شارك

"ألوان" الهيدروجين ومستقبل الاقتصاد الأخضر

التنقل الكهربائي المخزن في البطاريات أو الاسطوانات؟ هناك الكثير من الحديث عن الهيدروجين ولكن عليك أن تفهم أين يُنصح باستخدامه وأين لا. هنا بعض المواد الغذائية للفكر

"ألوان" الهيدروجين ومستقبل الاقتصاد الأخضر

كما لو أن المعارضة بين مؤيدي التنقل الكهربائي والمتحمسين للتنقل الحراري لم تكن كافية ، تظهر الآن مبارزة جديدة أيضًا على جبهة أكثر دعاة حماية البيئة راديكالية. هناك دائمًا حديث عن الجر الكهربائي ، ولكن من ناحية هناك داعمون للكهرباء مخزنة في البطاريات ، ومن ناحية أخرى هناك داعمون للكهرباء مخزنة في أسطوانات ، على شكل هيدروجين. أيضًا في هذه الحالة الثانية سيكون المحرك كهربائيًا ، لكن الطاقة سيأتي من جهاز يسمى "خلية وقود" الذي يحول الهيدروجين إلى كهرباء مباشرة في السيارة.

قدم وزير التحول البيئي روبرتو سينجولاني مساعدة لطيفة لمؤيدي خلايا الوقود ، مشيرًا إلى أن تكنولوجيا البطاريات يمكن أن "تمر" ؛ وربما بعد 10 سنوات سنسافر جميعًا باستخدام الهيدروجين. حتى المفوضية الأوروبية ، التي حددت الخطط المناخية متوسطة المدى ، أدرجت الهيدروجين ضمن الحلول اللازمة لتحقيق إزالة الكربون بشكل كامل من بعض القطاعات ، مع الإشارة بشكل خاص إلى التطبيقات الصناعية. هذا الاختيار ليس من قبيل الصدفة: في مكافحة تغير المناخ من المهم في الواقع استخدام الموارد والتقنيات بكفاءة ؛ في التنقل ، لا يستحق استخدام الهيدروجين (إلا في سياقات محددة ، كما سنرى لاحقًا). علاوة على ذلك، التقنيات التي ينتج بها هذا العنصر لا تزال باهظة الثمن لتطوير. ومع ذلك ، ستوفر المفوضية الأوروبية مساهمات من أجل تسريع خفض تكاليفها ، مما يسمح بتسويق الهيدروجين على نطاق واسع بهدف إزالة الكربون من التطبيقات المذكورة أعلاه.

ولكن قبل فهم المكان الأفضل لاستخدام الهيدروجين ، نحتاج إلى تقييم مدى "نظافته" ، وبالتالي استدامته. إنه العنصر الأكثر حضوراً في الكون وبالتالي فهو لا ينضب. ومع ذلك ، فهو يرتبط دائمًا بالآخرين: على سبيل المثال ، مع الأكسجين في الماء (H2O) ، أو الكربون في الميثان (CH4). لذلك يجب "استخراجه" ، مما يوفر الطاقة لإحداث هذا الفصل. يتم الحصول على الغالبية العظمى من ذلك المستخدم اليوم ، والوحيد الذي يمكن إنتاجه بتكاليف مقبولة ، من الميثان ، وهو وقود أحفوري ، من خلال تفاعل يسمى إعادة تشكيل التيار. إنه غير مستدام على الإطلاق ، لأنه أثناء العملية يطلق كميات كبيرة من غازات الاحتباس الحراري (CO2) وفي الواقع يتم تعريفه على أنه "رمادي" ورفض في البداية.

تعمل العديد من شركات النفط والغاز ، ENI على سبيل المثال ، على ما يسمى بالهيدروجين "الأزرق" الذي يُشتق أيضًا من إعادة تشكيل تيار الميثان ، ولكن مع عزل الكربون وتخزينه في نفس الوقت. لا تزال هذه العملية غير قادرة على المنافسة من حيث التكاليف ، وليست خالية من تشتت كل من الميثان في إنتاجه ونقله (أيضًا غاز دفيئة ، مع تأثيرات تغير المناخ أكثر وضوحًا من ثاني أكسيد الكربون2,) وثاني أكسيد الكربون, بالنظر إلى أن عملية الالتقاط والتخزين بعيدة عن أن تكون فعالة بنسبة 100 ٪ ومعقدة بسبب مشكلة العثور على موقع آمن للتخزين تحت الأرض. علاوة على ذلك ، تتطلب العملية برمتها كميات كبيرة من الطاقة ليتم تنفيذها.

