ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته وكيفية إنتاجه؟

ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته؟ سؤال انتشر بصورة كبيرة في هذه الفترة، حيث أعلنت العديد من الدول الصناعية مثل أستراليا وفرنسا والأسواق الصاعدة مثل الهند والبرازيل عن مشاريع للهيدروجين الأخضر مما يجعله أهم موضوع في الوقت الحالي في ساحة الاقتصاد العالمي. كما دخلت مصر أيضًا هذه الأسواق، لذا دعونا نناقش في مفاهيم مفهوم الهيدروجين الأخضر وما قد يعنيه للمستقبل.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته؟
• مميزات وعيوب الهيدروجين الأخضر واستخداماته
  • 1. مميزات الهيدروجين الأخضر
  • 2. عيوب الهيدروجين الأخضر
• استخدامات الهيدروجين الأخضر
• أهمية الهيدروجين الأخضر
• كيفية إنتاج الهيدروجين بطريقة سليمة بيئيًا؟
• عناصر الهيدروجين الأخضر
• فن استثمار الهيدروجين الأخضر
• مخاطر الهيدورجين الأخضر
• أسئلة شائعة حول ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته
  • من أين نحصل على الهيدروجين الأخضر على أي حال؟
  • هل المستقبل يكمن مع الهيدروجين كوقود؟
  • أين يمكنك تحديد موقع غاز الهيدروجين؟
  • لمن ندين بالفضل في تطوير أول سيارة عملية تعمل بالهيدروجين؟

ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته؟

• نظرًا لخصائصه وإمكانية استخدامه كبديل للوقود الأحفوري الذي ينفث الملوثات الخطرة في الغلاف الجوي يعتبر الهيدروجين أحد أكثر العناصر وفرة في الطبيعة.
• فمعظم الغاز المستخدم حاليًا على نطاق واسع كمادة كيميائية صناعية إما بني حيث يتم إنتاجه عن طريق تغويز الفحم. أو رمادي يتم إنتاجه عبر إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار وغالبًا ما يستخدم الغاز الطبيعي كمادة وسيطة، وكلاهما غير صديق تمامًا للكربون.
• فالهيدروجين الأزرق هو البديل الأكثر صداقة للبيئة حيث يساعد التقاط الكربون وتخزينه على خفض الانبعاثات بينما ينتج عن إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار الغاز.
• فيمكن خفض كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة إلى النصف بهذه الطريقة لكنها لا تزال غير خالية تمامًا من الانبعاثات.
• لذلك إن استخدام الطاقة المتجددة التي أصبحت متاحة على نطاق واسع ولكن غالبًا ما يتم توليدها في أوقات غير مناسبة لتشغيل التحليل الكهربائي للمياه ينتج عنه "هيدروجين أخضر" الذي يمكن أن يقضي عمليًا على الانبعاثات.

مميزات وعيوب الهيدروجين الأخضر واستخداماته

يأتي الهيدروجين الأخضر كمصدر محتمل للطاقة مع بعض الفوائد والعيوب الرئيسية، وتتمثل كما يلي:

1. مميزات الهيدروجين الأخضر

تتمثل مزايا الهيدروجين الأخضر فيما يلي:

• يعتبر الهيدروجين الأخضر خيارًا مستدامًا لأنه لا ينتج أو يحرق أي انبعاثات ضارة.
• يمكن تخزين الهيدروجين بسهولة لاستخدامه في وقت لاحق مما يعني أنه يمكن استخدامه في استخدامات أخرى إلى جانب إنتاجه الأولي.
• تنبع براعة الهيدروجين الأخضر من قدرتها على استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك تلك الموجودة في المنزل، والأعمال التجارية، والصناعة، وقطاعات النقل.
• يمكن نقله واستخدامه مع البنية التحتية الحالية للغاز الطبيعي بفضل توافقه مع نسب المزج التي تصل إلى 20٪. كما تتطلب زيادة هذا الكسر إجراء العديد من تعديلات البنية التحتية في شبكات الغاز الحالية.

