تعرف على قصة الهيدروجين العنصر الأكثر وفرة فى الكون.. يخلق مستقبل للطاقة

عاد الحديث بقوة في السنوات الأخيرة عن استخدام الهيدروجين فى التطبيقات اليومية على نطاق واسع  فى إطار الجهود الدولية الرامية إلى الحد من انبعاثات غازات الاحتباس وتحسين جودة الهواء، وخلق مستقبل للطاقة منخفض الكربون وصولا إلى حياد الكربون.

 

وذكرت دراسة لمنظمة الدول العربية المصدرة للنفط  تحت عنوان "إنتاج الهيدروجين ودورة فى عملية تحول الطاقة "أن الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون ، لكنه لا يتواجد كعنصر حر إلا في حالات نادرة جدا، لذا يتم إنتاجه من مصادر أخرى و ذلك توفير مصدر للطاقة وبالتالي عند التخطيط لتنفيذ مشروع لإنتاج الهيدروجين لابد من ضمان توافر كلا من المادة الخام ومصدر الطاقة التى ستستخدم فى عملية الإنتاج .

 

وأشارت الدراسة ، أن هناك عدة طرق لإنتاج الهيدروجين يقدر عددها بأكثر من 17 طريقة، منها ما يعتمد على الغاز الطبيعى باستخدام طريقة تعرف باسم " إصلاح الميثان بالبخار " أو من الفحم عبر عملية تعرف باسم تغويز الفحم  أو من الماء عبر التحليل الكهربائى لفصل الهيدروجين عن الأكسيجين. كما يمكن استخدام الكتلة الحيوية ( Biomass ) في إنتاج الهيدروجين عن طريق عملية تعرف باسم التحلل الحرارى اللاهوائى.

 

وأشارت الدراسة، إلي أنه  نظرا لتعدد الطرق والمصادر التى تستخدم فى إنتاج الهيدروجين، فيتم استخدام الألوان لتمييز الهيدروجين حسب طريقة الإنتاج المستخدمة ، والتي تضم  الهيدروجين الرمادي " المنتج باستخدام الغاز الطبيعى أو النفط، و"الهيدروجين الأسود" المنتج باستخدام الفحم، والهيدروجين الأخضر المنتج باستخدام الطاقة المتجددة وغيرها.

 

وأوضحت الدراسة ،أنه  عالميا يقدر إنتاج الهيدروجين النقي بنحو 77 مليون طن / السنة . ويعد الغاز الطبيعي المصدر الرئيسي للإنتاج بحصة 76 % ، بينما يساهم الفحم بنحو % 23 ، أما النسبة المتبقية فتمثل حصة مصادر الطاقة المتجددة  ومن جانب لتكلفة، يعد إنتاج الهيدروجين من الفحم الأقل تكلفة ( 1.2-2.2 دولار / كجم ) ، بينما تصل فى حالة الغاز الطبيعى إلى 0.9-3.2 دولار / كجم، أما فى حالة استخدام الطاقة المتجددة لتحليل الماء فتصل إلى 3-7.5 دولار / كجم.

 

وتابعت الدراسة، أن الهيدروجين ينطوي  على جملة من التحديات لابد من تجاوزها للتوسع في استخدامه كمصدر للطاقة في المستقبل وإنشاء سلسلة قيمة له ذات مرونة عالية وسهلة التشغيل، فنتيجة انخفاض قيمة كثافة الطاقة ، يحتاج تخزين الهيدروجين إلى صهاريج ضخمة ، لكن عبر التطور التكنولوجي يمكن رفع قيمة الكثافة لتقليل الحجم المطلوب ،كما تمثل عمليات نقل وتوزيع الهيدروجين تحديا من الناحية الاقتصادية لارتفاع تكلفة نقله لمسافات طويلة مقارنة بأنواع الوقود الأخرى.

