الهيدروجين الأخضر
هو نوع من الوقود النظيف الذي يتم إنتاجه من الماء باستخدام الكهرباء المتولاة من مصادر متجددة، مثل الطاقة الشمسية أو الرياح هذا يعني أنه لا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون أو غازات أخرى تسبب الاحتباس الحراري
الهيدروجين الأخضر له العديد من الاستخدامات المحتملة في مجالات مختلفة، مثل:
توليد الكهرباء في توربينات أو خلايا وقود
تشغيل المركبات والسفن والطائرات التي تعمل بخلايا الوقود
إنتاج وقود اصطناعي سائل أو غازي، مثل الأمونيا أو الميثانول
استبدال الهيدروجين الصناعي المستخدم في صناعة التكرير والأسمدة والفولاذ
خلطه مع الغاز الطبيعي لتقليل انبعاثاته
الهيدروجين الأخضر يواجه بعض التحديات في التصنيع والتخزين والنقل والتكلفة، لكنه يعتبر واعدًا كمصدر طاقة مستقبلي يساهم في تحقيق الحياد المناخي والتحول إلى اقتصاد أخضر
ما هي تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر
تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر تعتمد على عدة عوامل، مثل مصدر الكهرباء المستخدمة لتحليل الماء، وسعر الماء نفسه، وكفاءة أجهزة التحليل الكهربائي، وموقع وحجم المصنع
وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، فإن تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر تتراوح بين 3 دولارات و 7.50 دولارات للكيلوغرام، مقارنة بـ 0.90 دولار إلى 3.20 دولار للإنتاج باستخدام إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار
ومن المتوقع أن تنخفض هذه التكلفة في المستقبل بفضل تطور التقنيات وانخفاض أسعار الطاقة المتجددة وزيادة الطلب والإنتاج
فمثلاً، قال رئيس شركة H2 Industries، مايكل ستوش، إن شركته تستهدف إنتاج الهيدروجين الأخضر من المخلفات العضوية والبلاستيكية بتكلفة تتراوح بين دولارين إلى 3 دولارات للكيلوغرام بحلول عام 2024-2025، وأقل من دولار واحد بحلول عام 20304
ما هي الطرق المستخدمة لإنتاج الهيدروجين الأخضر؟
هناك عدة طرق مستخدمة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، وهو الهيدروجين الذي يتم إنتاجه من الكهرباء الخضراء ولعدم إنتاجه الغازات الدفيئة. أشهر هذه الطرق هي:
طريقة التحليل الكهربائي: يتم إنتاج الهيدروجين من الماء من خلال عملية يطلق عليها عملية التحليل الكهربائي؛ حيث إنّ جزيئات الماء (H2O) تحتوي على كلٍّ من الهيدروجين والأكسجين وعليه فيتم تكسير جزيئات الماء باستخدام تيار كهربائي يمر عبر محلل كهربائي؛ وذلك بهدف إنتاج غاز الهيدروجين الأخضر (H2). والشرط الأساسي في هذه العملية حتى يكون الهيدروجين أخضرًا أن تكون الكهرباء التي يتم استخدامها في عملية التحليل الكهربائي خالية من الكربون أو ما يطلق عليها الكهرباء الخضراء، وهي الكهرباء التي يتم إنتاجها من مصادر طاقة متجددة، وأبرزها الماء والرياح والشمس
طريقة تسخين المواد العضوية: في هذه الطريقة لا يتم إنتاج غاز الهيدروجين بشكل مباشر وإنما ينتج غاز مركب يتم استخلاص الهيدروجين منه. مبدأ تسخين المواد العضوية يقوم على تسخين المواد العضوية مثل الخشب وبقايا المحاصيل الزراعية إضافةً إلى أنواع مختلفة من النفايات التي يدخل فيها الكربون بشكل أساسي مثل النفايات الصلبة والإطارات القديمة والبلاستيك غير القابل لإعادة التدوير والنواتج الصلبة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي وغيرها. يتم تسخين هذه المواد حتى درجة حرارة تتراوح بين (900 - 1200) درجة مئوية وذلك بإضافة كمية من الأكسجين لإطلاق غاز مركب يتم استخلاص غاز الهيدروجين منه
ما هي الفوائد المترتبة على استخدام الهيدروجين الأخضر؟
الهيدروجين الأخضر هو الهيدروجين الذي يتم إنتاجه من الكهرباء الخضراء ولعدم إنتاجه الغازات الدفيئة. له فوائد متعددة في مجالات مختلفة، ومن أهمها:
يُعتبر مصدرًا نظيفًا للطاقة: لا ينبعث منه سوى بخار الماء ولا يترك أي بقايا في الهواء
يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من الكربون: الذي يعد أحد أبرز العناصر الضارة المنتشرة في الغلاف الجوي
يُعتبر بديلًا جيدًا عن الوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة: يمكن استخدامه في وسائل النقل والتدفئة وإنتاج الأمونيا والصلب والخرسانة وغيرها من الصناعات التي تحتاج إلى حرارة شديدة أو وقود عالي الكثافة للطاقة
يُوفر ما نسبته ٢٥٪ من احتياجات العالم للطاقة: حسب تقديرات بعض الخبراء
يمكن تخزينه ونقله بسهولة: يمكن تحويله إلى سائل أو غاز أو كهرباء أو وقود، ويمكن تخزينه في خزانات أو خطوط أنابيب أو بطاريات
ما هي الدول التي تنتج أكبر كمية من الهيدروجين؟
الدول التي تنتج أكبر كمية من الهيدروجين هي الصين والولايات المتحدة والهند وروسيا واليابان، ولكن معظم هذا الإنتاج يستخدم الوقود الأحفوري كمصدر للطاقة، مما ينتج عنه هيدروجين رمادي أو بني أو أزرق، وليس أخضر.
