الهيدروجين الأخضر
الهدف من استخدامه الحفاظ على البيئة وخفض نسبة الأحتباس الحراري
الهيدروجين الأخضر
الهيدروجين هو أبسط عنصر كيميائي ، وهو الأول في الجدول الدوري برقم ذري 1.
وهو خفيف ويمكن تخزينه ولا يولد انبعاثات ملوثة في حد ذاته.
فهو أبسط العناصر وأكثرها وفرة في الكون . ومع ذلك ، نادرًا ما يوجد على الأرض كغاز – لذلك يجب فصله عن العناصر الأخرى.
لاحظ ان: وجوده فى الغلاف الجوى للأرض تقريبا مهمل.
استخدمته البشرية غالبا كمادة خام في الصناعات الكيميائية أو علم المعادن وكوقود ،
ولكن نظرًا لأنه لا يمكن أخذه مباشرة من الطبيعة في حالته النقية ، فإنها تحتاج إلى “تصنيعه”. والطريقة التي نستخدمها للحصول على الهيدروجين هي التي تحدد ما إذا كان هذا الهيدروجين وقودًا نظيفًا ومستدامًا أم لا.
في السنوات الأخيرة ، التزم عدد متزايد من البلدان بتحقيق صافي انبعاثات صفرية.
بحلول أبريل 2022 ، أعلنت 131 دولة تغطي 88٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية عن أهداف صفرية صافية.
أدت الانبعاثات البشرية المنشأ بالفعل إلى زيادة درجة الحرارة العالمية بمقدار 1.1 درجة مئوية مقارنة بمستويات ما قبل العصر الصناعي.
هناك فهم واسع النطاق بأن صافي الصفر بحلول عام 2050 أمر حتمي لزيادة فرص الحفاظ على هذه الزيادة في درجة الحرارة في حدود 1.5 درجة مئوية.
يعني هذا التركيز المتجدد أن الانبعاثات من جميع الاستخدامات النهائية للطاقة بحاجة إلى التخفيف.
بينما يمكن أن تحقق كفاءة الطاقة والكهرباء والطاقة المتجددة 70٪ من التخفيف المطلوب،
ما هو الهيدروجين الأخضر؟
عندما نتحدث عن الهيدروجين الأخضر ، فإننا نعني الهيدروجين الذي تم الحصول عليه دون توليد انبعاثات ملوثة ، أي الهيدروجين المستدام. وقود يتم تقديمه بالفعل باعتباره المحرك الرئيسي للطاقة لتحقيق إزالة الكربون العالمية والوفاء بالالتزامات التي تم التعهد بها لعام 2050 في مكافحة تغير المناخ.
تكمن قيمته الكبيرة في مكافحة تغير المناخ في قدرته على استبدال الوقود الأحفوري في تلك القطاعات والاستخدامات التي كان حتى الآن أكثر صعوبة في إزالة الكربون ، بالإضافة إلى إمكاناته كنظام لتخزين الطاقة.وقود الهيدروجين
أنواع الهيدروجين كوقود:
أدت طرق إنتاج الهيدروجين هذه إلى تسمية لونية نستخدمها للإشارة إليها وإلى مدى استدامة عملية استخلاصها. وفقًا لمقياس الألوان هذا ، فإن أنواع الهيدروجين الرئيسية هي :
1-الهيدروجين الأسود والبني والرمادي:
الهيدروجين الرمادي هو الشكل الأكثر شيوعًا ويتم إنتاجه من الغاز الطبيعي أو الميثان من خلال عملية تسمى “إعادة التشكيل بالبخار”.
تولد هذه العملية كمية أقل من الانبعاثات من الهيدروجين الأسود أو البني ، والذي يستخدم الفحم الأسود (البيتومين) أو البني (الليغنيت) في عملية صنع الهيدروجين. الطاقة الهيدروجينية السعودية
يعتبر الهيدروجين الأسود أو البني هو الأكثر ضررًا بالبيئة حيث لا يتم استعادة كل من ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون المتولدين أثناء العملية.
2-الهيدروجين الأزرق:
يتم تمييز الهيدروجين باللون الأزرق عندما يتم التقاط الكربون المتولد من الإصلاح بالبخار وتخزينه تحت الأرض من خلال احتجاز الكربون الصناعي وتخزينه .
