مدونة جسور المعارف للعلوم والثقافة

الهيدروجين الأخضر

أهتمت العديد من الدول في الوقت الحاضر بإنتاج الهيدروجين الأخضر وذلك بعدما شاهد العالم وعايش التغيرات المناخية وما صاحبها من ظواهر أثرت على البيئة التي نعيش فيها من ارتفاع ملحوظ لدرجة حرارة الأرض وذوبان الجليد في القطب الشمالي للأرض.

الأهمية الاقتصادية للهيدروجين الأخضر.

ولقد ظهر الهيدروجين الأخضر في عدد من تعهدات خفض الانبعاثات في مؤتمرات الأمم المتحدة للمناخ ، COP ، كوسيلة لإزالة الكربون ومشتقاته من الصناعات الثقيلة وصناعة الأسمنت وإطارات السيارات والشحن لمسافات طويلة والشحن بالطيران.

أهداف المقال:

يتناول المقال ما يلي:

· تعريف الهيدروجين الأخضر وطرق إنتاجه واستخداماته والتهديدات والصعوبات التي تواجه إنتاجه. كذلك مخاطر استخدام الهيدروجين ومزايا استخدامه والعيوب.

· الدول المنتجة للهيدروجين الأخضر و مساهمة افريقيا في إنتاج الهيدروجين الأخضر.

ما هو الهيدروجين الأخضر؟

أطلق اسم الهيدروجين الأخضر على غاز الهيدروجين الناتج من استخدام الكهرباء الخضراء والناتجة من الطاقة الجديدة والمتجددة أو الطاقة منخفضة انبعاثات الكربون والتي لم يتولد عند إنتاجها غاز ثاني أكسيد الكربون أو الغازات الدفيئة ويعتبر بذلك صديق للبيئة.

طرق انتاج الهيدروجين الأخضر

هناك عدة طرق إنتاج الهيدروجين الأخضر منها:

طريقة التحليل الكهربائي: ينتج الهيدروجين بطـريقة التحليل الكهربائي لجزء الماء (H₂ O) والمكون من 2 ذرة هيدروجين وذرة اكسجين وذلك بتمرير تيار كهربائي يقوم بتكسير جزء الماء إلى عنصرين الهيدروجين والاكسجين وبعد ذلك فصلهما منتجاً الهيدروجين الأخضر (H₂).

طريقة معالجة المواد العضوية: في هذه الطريقة يتم معالجة المواد العضوية مثل نشارة وكسر الخشب، بقايا المحاصيل الزراعية من قش الأرز والقصب، ومن بعض النفايات التي تحتوي على الكربون مثل المواد البلاستيكية واطارات السيارات وبقايا المواد الصلبة من الصرف الصحي.

يقوم بتسخين تلك المواد العضوية لدرجة حرارة تتراوح بين 900: 1200 درجة مئوية . ينتج من ذلك غاز الميثان ( CH4) وهو مركب كيميائي فيه ذرة هيدروجين مرتبطة بـ 4 ذرات كربون. ويعتبر غاز الميثان المكون الأساسي للغاز الطبيعي والذي يعد عنصر هام من الطاقة المطلوبة.

لمعرفة المزيد عن الهيدروجين الأخضر "اضغط هنا"

استخدامات الهيدروجين الأخضر

تتسارع الخطى حالياً كي تستفيد الدول من الهيدروجين الأخضر مع زيادة الطلب على مصادر الطاقة خاصة النظيفة منها وذلك للحد من الانبعاثات التي يسببها استخدام الوقود الاحفوري مثل البترول والفحم ومن ثم زاد الطلب على انتاج الهيدروجين الأخضر حيث يستخدم في كثير من التطبيقات مثل:

وقود وسائل النقل: يستخدم الهيدروجين الأخضر كوقود في بعض المركبات والسيارات .

الصناعة: يستخدم الهيدروجين الاخضر في كثير من مجالات الصناعة المختلفة، خاصة إنتاج الأمونيا والأسمدة واللازمة في قطاع الزراعة.

الوقود والتدفئة للمنزل: تعمل الحكومات حالياً على توفير تكنولوجيا استبدال شبكات الغاز الطبيعي الذي يستخدم في المنازل بشبكات تعمل بغاز الهيدروجين الأخضر لتوفير الوقود المنزلي والتدفئة.

التحديات والصعوبات التي تواجه إنتاج الهيدروجين الأخضر

نعلم أن الهيدروجين له استخدامات عدة ولكن هناك كثير من التحديات تواجه الحكومات لإنتاجه، منها :

· ارتفاع تكاليف إنتاج الطاقة المتجددة.

· ارتفاع تكاليف تحلية المياه المستخدمة في عملية إنتاج الهيدروجين الأخضر.

· صعوبة تخزين الهيدروجين الأخضر المنتج.

· فلة كفاءة وسائط تخزين الكهرباء التي يتم توليدها من الطاقة المتجددة.

· عدم توفر حماس الحكومات وقلة الطلب على الهيدروجين الأخضر حول العالم.

الدول المنتجة للهيدروجين الأخضر:

وفق عدد من الدراسات الاستراتيجية فأن الدول المنتجة للهيدروجين الأخضر تقع معظمها في منطقة الشرق الأوسط وتتمثل في مصر، الإمارات ، السعودية، المغرب، عمان، العراق، الجزائر، قطر، موريتانيا. وهي 9 دول ترسم خريطة مستقبل الهيدروجين الأخضر عبر العالم وتعمل بدورها عاملاً مهم في حماية البيئة ومعالجة تغير المناخ.

