرة على لعب دور حاسم في توفير الطاقة المتجددة في المستقبل. يشير مصطلح "الهيدروجين الأخضر" إلى الهيدروجين الناتج عن الطاقة المتجددة باستخدام التحليل الكهربائي (عملية تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين). تعتبر هذه الطريقة خضراء لأنه لا تنبعث أي غازات دفيئة ضارة أثناء إنتاجها.

ما هو الهيدروجين الأخضر؟

التعريف والإنتاج

وتشير ألوان الهيدروجين – الرمادي أو الأزرق أو الأخضر – إلى ثاني أكسيد الكربون المنبعث أثناء إنتاجه. يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر حصريًا من الطاقات المتجددة، عادةً طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية. والعامل الحاسم في الإنتاج هو التحليل الكهربائي للماء، أي تفكك الماء (H2O) إلى مكوناته الهيدروجين (H2) والأكسجين (O2).

وفي المقابل، هناك الهيدروجين الرمادي أو الأزرق. ينتج إنتاج الهيدروجين الرمادي كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون لأنه يتم الحصول عليه بشكل أساسي من الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي. يُصنع الهيدروجين الأزرق أيضًا من الغاز الطبيعي، ولكن يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون الناتج وتخزينه (احتجاز الكربون وتخزينه، CCS)، مما يقلل من تأثيره على البيئة.

تطبيقات الهيدروجين الأخضر

يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر بعدة طرق: في الصناعة أو كوقود في قطاع النقل أو لتوليد الحرارة والكهرباء في المباني. وفي الصناعة، يمكن للهيدروجين الأخضر أن يحل محل الوقود الأحفوري، على سبيل المثال في إنتاج الصلب. وفي قطاع النقل، يمكن لخلايا الوقود التي تستخدم الهيدروجين تشغيل السيارات الكهربائية، خاصة في المناطق التي يصعب فيها استخدام البطاريات، مثل وسائل النقل الثقيلة أو الطائرات. وفي قطاع البناء، يمكن استخدام الهيدروجين لدعم المضخات الحرارية أو استخدامه من خلال الاحتراق لتوليد الحرارة والكهرباء.

إمكانات الهيدروجين الأخضر

فوائد الهيدروجين الأخضر كثيرة وتسير جنبًا إلى جنب مع الأهداف العالمية لتقليل الانبعاثات وتعزيز الطاقة المتجددة.

تخزين الطاقة ونقلها

يمكن أن يعمل الهيدروجين الأخضر كشكل من أشكال تخزين الطاقة وكوسيط لنقل الطاقة، وهو أمر مفيد في أوقات الإنتاج المتجدد العالي. عندما يتم إنتاج طاقة متجددة أكثر مما هو مطلوب (على سبيل المثال في الأيام العاصفة)، يمكن استخدام هذه الطاقة الزائدة لإجراء تحليل كهربائي فعال. يمكن تخزين الهيدروجين المنتج واستخدامه في وقت لاحق عندما يكون الطلب على الطاقة أكبر من الإنتاج.

الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون

الميزة الرئيسية للهيدروجين الأخضر هي قدرته المحتملة على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. وبما أن التحليل الكهربائي للإنتاج يتم حصريًا باستخدام الطاقات المتجددة، فلا يتم توليد أي انبعاثات ضارة لثاني أكسيد الكربون. وهذا مهم بشكل خاص في الصناعات الثقيلة وقطاع النقل، حيث تعتمد هذه المناطق حاليًا بشكل كبير على الوقود الأحفوري.

تحديات الهيدروجين الأخضر

على الرغم من الاعتراف الكبير بإمكانيات الهيدروجين الأخضر، إلا أنه لا تزال هناك العديد من التحديات التي يتعين التغلب عليها.

التكلفة العالية والكفاءة الاقتصادية

يعتبر الهيدروجين الأخضر حاليًا أكثر تكلفة من الهيدروجين الرمادي أو الأزرق. ويرجع ذلك أساسًا إلى متطلبات الطاقة العالية وارتفاع تكاليف الاستثمار لأنظمة التحليل الكهربائي. ولذلك فمن الضروري مواصلة تحسين وتحسين تكنولوجيا التحليل الكهربائي من أجل تحديد التدابير التي تزيد من الكفاءة.

تحديات البنية التحتية

وتمثل تحديات البنية التحتية أيضًا عقبة رئيسية. ومن أجل التمكن من استخدام الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع، يجب تطوير وتوسيع خيارات النقل والتخزين المناسبة. في الوقت الحالي، تم تصميم البنية التحتية في الغالب للغاز الطبيعي، وبالتالي تحتاج إلى تكييفها تقنيًا.

خاتمة

يعد الهيدروجين الأخضر مجالًا مثيرًا في صناعة الطاقة وله إمكانات كبيرة، ولكنه يواجه أيضًا العديد من التحديات. وفي حين يمثل الهيدروجين الأخضر حلا واعدا للحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في القطاعات الصناعية التي يصعب إزالة الكربون منها، مثل صناعات الصلب أو الصناعات الكيميائية، فإن التكاليف المرتفعة والتحديات التكنولوجية والبنية التحتية لا تزال تشكل عقبات يتعين التغلب عليها. وعلى الرغم من أن الهيدروجين الأخضر يُنظر إليه حاليًا على أنه مكمل للطاقة المتجددة، إلا أنه يمكن أن يلعب دورًا حاسمًا في المستقبل في تحقيق الأهداف المناخية الرامية إلى الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.