الهيدروجين.. الطريق الأقرب للحياد الصفري
تاريخ النشر: 5th, February 2025 GMT
أمل بنت سالم الجردانية
الوقود الصديق للبيئة الطريق الأقرب للحياد الكربوني والمساهم في التوسع بقطاع الطاقة المتجدد.. تعتبر تكنولوجيا الهيدروجين من المجالات الواعدة التي تشهد تطورًا مستمرًا في سباق نحو تحقيق مستقبل مستدام إذ تتجه الأنظار نحو توجيهات مستقبلية عدة بفضل الجهود المستمرة في البحث والتطوير ومن بين هذه الاتجاهات نلاحظ أهمية الابتكارات التكنولوجية مثل تحسين عمليات إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مما يسهم في تقليل الانبعاثات الكربونية.
والهيدروجين غاز عديم اللون والرائحة وغير سام وكثافتة تقل عن كثافة الهواء بنحو 14 مرة كما أنه يعتبر العنصر الكيميائي الأخف والأبسـط والأكثر وفرة في الطبيعة وتقديريًا يُشكل نحو 75% من الحجم الكلي للكون.. والهيدروجين لا يوجد حرًا في الطبيعة إلا في حالات نادرة للغاية إذ يكون في الغالب مرتبطًا بجزيئات أخرى سواء مع الغاز الطبيعي في حالته الغازية أو مع الماء والنفط في حالته السائلة لهذا فإن الحصول عليه يتطلب فصله عن العناصر الأخر.. وحسب طرق إنتاجة قسم الهيدروجين الى الوان مختلفة فالهيدروجين لا لون له لكنه يستخدَم له رموز في الصناعة للتمييز بين أنواعة فإذا كان الهيدروجين صافيًا فإن لهبه لا لون له أما إذا كان لهبه يميل إلى الزُرقة فهذا يدل على وجود الكبريت وإذا كان يميل إلى الاصفرار فهذا يدل على وجود شوائب مختلف وهكذا.. ومن ألوانه نذكر على سبيل التعرف عليه: (الهيدروجين الأسود أو البني- الهيدروجين الرمادي- الهيدروجين الأزرق- الهيدروجين الأصفر- الهيدروجين التركوازي أو الفيروزي، والهيدروجين الأخضر)، وهذا الأخير الذي ينتج عن طريق فصل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين عبر التحليل الكهربائي للماء المعتمد على الطاقة المتجددة وهذه الطريقة لا تنتج أي انبعاثات ضارة بالبيئة.
وتصنيف الهيدروجين حتى الآن يجري على أساس معيارين؛ الأول: هو معيار الألوان. أما المعيار الآخر فهو التصنيف حسب المادة المستخدمة في الإنتاج متجدد أم غير متجدد؟ فيطلق على الهيدروجين المُنتج عبر الغاز الطبيعي أو الفحم بالهيدروجين غير المتجدد.. أما المُنتج باستخدام الماء المعتمدة على الطاقة المتجددة فيُطلق عليه الهيدروجين المتجدد.
مسميات جديدة بدأت تظهر إذ يمكن وصف الهيدروجين بأنه عالي الكربون حال إنتاجه من الوقود الأحفوري بينما عند إنتاجه من الوقود الأحفوري مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه فحينذاك يصبح منخفض الكربون وخاليا من الكربون يكون إذا أُنتج من الماء.