2. عيوب الهيدروجين الأخضر

تتمثل عيوب الهيدروجين الأخضر في النقاط التالية:

• يعتمد توليد الهيدروجين الأخضر عن طريق التحليل الكهربائي على المصادر المتجددة للطاقة وهي أغلى تكلفة في توليدها من الطاقة التقليدية.
• متطلبات الطاقة لتوليد الهيدروجين وإنتاج الهيدروجين الأخضر على وجه الخصوص أعلى من تلك الخاصة بمعظم أنواع الوقود الأخرى.
• مخاوف تتعلق بالأمن الهيدروجين مادة شديدة التفاعل وقابلة للاحتراق مما يستلزم اتخاذ تدابير أمنية صارمة لمنع التسربات والانفجارات.

استخدامات الهيدروجين الأخضر

من الممكن العثور على العديد من التطبيقات للهيدروجين الأخضر، على سبيل المثال :

• شاحنات بيك آب كهربائية التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجينية.
• سفن حاويات خالية من الديزل تعمل بالهيدروجين السائل.
• مصافي الصلب الخالية من الفحم والتي تعمل بالهيدروجين هي طريق المستقبل.
• يمكن أن تساعد التوربينات التي تعمل بالهيدروجين في الحفاظ على استقرار الشبكة خلال فترات ارتفاع الطلب على الكهرباء.
• مصدر وقود يمكن استخدامه كبديل للغاز الطبيعي في البيئات المنزلية.
• تعمل إيرباص أيضًا على تصميمات للطائرات التي تعمل بالهيدروجين مع طرح النماذج التجارية الأولى المقرر عام 2035.
• من ناحية أخرى حذرت شركة إيرباص من أن طائرات الهيدروجين لن تكون شائعة حتى عام 2050.

أهمية الهيدروجين الأخضر

تكمن أهمية وفائدة الهيدروجين الأخضر في عدة أمور من أبرزها ما يلي:

• يعتبر مصدرًا نظيفًا للطاقة.
• ينبعث منه بخار الماء فقط ولا يترك أي بقايا في الهواء.
• يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من الكربون وهو أحد أكثر العناصر ضررًا في الغلاف الجوي.
• يعتبر بديلًا جيدًا للوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة.
• يوفر 25٪ من احتياجات الطاقة في العالم.
• كما أن يوفر إمكانية إزالة الكربون في القطاعات التي يصعب التخفيف منها مثل إنتاج الأسمنت ووقود النقل الثقيل.

كيفية إنتاج الهيدروجين بطريقة سليمة بيئيًا؟

• البني والرمادي والأزرق والأخضر ليست سوى بعض الأشكال التي يمكن أن يتخذها الهيدروجين عند تعرضه لمواقف أو عمليات مختلفة مثل الحرارة أو تفاعلات كيميائية معينة أو حتى التعرض لمصدر طاقة معين مثل الكهرباء.
• فنظرًا لعدم وجود الهيدروجين في شكله النقي في الطبيعة يتم إنشاء الهيدروجين الأخضر عن طريق حقن تيار كهربائي في الماء (H2O).
• فينتج عن التحليل الكهربائي للماء بالأملاح والمعادن التي تحمل الكهرباء هيدروجين أخضر نتيجة لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الشمس والرياح لتشغيل عملية التحليل الكهربائي لا يتم إنتاج أي غازات دفيئة ضارة أثناء توليد واستخراج الهيدروجين.
• كما يتم بعد ذلك تعبئة جزيئات الهيدروجين في عبوات زجاجية عند درجات حرارة محددة.