مساهمة أفريقيا في إنتاج الهيدروجين الأخضر:

وقع عدد من الدولة الأفريقية اتفاقية باريس لعام 2015 وما تالتها للمناخ ، التي تسعى إلى الحد من الزيادة في ارتفاع درجات حرارة الأرض . وقد حددت مجموعة من أهداف الحصول على الطاقة النظيفة لخفض الانبعاثات. حيث يمثّل قطاع توليد الكهرباء العنصر الأكبر في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في معظم تلك البلدان .

وأيقنت الدول أن إنتاج الهيدروجين الأخضر الحل الأمثل لمشكلة الانبعاثات ويُعدّ أفضل الخيارات لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في قطاع الصناعة والتي يصعب تخفيف انبعاثاتها، مثل صناعة الأسمنت وصناعة الحديد والصلب، وأنظمة الطاقة المركزية، وقطاع النقل والمواصلات، ومن تلك المشروعات:

مصنع الهيدروجين الأخضر في مصر: تعتبر مصر صاحبة وفرة في الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتمتاز بقربها من الأسواق الأوروبية، ومن ثم تقود مصر عملية البناء المتسارع لأكبر مشروع هيدروجين أخضر على مستوى العالم. ويهدف إلى استخدام الهيدروجين الأخضر كمادة وسيطة لإنتاج الأمونيا الخضراء، والمخطط لها في المنطقة الصناعية بخليج السويس.

مشروع هيدروجين فالي في جنوب أفريقيا: تمتلك جنوب إفريقيا موارد هائلة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وبها وفرة في معدن البلاتين المستخدم في المحللات الكهربائية، مما يجعلها ذات مكانة في إنتاج الهيدروجين الأخضر المجدي من حيث التكلفة والتصدير.

مشروع نور في موريتانيا: تعتبر موريتانيا من الدول الغنية بطاقتيْ الشمس والرياح إذ تتميز بسرعات رياح بحرية تزيد على 10 أمتار في الثانية وبها أعلى مستوى سطوع شمسي على مستوى العالم. وهي بذلك مهيأة لأن تكون واحدة من أرخص موردي الهيدروجين الأخضر في العالم .

ومنحت الحكومة الموريتانية شركة شاريوت البريطانية حقوق الاستثمار في مشروع إنتاج الهيدروجين الأخضر بهدف إنتاج 10 ميغاواط، المعروف باسم مشروع نور، على مساحة 14 ألفًا و400 كيلومتر مربع في المناطق البرية والبحرية.

مصنع اس سي دي آي في ناميبيا: طورت ناميبيا مشروع هيدروجين أخضر عملاق بالشراكة مع شركة هايفن هيدروجين إنرجي بهدف إنتاج ما يقرب من 300 ألف طن من الهيدروجين سنويًا وذلك لإنتاج 2 ميغاواط من الكهرباء المتجددة في المرحلة الأولى.

وحدد موقع المشروع بالقرب من متنزه تساور خايب الوطني على شاطئ المحيط، ويمثل أحد أكثر المواقع ثراءً بالموارد على مستوى من طاقة الرياح والطاقة الشمسية الموجودة. وتعمل ناميبيا على جعل البلاد مركزًا لإنتاج الهيدروجين الأخضر وتوزيعه إلى أوروبا وبقية العالم.

مشروع هيفوا أمونيا في المغرب: أطلقت الحكومة المغربية في عام 2022 مشروع هيفوأمونيا وهو مشروع استثماري ضخم والذي يهدف إلى إنتاج الهيدروجين الأخضر بغرض إنتاج 183 ألف طن من الأمونيا الخضراء يصاحبها التخلص من 280 ألف طن من غاز ثاني أكسيد الكربون الملوث للبيئة.

ويسعى المغرب إلى تعظيم الإنتاج المحلي للهيدروجين بغرض الحد من استيراد الأمونيا الرمادية لإنتاج الفوسفات، فضلًا عن زيادة التصدير إلى السوق الأوروبية والأسواق المجاورة الأخرى.

مخاطر الهيدروجين

بعد اتمام إنتاج الهيدروجين يتم تخزينه في خزانات ، ثم يتم سحبه عبر خطوط من الأنابيب حسب الحاجة. ويخزن الهيدروجين إما تحت ضغط يعادل 700 ضغط جوي أو تبريده إلى 253 درجة تحت الصفر وبذلك تكمن خطورة تخزين الهيدروجين مع زيادة تكلفة إضافية إلى تكلفة الإنتاج. ولكن تلك التكلفة هي أقل من تكلفة التغير في المناخ وما يصاحبها من الكوارث المناخية.

المزايا والسلبيات لاستخدام الهيدروجين

هناك العديد من المزايا التي يمكن أن ننعم بها مع استخدام الهيدروجين الأخضر ولكن يصاحبه بعض العيوب نستعرض ذلك كالتالي:

المزايا

· صديق للبيئة حيث لا ينبعث منه غازات ملوثة سواء أثناء الإنتاج أو الاستخدام.

· قابل للتخزين ونقله واستخدامه عند الحاجة.

· يستخدم في كثير من الأغراض المنزلية والتجارية والصناعية.

العيوب

· تكلفة الإنتاج عالية.

· يحتاج إلى مزيد من الأمان عند تخزينه ونقله.

· يحتاج إلى مصادر طاقة نظيفة وهي مكلفة غير متوفرة في أماكن عدة.

الخاتمة

الهيدروجين الأخضر هو غاز الهيدروجين ناتج من عملية كيميائية بدون انبعاثات ملوثة للبيئة من غازات الكربون مما يقلل ظاهرة الاحتباس الحراري الذي يشهدها العالم حالياً. وبذلك يعتبر الهيدروجين الأخضر عنصر هام وخطوة فعالة لإزالة أسباب تغير المناح.

المراجع والمصادر

شبكة الانترنت.