ويساعد الهيدروجين على تقليل انبعاثات الكربون في عدة قطاعات منها:
قطاع الطاقة؛ إذ يعمل على استبدال الوقود الأحفوري بالهيدروجين لتوليد الكهرباء يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وكذلك يُمكن للهيدروجين تخزين الطاقة المتجددة الزائدة عن الحاجة واستخدامها في أوقات الذروة. قطاع النقل: يمكن استخدام خلايا وقود الهيدروجين لتشغيل السيارات، الشاحنات، والقطارات، مما يقلل من الاعتماد على البنزين والديزل وكذلك وسائل النقل التي تعمل بالهيدروجين تنتج بخار الماء فقط كعادم. الصناعة الثقيلة: يُستخدم الهيدروجين كوقود في الصناعات التي يصعب إزالة الكربون منها مثل إنتاج الصلب والأسمنت، كما يمكن أن يحل محل الغاز الطبيعي في عمليات التسخين الصناعية. التدفئة والبناء: استخدام الهيدروجين في التدفئة بدلًا من الغاز الطبيعي يقلل من انبعاثات الكربون في المباني السكنية والتجارية. إنتاج الأمونيا والأسمدة: فيمكن أن يقلل من الانبعاثات في القطاع الزراعي من خلال التحول إلى الهيدروجين الأخضر في إنتاج الأمونيا والأسمدة.أما الفوائد البيئية والاقتصادية للهيدروجين، فإنه يعمل على:
تقليل التلوث البيئي: الهيدروجين لا ينتج غازات دفيئة أثناء احتراقه. تعزيز الطاقة المتجددة: يمكن استخدام الهيدروجين لتخزين الطاقة المتجددة مما يعزز استقرار الشبكات الكهربائية. خلق فرص عمل: توسع سوق الهيدروجين الأخضر قد يولد وظائف جديدة في مجالات الإنتاج والنقل، والصيانة. وللخروج بهذه الفوائد لابد من معالجة التحديات التي تواجه استخدام الهيدروجين كالتكلفة؛ إذ لا يزال إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلفًا مقارنة بالوقود الأحفوري. أما التحدي الآخر فيتمثل في البنية الأساسية الذي يقودنا للحاجة إلى تطوير شبكات توزيع وتخزين الهيدروجين.. وكذلك الأمان؛ فالهيدروجين غاز قابل للاشتعال ويتطلب تقنيات تخزين آمنة.السؤال هنا: هل يستمر الاستثمار في الهيدروجين؟
الكل يدرك أهمية الهيدروجين والتحول نحو بيئة نظيفة أكثر واقتصادات منخفضة الكربون - مسألة مهمة لطموح مثالي لمستقبل طاقة منخفضة الكربون لكن استخراجه بالطريقة الخضراء ليس أمرا سهلا.. إذ يُعَد الهيدروجين منخفض الكربون بمثابة مكون رئيس في العديد من خطط التعافي للعديد من إستراتيجياتها طويلة المدى فدعم مشاريعه بات ضرورة رغم تكاليفه وتفاوت كميات استخراجه واستخدامه.
خلاصة القول.. يُعد الهيدروجين أحد أكثر الحلول الواعدة لتقليل انبعاثات الكربون والمساهمة في الانتقال إلى اقتصاد مستدام منخفض الكربون كونه يمثل مصدر طاقة مستدام للمستقبل يتمتع الهيدروجين بإمكانات هائلة؛ إذ يمثل حلًا واعدًا للتحديات البيئية التي يواجهها العالم بما في ذلك التغير المناخي والاعتماد على الوقود الأحفوري بفضل خصائصه الفريدة ويمكن استخدام كوقود نظيف في مجموعة متنوعة من التطبيقات كوسائل النقل وتوليد الطاقة ويمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل الانبعاثات الكربونية وتعزيز التنوع في مصادر الطاقة.
إن العمل الجماعي بين الحكومات والقطاع الخاص والمجتمع المـدني سيكون له أثر كبير في جعل الهيدروجين جزءًا أساسيًا من مستهدفات الطاقة المستقبلية تماشيًا مع رؤية "عُمان 2040"؛ إذ تشير الاستثمارات في تقنيات الهيدروجين إلى التزام قوي نحو تحقيق استدامة الطاقة مع تطور التقنيات وهذا ما عملت عليه سلطنة عُمان التي تعتبر من ضمن الدول التي تعمل على عدد من مشاريع قطاع الهيدروجين ممثلةً بوزارة الطاقة والمعادن استغلالًا لموقع البلاد الجغرافي المتميز الذي يسهل عملية النقل.
إنَّ قدرة الهيدروجين على التفاعل مع نظم الطاقة المختلفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، تفتح المجال أمام إمكانيات كثيرة، وتُسخِّر مميزات كوقود، ما يُمَكِّن المجتمعات تحقيق أهدافها في خفض انبعاثات الكربون وزيادة استخدامه في حياتنا اليومية ويهيئ الطريق لعالم أكثر استدامة للأجيال القادمة.