لذلك ، يشار أحيانًا إلى الهيدروجين …الأزرق على أنه محايد كربونيًا لأن الانبعاثات لا تتشتت في الغلاف الجوي.
ومع ذلك ، يجادل البعض بأن “الكربون المنخفض” سيكون وصفًا أكثر دقة ، حيث لا يمكن التقاط 10-20 ٪ من الكربون المتولد .
3- الهيدروجين الأخضر:
يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر – الذي يشار إليه أيضًا باسم “الهيدروجين النظيف” – باستخدام الطاقة النظيفة من فائض مصادر الطاقة المتجددة ، مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ، لتقسيم الماء إلى ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة من خلال عملية تسمى التحليل الكهربائي.
لا يمكن أن تولد الطاقة المتجددة دائمًا الطاقة في جميع ساعات اليوم ويمكن أن يساعد إنتاج الهيدروجين الأخضر في استخدام الفائض المتولد خلال دورات الذروة.
يشكل حاليًا حوالي 0.1 ٪ من إجمالي إنتاج الهيدروجين ، ولكن من المتوقع أن يرتفع هذا مع استمرار انخفاض تكلفة الطاقة المتجددة.
ترى العديد من القطاعات أيضًا أن الهيدروجين الأخضر هو أفضل طريقة لتنسيق التقطع في مصادر الطاقة المتجددة – تخزين الطاقة الزائدة في أوقات انخفاض الطلب ليتم إعادتها إلى الشبكة عندما يرتفع الطلب – مع إزالة الكربون من القطاعات الكيميائية والصناعية والنقل
لماذا يعتبر الهيدروجين الرمادي مشكلة للكوكب؟
وفقًا لبيانات وكالة الطاقة الدولية (IEA) ، يتم استهلاك حوالي 70 مليون طن من الهيدروجين حاليًا في جميع أنحاء العالم.
تكمن المشكلة في أن كل هذا الهيدروجين تقريبًا ينتج من الفحم أو الغاز الطبيعي ، أي أنه يتم الحصول عليه من خلال أكثر التقنيات تلويثًا للكوكب. يعتمد أقل من 1٪ من إنتاج العالم من هذا الهيدروجين على التحليل الكهربائي للماء المدعوم بالطاقات المتجددة: 0.1٪ فقط من الهيدروجين الذي نستهلكه أخضر.
لإعطائنا فكرة عما يعنيه هذا ، ينتج عن إنتاج هذا الهيدروجين الرمادي 830 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا .
هذا هو ثاني أكسيد الكربون السنوي المنبعث من اقتصادات إندونيسيا والمملكة المتحدة مجتمعين.
بعبارة أخرى ، فإن إنتاج هذا الهيدروجين يعادل التلوث الناتج عن دولتين يبلغ مجموع سكانهما أكثر من 300 مليون نسمة.
بالنظر إلى هذه البيانات المقلقة ، من الضروري فهم أصل الهيدروجين.
يمكن أن يكون الهيدروجين الأخضر أداة لا مثيل لها لاستبدال نماذج الإنتاج التي تساهم في تغير المناخ وتساعد على إزالة الكربون من استهلاك الطاقة الأكثر مقاومة للكهرباء ، مثل الصناعات الثقيلة أو النقل لمسافات طويلة.
كيف يتم الحصول على الهيدروجين الأخضر؟
يتم انتاج الهيدروجين الأخضر من خلال عملية التحليل الكهربائي التي تعمل بالطاقة بواسطة الطاقات المتجددة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية.
يتضمن التحليل الكهربائي استخدام تيار كهربائي لتفكيك جزيء الماء إلى أكسجين وهيدروجين بواسطة أقطاب كهربائية.
لاحظ أنه يوجد تسميات لونية أخرى للهيدروجين :
( الفيروزي _ الوردي _ الأصفر )
1-يشير الهيدروجين الفيروزي إلى طريقة لتكوين العنصر من خلال عملية تسمى الانحلال الحراري للميثان ، والتي تولد الكربون الصلب.
على هذا النحو ، ليست هناك حاجة إلى احتجاز الكربون وتخزينه ويمكن استخدام الكربون في تطبيقات أخرى ، مثل تصنيع الإطارات أو كمحسِّن للتربة .لا يزال إنتاجها في المرحلة التجريبية.