عناصر الهيدروجين الأخضر

ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته وكيفية إنتاجه، هناك أنواع مختلفة من الهيدروجين الأخضر وهو غاز غير مرئي تُستخدم ألوانه للتعرف عليها، وتتمثل تلك الأنواع فيما يلي:

• يتم النظر في الهيدروجين الأخضر في قمة المناخ 2022 لأنه آمن للبيئة ولا يطلق انبعاثات الكربون.
• يتكون الهيدروجين باللون الأزرق من خلال إعادة تشكيل الغاز الطبيعي.
• يعد احتراق الفحم وتكرير النفط مصدرين رئيسيين لتكوين الهيدروجين الأسود.
• ينتج عن إنتاج الهيدروجين الرمادي من الميثان أو الغاز الطبيعي ملوثات ضارة.
• كما ينتج عن التحليل الكهربائي الناتج عن الطاقة النووية إنتاج الهيدروجين الوردي أو القرمزي.
• ينتج التحليل الكهربائي الذي يعمل بالطاقة الشمسية الهيدروجين في الصنف الأصفر.
• وينتج أيضًا عن الانحلال الحراري للميثان تكوين الهيدروجين الفيروزي.
• يُعرف الهيدروجين المكتشف في الرواسب الجوفية باسم "الهيدروجين الأبيض".

فن استثمار الهيدروجين الأخضر

وضع الاتحاد الأوروبي خارطة طريق لإنتاج الهيدروجين الأخضر حتى عام 2025، ومن المتوقع أن يمثل أقل من 2٪ من الهيدروجين المنتج في هذا الوقت مرحلة إنتاج تبلغ 14٪ عام 2050، فعلى سبيل المثال:

• تم استثمار أكثر من 530 مليار دولار في أكثر من 500 مشروع خاص بالهيدروجين حول العالم. حتى الآن أعربت 40 دولة عن اهتمامها بتطوير استراتيجيات وخطط وطنية لإنتاجها.
• تتوقع الوكالة الدولية الخاصة بالطاقة المتجددة أنه في عام 2050 سينتج العالم 700 مليون طن من الهيدروجين النظيف سنويًا ارتفاعًا من 120 مليون طن في عام 2021.
• حاليًا يتم إنتاج أكثر من 95 ٪ من الهيدروجين في العالم باستخدام الغاز الطبيعي والفحم التي يمثل غالبية الزيادة في الإنتاج.

مخاطر الهيدورجين الأخضر

• يمكن الاحتفاظ بالهيدروجين الأخضر المضغوط في خزانات لحين الحاجة إليه تمامًا مثل أي غاز آخر. لكن حجم الهيدروجين يقارب أربعة أضعاف حجم الغاز الطبيعي مما يجعله إلى حد بعيد أكثر الهيدروكربونات وفرة.
• لذلك يجب تخزينه عند ضغط يصل إلى 700 ضعف ضغط الهواء العادي أو عند درجة حرارة قريبة من الصفر. ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى زيادة السعر في أي مكان من 0.60 دولار إلى 7 دولارات للكيلوغرام مما يجعله أقل قدرة على المنافسة من الوقود البديل.
• فتكلفة التخزين عالية وهناك تعقيدات في الأنابيب يجب وضعها في الاعتبار أيضًا.

أسئلة شائعة حول ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته

من أين نحصل على الهيدروجين الأخضر على أي حال؟

• من خلال إعادة تشكيل الغاز الطبيعي بالبخار والأكسدة الجزئية للميثان، واحتراق الفحم هي الطرق الأساسية لتحويل الوقود الأحفوري إلى هيدروجين لاستخدامه في تكرير النفط وتصنيع الأمونيا والميثانول.

هل المستقبل يكمن مع الهيدروجين كوقود؟

• الهيدروجين هو الوقود الوحيد الذي لا يساهم في الإضرار بالبيئة عند استهلاكه مما يجعله "وقودًا دائمًا" حقيقيًا لن ينفد أبدًا.

أين يمكنك تحديد موقع غاز الهيدروجين؟

• ما هو الهيدروجين الأخضر واستخداماته وكيفية إنتاجه ويوجد بشكل أساسي على شكل ماء حيث يتكون كل جزيء ماء من ذرتين هيدروجين وأكسجين. وتحتوي العديد من المعادن والصخور على الهيدروجين أيضًا. كما يُعتقد أن ما يقرب من 1500 جزء في المليون هو مدى توفرها.

لمن ندين بالفضل في تطوير أول سيارة عملية تعمل بالهيدروجين؟

• في عام 1996 في ولاية أوهايو الأمريكية تمكن ستانلي ماير من ابتكار سيارة تعمل بالوقود المائي.