المصدر: جريدة الرؤية العمانية
إقرأ أيضاً:
مؤسسات التمويل الدولية تدعم مشروعًا رائدًا للطاقة الشمسية وتخزين البطاريات بمصر
قدّمت كل من المؤسسة البريطانية للاستثمار الدولي (BII)، مؤسسة المملكة المتحدة الرائدة في مجالات الاستثمار المؤثر والتمويل الإنمائي، والبنك الإفريقي للتنمية (AfDB)، والبنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية (EBRD) تمويلًا إجماليًا قدره 479.1 مليون دولار لصالح شركة أوبيليسك للطاقة الشمسية، شركة مساهمة مصرية، وهي شركة ذات غرض خاص تم تأسيسها وتملكها شركة "سكاتك" النرويجية.
ويساهم هذا التمويل في تطوير محطة طاقة شمسية كهروضوئية بقدرة 1.1 جيجاوات مدمجة مع نظام لتخزين الطاقة بالبطاريات بسعة 200 ميجاوات/ساعة في منطقة نجع حمادي بمصر.
ويشمل تمويل البنك الإفريقي للتنمية حزمة بقيمة 184.1 مليون دولار منها 125.5 مليون دولار من الموارد العادية، و20 مليون دولار من صندوق الطاقة المستدامة لإفريقيا التابع للبنك، و18.6 مليون دولار من صندوق المناخ الكندي التابع للبنك، وهو شراكة بين البنك الإفريقي للتنمية والحكومة الكندية. كما سيتم ضخ 20 مليون دولار إضافية من خلال صندوق التكنولوجيا النظيفة التابع لصناديق الاستثمار المناخي CIF عبر البنك.
ويقدم البنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية EBRD حزمة تمويل تصل إلى 173.5 مليون دولار أمريكي، منها 101.9 مليون دولار بضمان حماية من الخسائر الأولى مقدمة من صندوق التنمية المستدامة الأوروبي (EFSD+) لمدة 18 عامًا، بالإضافة إلى منحة بقيمة 6.5 مليون دولار من صندوق المساهمين الخاص بالبنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية.
ويبلغ تمويل المؤسسة البريطانية للاستثمار الدولي BII 100 مليون دولار، ومنحة قابلة للاسترداد بقيمة 15 مليون دولار، ما يساهم في خفض التكلفة الإجمالية لجزء تخزين البطاريات من المشروع، ويجعله أكثر قابلية للتمويل وجاذبًا للقطاع الخاص، مع تقديم نموذج يُحتذى به للاستثمارات المستقبلية. وهذا التمويل مشروط بتحقيق متطلبات الاسترداد.
ويشكل التمويل المشترك بقيمة 479.1 مليون دولار نحو 80% من إجمالي التكلفة الاستثمارية المقدّرة للمشروع، والتي تبلغ 590 مليون دولار.
وسيتم تطوير المحطة المتكاملة للطاقة من قِبل شركة "سكاتك"، المزود الرائد لحلول الطاقة المتجددة، على مرحلتين. وتشمل المرحلة الأولى 561 ميجاوات من الطاقة الشمسية و100 ميجاوات/200 ميجاوات ساعة من تخزين البطاريات، ومن المتوقع بدء تشغيلها في النصف الأول من عام 2026، بينما تشمل المرحلة الثانية 564 ميجاوات إضافية من الطاقة الشمسية، ومن المتوقع تشغيلها في النصف الثاني من عام 2026. وسيتم بيع الطاقة المنتجة بموجب اتفاقية شراء طاقة بالدولار الأمريكي لمدة 25 عامًا مع الشركة المصرية لنقل الكهرباء، ومدعومة بضمان سيادي.
وعند اكتمال هذا المشروع، سيكون هو الأول من نوعه بهذا الحجم في مصر الذي يجمع بين الطاقة الشمسية وتخزين البطاريات، ويمثل محطة مهمة في مسار تحول الطاقة في البلاد. وتسعى مصر إلى الوصول إلى 42% من مصادر الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة لديها بحلول عام 2030. ومن المتوقع أن تولّد محطة الطاقة الشمسية نحو 3000 جيجاوات/ساعة سنويًا من الطاقة المتجددة الإضافية، مما سيُعزز استقرار الشبكة الكهربائية ويُدير الطلب في أوقات الذروة. كما سيساهم في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بما يصل إلى 1.4 مليون طن متري سنويًا.