الهيدروجين الوحيد النظيف حقًا هو الهيدروجين "الأخضر". يتم الحصول عليها من التحليل الكهربائي للماء ، وهي تطلق الأكسجين النقي فقط في الغلاف الجوي ولا تولد ثاني أكسيد الكربون. البنغو؟ بالكاد. تتطلب عملية التحليل الكهربائي قدرًا كبيرًا من الطاقة: ثلاث مرات أكثر مما يمكن تخزينه ومن ثم إعادته. لذلك ، نظرًا لأنه مورد نادر ، فإن أفضل استخدام للهيدروجين الأخضر هو فقط في حالة عدم وجود بدائل أكثر كفاءة: هذه القطاعات صناعية بشكل أساسي. من ناحية أخرى ، إذا كان لدينا يومًا ما بالفعل كهرباء "خضراء" بنسبة 2٪ ، فلماذا لا نستخدمها بشكل مباشر ، بدلاً من التخلص من ثلثيها لإنتاج الهيدروجين؟

بغض النظر عن كل هذا ، فإن تكلفة تقنية التحليل الكهربائي للهيدروجين "الخضراء" تبلغ اليوم أكثر من ضعف تلك الخاصة بـ "الرمادي" ، ولكن العديد من الدراسات (بما في ذلك تقرير توقعت لجنة تحولات الطاقة أنها ستصبح قادرة على المنافسة (مقارنة بالهيدروجين "الرمادي") بحلول نهاية هذا العقد. أخيرًا ، يجب التعامل مع الهيدروجين بعناية. إنه قابل للاشتعال. إنه أصغر جزيء في الكون لذلك يمكنه أن يتشتت بسهولة إذا كانت الحاويات ذات مسامية قليلة. خاصة أنه يجب ضغطها إلى 700 جو لتقليل حجمها ونقلها وتوزيعها والاستغناء عنها ليس لعبة أطفال.

بشكل ملموس ، فإن القطاعات التي سيشهد فيها الهيدروجين الأخضر تطبيقاته الصناعية الأولى على المدى القصير هي تلك التي تستخدم بالفعل الهيدروجين المشتق من الوقود الأحفوري كمادة خام: على سبيل المثال ، سيتم استخدامه في الإنتاج المستدام للأمونيا ، وهو منتج أساسي في الأسمدة وفي العديد من العمليات الكيميائية الأخرى.

في وقت لاحق ، سيكون بمثابة وقود ضروري ليحل محل الفحم والميثان في العمليات الصناعية القائمة على الحرارة ، مثل مصانع الحديد والصلب والسيراميك والأسمنت. حتى في النقل الجوي يبدو أنه البديل الوحيد للكيروسين لوقود المحركات النفاثة. لكن سفن الحاويات عبر المحيطات؟ القطارات التي لا تزال تسافر اليوم بمحركات ديزل على خطوط 57٪ غير كهربائية؟ يعد النقل البحري والسكك الحديدية من المجالات الأخرى التي سيتمكن الهيدروجين الأخضر من التطور فيها نظرًا لعدم وجود بديل مع المراكم (حتى الآن).

لاختتام التحليل ، فإن معهد بوتسدام لبحوث التأثيرات المناخية الجمل أن سيارة الهيدروجين هي "وعد كاذب". ورئيس فولكس فاجن هربرت ديس, يقول في تغريدة: "لقد ثبت أن سيارة الهيدروجين ليست هي الحل للمناخ. المناقشات الزائفة مضيعة للوقت. من فضلك استمع إلى العلم! " لذلك ، على عكس السيارة الكهربائية التي تعمل بالبطارية والتي نراها بالفعل في مدننا ، (من شبه المؤكد) أننا لن نرى سيارة الهيدروجين أبدًا في الحياة اليومية.

تعليق