الهيدروجين الأخضر هو الهيدروجين الذي يتم إنتاجه باستخدام الكهرباء المتجددة، مثل الطاقة الشمسية أو الرياح، ولا ينبعث منه أي غازات دفيئة. هذا النوع من الهيدروجين لا يزال في مرحلة التطوير والتجربة في معظم الدول، لكن بعض الدول بدأت في استثمارات كبيرة لإنتاجه واستخدامه في مختلف القطاعات.
بعض الدول التي تسعى لإنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع هي:
- **السعودية**: تعتزم بناء أكبر مشروع لإنتاج الهيدروجين الأخضر في العالم في منطقة نيوم، بطاقة 650 طن يوميًا، وتصدير جزء منه على شكل أمونيا خضراء إلى دول أخرى.
- **الصين**: تخطط لزيادة إنتاجها من الهيدروجين الأخضر باستخدام مصادر طاقة متجددة، وتطوير صناعة خلايا الوقود والسيارات التي تعمل بالهيدروجين.
- **اليابان**: تسعى لأن تكون رائدة في مجتمع الهيدروجين، وتستورد جزءًا من احتياجاتها من الهيدروجين من دول أخرى، وتطور تقنية خلايا الوقود للسيارات والمباني.
- **أوروبا**: تضم عدة دول تستثمر في إنتاج واستخدام الهيدروجين الأخضر، مثل ألمانيا وفرنسا وبريطانيا وإسبانيا والبرتغال وغيرها.
كم يبلغ سعر بطارية خلايا وقود الهيدروجين؟.
سعر بطارية خلايا وقود الهيدروجين يعتمد على عدة عوامل، مثل القدرة الكهربائية، والحجم، والكفاءة، والمواد المستخدمة، والتكنولوجيا المطبقة. لا يوجد سعر ثابت أو موحد لهذا النوع من البطاريات، لكن يمكن الحصول على بعض التقديرات من مصادر مختلفة.
على سبيل المثال، يذكر موقع StriveME أن سعر بطارية خلايا وقود الهيدروجين لسيارة تويوتا ميراي يصل إلى 50 ألف دولار، وهو ما يشكل نصف تكلفة السيارة نفسها.
أما على موقع علي بابا Alibaba، فيمكن العثور على بطاريات خلايا وقود الهيدروجين بأحجام وأسعار مختلفة، مثل:
- بطارية خلايا وقود هيدروجينية بقدرة 1000 واط للدراجات أو المحركات بسعر 6850 دولار. ³
- بطارية خلايا وقود هيدروجينية بقدرة 5000 واط للسيارات أو المولدات بسعر 15000 دولار.
- بطارية خلايا وقود هيدروجينية بقدرة 20000 واط للشاحنات أو الحافلات بسعر 50000 دولار.
كفاءة بطارية خلايا وقود الهيدروجين.
كفاءة بطارية خلايا وقود الهيدروجين هي مقياس لمدى فعالية تحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الهيدروجين والأكسجين إلى طاقة كهربائية. تتأثر كفاءة البطارية بعدة عوامل، مثل درجة الحرارة، والضغط، والتركيب الكيميائي، والمحفزات، والتصميم
وفقا لموقع ويكيبيديا، تتراوح كفاءة خلايا وقود الهيدروجين بشكل عام بين 40% إلى 60%، مع إمكانية زيادتها إلى 85% إذا تم استخدام الحرارة المنبعثة من التفاعل
وفقا لموقع موضوع، تختلف كفاءة خلايا وقود الهيدروجين حسب نوعها وطريقة عملها. فمثلا، تصل كفاءة خلايا الوقود التي تستخدم أغشية موصلة للبروتونات (PEMFC) إلى 50%، بينما تصل كفاءة خلايا الوقود التي تستخدم أغشية موصلة لأنابيب الأكسجين (SOFC) إلى 60%
في ضوء ما سبق، يمكن القول إن الهيدروجين الأخضر هو ثورة قادمة في عالم الطاقة، فهو يوفر حلاً فعالاً وآمناً لتلبية احتياجات البشرية المتزايدة من دون التأثير سلباً على الموارد الطبيعية أو التسبب في تغير المناخ. لذلك، يجب تشجيع الاستثمار والابتكار في هذا المجال، وزيادة التعاون والتبادل بين الدول المنتجة والمستهلكة للهيدروجين الأخضر، وتحسين البنية التحتية والتشريعات المناسبة لإتاحة استخدامه على نطاق واسع. إن الهيدروجين الأخضر هو فرصة تاريخية لإحداث تحول نوعي في قطاع الطاقة، والانتقال إلى اقتصاد أخضر يحقق التنمية المستدامة للإنسانية جمعاء.
لا تنسى ان تشترك في قناتي التلغرام لتستفيد الرابط هنا
تعليقات
إرسال تعليق
اكتب تعليقك هنا اذا كان لديك اي استفسار او تقديم اقتراحات اخرى