ويساعد المشروع في تنويع مصادر الطاقة في مصر وزيادة حصة الطاقة المتجددة، بما يُسهم في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ودفع أهداف إزالة الكربون في البلاد.
وقالت شيرين شهدي، مديرة مكتب مصر والمديرة الإقليمية لشمال إفريقيا بالمؤسسة والبريطانية للاستثمار الدولي BII: "يعكس تمويلنا لهذا المشروع البارز التزام المؤسسة البريطانية للاستثمار الدولي بقيادة الجيل القادم من مشروعات البنية التحتية للطاقة المتجددة، لدعم مستقبل مصر المستدام. من خلال تزويد الشركات المحلية بطاقة نظيفة، نُسهم في دعم النمو الاقتصادي وخلق فرص العمل في مختلف المجتمعات وذلك استكمالًا لاتفاقنا البالغ 190 مليون دولار لتمويل محطة طاقة الرياح في خليج السويس بقدرة 1.1 جيجاوات، مما يسلّط الضوء على دورنا المحوري في دفع عملية التحول في قطاع الطاقة في مصر وشمال إفريقيا".
من جانبه، قال والي شونيباري، مدير حلول التمويل والسياسات واللوائح الخاصة بالطاقة في البنك الإفريقي للتنمية (AfDB): "يجسد هذا المشروع الإمكانات الهائلة للطاقة المتجددة في إفريقيا، ويُظهر كيف يمكن للشراكات القوية والحلول المبتكرة أن تُسرّع انتقال الطاقة وتعزز التنمية الاقتصادية المستدامة. وهذا المشروع يتمتع بإمكانات كبيرة للتكرار والتنفيذ في جميع أنحاء القارة."
وأشار هاري بويد-كاربنتر، المدير الإداري للبنية التحتية المستدامة في البنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية EBRD: "يسعدنا العمل مع شركائنا الدائمين سكاتك والبنك الإفريقي للتنمية، والمؤسسة البريطانية للاستثمار الدولي BII لدعم هذا المشروع التحويلي. فهذا المشروع يرتقي بتحول الطاقة الخضراء في مصر إلى مستوى جديد، حيث يستغل طاقة الشمس نهارًا وليلاً من خلال الدمج بين الطاقة الشمسية والتخزين بالبطاريات. والمشروع يُعالج الطلب المتزايد على الكهرباء ويُقلل الحاجة لاستيراد الوقود الأحفوري المكلف، كما يُساهم في أهداف مبادرة نكسس للماء والغذاء والطاقة التي أطلقتها مصر فيCOP27، والتي يُعد EBRD شريكًا رئيسيًا بها في قطاع الطاقة."
وعلق تيري بيلسكوج، الرئيس التنفيذي لشركة سكاتك، قائلًا: "يمثل هذا المشروع خطوة كبيرة في مسيرة سكاتك، ويؤكد قدرتنا على تنفيذ مشروعات هجينة على نطاق واسع. ونحن فخورون بالشراكة مع مؤسسات تمويل التنمية الرائدة لدعم طموحات مصر في الطاقة النظيفة، ونتطلع إلى تنفيذ هذا المشروع المهم مع شركائنا."
وأكد ستيفانو سانيينو، المدير العام لإدارة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا والخليج بالمفوضية الأوروبية:
“اليوم، يُطلق الاتحاد الأوروبي آلية ضمان الاستثمار للتنمية بين الاتحاد الأوروبي ومصر، وهي منصة إستراتيجية تهدف إلى تسريع تنفيذ مشروعات استثمارية ضخمة في مصر. ويمثل هذا المشروع مثالًا ملموسًا على التعاون المثمر بين الاتحاد الأوروبي وEBRD لدعم التحول الأخضر في مصر من خلال استثمار واسع النطاق. ويتيح الضمان الأوروبي للبنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية تقديم تمويلات إلى جانب ممولين آخرين لإيجاد حلول متكاملة ومبتكرة لجذب المستثمرين من القطاع الخاص.”