2-هناك الهيدروجين الوردي. مثل الهيدروجين الأخضر ، يتم إنشاؤه من خلال التحليل الكهربائي للماء ولكن الأخير يتم تشغيله بالطاقة النووية بدلاً من مصادر الطاقة المتجددة.
يمكن أيضًا استخدام درجات الحرارة القصوى من المفاعلات النووية في أشكال أخرى من إنتاج الهيدروجين عن طريق إنتاج البخار لتحليل كهربائي أكثر كفاءة ، على سبيل المثال.
3- الهيدروجين الأصفر هو المصطلح المستخدم للهيدروجين المصنوع من خلال التحليل الكهربائي للماء باستخدام الطاقة الشمسية ، على الرغم من أن البعض يستخدمه ليعني الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي للماء باستخدام مصادر مختلطة اعتمادًا على ما هو متاح.
لاحظ أنه : يمكن أيضًا توليد الهيدروجين من الكتلة الحيوية ، واعتمادًا على نوع الكتلة الحيوية وتقنيات احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ، يمكن أن يكون لها صافي انبعاثات كربونية أقل من الهيدروجين الأسود / البني أو الرماد
كيف يعمل الهيدروجين الأخضر؟
عندما نحتاج إلى تحويله إلى طاقة ، يتم تحويل الهيدروجين المخزن في خزانات معينة إلى خلية وقود
. هناك يرتبط مرة أخرى بالأكسجين من الهواء ويتم الحصول على الكهرباء.
وبالتالي ، فإن المنتج الثانوي الوحيد للعملية هو الماء ،
مما يؤدي إلى نظام نظيف ومستدام يتم فيه انبعاث صفر CO₂لإنتاج الطاقة.
يعتبر إنتاج الهيدروجين الأخضر أكثر تكلفة من إنتاج الهيدروجين الرمادي . ومع ذلك ، فقد فتح انخفاض أسعار الطاقات المتجددة نافذة جديدة من الفرص لتصبح تكلفتها تنافسية بشكل متزايد.
الكهرباء الشمسية أرخص 10 مرات مما كانت عليه قبل عقد من الزمن ، وتكلفة طاقة الرياح أقل من النصف ،
مما يجعل من الممكن خفض سعر الكهرباء اللازمة لعملية التحليل الكهربائي.
يتطلب تنفيذه استثمارات كبيرة . يُقال أنه ستكون هناك حاجة إلى 300 مليار دولار أمريكي في السنوات القليلة القادمة على مستوى العالم للبنية التحتية والبحوث.
أهميةالهيدروجين الأخضر لانتقال الطاقة:
أنه من الضروري الترويج له من أجل تحقيق الالتزامات المناخية لاتفاق باريس وأهداف الانبعاثات الصفرية التي تتطلبها حالة الطوارئ المناخية.
وفقًا لتقرير صادر عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) ، يمكن أن تنخفض تكلفة منشآت الهيدروجين من 40٪ إلى 80٪ على المدى الطويل.
. هذا ، إلى جانب انخفاض أسعار الطاقة المتجددة ، يشير إلى أن الهيدروجين الأخضر يمكن أن يكون مربحًا اعتبارًا من عام 2030
الهيدروجين الأخضر وخطط مصر للاستفادة منه:
يبدو أن الهيدروجين الأخضر هو الموضوع الأبرز الآن على ساحة الاقتصاد الأخضر العالمي،
حيث أعلنت العديد من الدول حول العالم بما فيها الدول المتقدمة مثل أستراليا وفرنسا، وأيضا الأسواق الناشئة مثل الهند والبرازيل، عن مبادرات للهيدروجين الأخضر.
وقد انضمت مصر أيضا لتلك الأسواق، وقالت الحكومة إنها ستعلن قريبا عن مشاريع تتعلق بالهيدروجين الأخضر كجزء من مبادرة وطنية، كما تهدف إلى دمجه في إستراتيجية الطاقة 2035.
تحقق من فهمك
المراجع:الهيدروجين الأخضر
1- موقع acconia.com أطلعت عليه بتاريخ17/11/2022.
2- موقع irena.org أطلعت عليه بتاريخ 17/11/2022.
3-موقع weforum.org أطلعت عليه بتاريخ 17/11/2022.
4- موقع enterprise.press أطلعت عليه بتاريخ 17/11/2022.
Thx
We are glad to have you with us