 

وتابعت الدراسة، أن طرق نقل وتوزيع الهيدروجين تتلخص فى النقل باستخدام خطوط الأنابيب من مواقع الإنتاج إلى مناطق الاستهلاك، أو باستخدام المقطورات، أو النقل باستخدام الناقلات للأسواق البعيدة وذلك بعد تحويل الهيدروجين إلى أمونيا كمادة حاملة له.

 

وذكرت الدراسة، أن السوق الحالى للهيدروجين هو سوق ضخم ومتنام وتقوم عليه العديد من الصناعات إلا أن دوره الرئيسي لا يزال ينحصر على استخدامه كمادة خام لتلك الصناعات، ولم يشهد بعد نموا ملحوظا فى مجال استخدامه كحامل للطاقة.

 

وأضافت الدراسة، أنه من المتوقع أن يكون للهيدروجين مستقبل واعد فى عملية تحول الطاقة فى عدة قطاعات اقتصادية، بما يسمح بتقليل الاعتماد على مصادر الوقود الأحفوري نظرا لإمكانية استخدامه كمصدر للوقود مباشرة، أو حامل للطاقة واستخدامه عبر تطبيقات خلايا الوقود، أو كمادة خام في الصناعة مثل صناعة السماد والمواد الكيميائية والتكرير، أو لتوفير الحرارة فى الصناعات كثيفة استهلاك الطاقة مثل صناعة الصلب.

 

وأشارت الدراسة، أنه مؤخرا، أبدت عدة دول اهتماما بالهيدروجين والدور الذى يمكن أن يساهم في عملية تحول الطاقة، وقام البعض منهم بالشروع في إعداد وتطوير روی خرائط طريق واستراتيجيات لتحديد المسار الذي يمكن اتخاذه للوصول إلى اقتصاد للهيدروجين على المستوى الوطنى، وتقوم تلك الاستراتيجيات على تحديد أفضل المسارات لتوفير إمدادات الهيدروجين (عبر الإنتاج المحلي أو الاستيراد) وتطبيقات الاستخدام النهائى. 

 

وأوضحت الدراسة، أنه على الصعيد العربى، أبدى عدد من الدول العربية اهتماما بالاستثمار في مشاريع إنتاج الهيدروجين ، منها ما يقوم على إنتاج الهيدروجين الأخضر ضمن خطط وطنية طموحة للتوسع فى مشاريع الطاقة المتجددة، ومنها ما يقوم على التوسع في إنتاج الهيدروجين الأزرق ( أو مشتقاته مثل الأمونيا الزرقاء ) المعتمد على الغاز الطبيعى، ولا شك أن لدى الدول العربية عدة مقومات وفرص تمكنها من إنشاء محور تصدير عالمى للهيدروجين ومشتقاته، ومع تلك المقومات ، هناك عدة تحديات قد تعيق الاستثمار فى هذه الصناعة الواعدة، منها ما يتعلق بالجدوى الاقتصادية ومنها ما يرتبط بغياب الإجراءات التنظيمية للسوق . لكن من الممكن تجاوزها مع الوقت ، فالهيدروجين لا يزال يخطو خطواته الأولى ليس على الصعيد العربي فحسب بل على الصعيد العالمي وإجمالا بلغ عدد الدول العربية التي أبدت اهتماما في مجال الهيدروجين خمس الإمارات والسعودية ومصر والمغرب وعمان ، وقد تفاوتت طبيعة الإجراءات المتخذة ، فمنها ما تعلق بتأسيس خطط وطنية للهيدروجين وتحديث استراتيجية الطاقة الوطنية لتأخذ في الاعتبار الدور المحتمل للهيدروجين مستقبلا ، ومنها ما تناول إبرام اتفاقيات وتفاهمات أولية مع شركات عالمية رائدة للاستثمار مباشرة في مشاريع الإنتاج الهيدروجين الأخضر والأزرق ، ومشاريع تجريبية لتطبيق استخدام الهيدروجين في مجال النقل.