مشاكل الهيدروجين الأخضر

مستقبل الهيدروجين

الهيدروجين الأخضر هو شكل من أشكال الهيدروجين يتم إنتاجه من خلال عملية تسمى التحليل الكهربائي للماء ، والتي تستخدم الكهرباء من مصادر متجددة ، مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. تعتبر هذه التقنية بديلاً واعدًا للوقود الأحفوري ، نظرًا لأن إنتاج الهيدروجين الأخضر خالٍ من الكربون تقريبًا. ومع ذلك ، هناك بعض مشاكل الهيدروجين الخضراء التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار لاعتبارها بديلاً رسميًا للوقود الأحفوري.

في هذه المقالة سوف نخبرك عن المشاكل الرئيسية للهيدروجين الأخضر وخصائصه ومزاياه وعيوبه.

إنتاج الهيدروجين الأخضر

طاقة متجددة

الهيدروجين لديه القدرة على تخزين الطاقة التي يمكن استخدامها عند الحاجة. هذا ليس بجديد. لكن الهيدروجين ليس وحده على الأرض. يتم ربطه دائمًا بجزيئات أخرى لتشكيل العناصر. أبسطها: الماء وصيغته الجزيئية المعروفة H2O. ترتبط ذرتان من الهيدروجين بأكسجين واحد.

ولكنه موجود أيضًا في الوقود الأحفوري مثل الميثان أو البترول المسال. في اللحظة، 99٪ من الهيدروجين في إسبانيا يأتي من هذه الأحافير. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية ، يولد الشراء العالمي للهيدروجين حوالي 900 مليون طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون كل عام.

لجمع الهيدروجين من مادة خام نظيفة مثل الماء ، من الضروري تطبيق تيار كهربائي عليه لفصل عناصره والحفاظ على الهيدروجين معزولًا. إذا كانت الكهرباء المستخدمة في عملية التحليل الكهربائي تأتي من مصادر متجددة ، مثل الألواح الشمسية أو طواحين الهواء ، فإنها تسمى الهيدروجين الأخضر. من خلال إطلاق طاقتها المخزنة ، لا تنبعث منها غازات الدفيئة. على هذا النحو ، فإنه يعالج أزمة المناخ بحسن نية.

تخزين الطاقة

إذا تم استخدام الكهرباء المولدة من المجمعات الكهروضوئية أو توربينات الرياح لإنتاج الهيدروجين المنفصل عن الماء ، فسيكون هذا بمثابة وقود. بمعنى آخر ، لا تُفقد هذه الطاقة (الكهرباء) أو تُستخدم عند إنتاجها: يمكن بعد ذلك إطلاق الهيدروجين من خلال المحركات أو الآلات أو البطاريات باستخدام التكنولوجيا المناسبة.

تسلط وزارة التحول البيئي الضوء على أن دورها كمخزن موسمي سيكون أساسياً ، بالنظر إلى استخدام فائض الطاقة المتجددة في نظام كهرباء متجدد بشكل متزايد. سيكون هذا أحد الحلول لإدارة إنتاج الكهرباء عندما تكون الموارد المتجددة شحيحة بشكل مزمن.

مشاكل الهيدروجين الأخضر

مشاكل الهيدروجين الخضراء في الإنتاج

يجب أن تكمن المشكلة في التكلفة وصعوبة الإنتاج. أولاً ، على الرغم من أن الهيدروجين هو أحد أكثر العناصر وفرة على الأرض ، إلا أنه ليس متاحًا بسهولة لأنه لا يوجد بمعزل عن الطبيعة ، بل بالأحرى يتم إنتاجه من مواد أخرى تحتوي على الهيدروجين ، مثل الماء والفحم والغاز الطبيعي. الطريقة المثلى لإنتاجه هي الحصول عليه مباشرة من الماء (الموجود في 70٪ من سطح الأرض) من خلال عملية تسمى التحليل الكهربائي ، والتي تتكون من تحلل جزيئات الماء (H2O) ، المتحللة إلى أكسجين (O2) والهيدروجين (H2).

ومع ذلك ، عادة ما تكون هذه عملية مكلفة تتطلب الكثير من الكهرباء (وليس من مصادر متجددة في معظم الحالات) لتشغيل المحلل الكهربائي. أدت صعوبة الحصول على هيدروجين نظيف بنسبة 100٪ إلى قيام المنتجين بتصنيف المنتجات الناتجة وفقًا لقيمتها المستدامة. وبالتالي ، فإن الهيدروجين الرمادي ، وهو الأكثر استخدامًا حاليًا ، هو الأقل ملاءمة للبيئة ، نظرًا لأن إنتاجه لا يزال يتطلب الوقود الأحفوري.

كبديل ، لا يزال "الهيدروجين الأزرق أو منخفض الكربون" يتطلب وقودًا أحفوريًا ولكنه يصدر كميات أقل من الكربون لأنه تتم إزالته من خلال عملية تعرف باسم "الالتقاط والتخزين". الخيار الأكثر خضرة هو "الهيدروجين الأخضر" المنتج من الطاقة المتجددة ، بديل مستدام بنسبة 100٪ ولكنه الأقل شيوعًا في السوق.

كم يكلف إنتاج الهيدروجين؟

شرع بحث نُشر مؤخرًا في المجلة المتخصصة Nature Energy في تحديد تكلفة إنتاج الهيدروجين من الكهرباء (من خلال التحليل الكهربائي) لتحديد ما إذا كان بديلًا قابلاً للتطبيق تجاريًا. للقيام بذلك ، جمع الباحثون بيانات عن تكاليف وأسعار الهيدروجين وقارنوها بأسعار الكهرباء في سوق الجملة وبيانات العام بأكمله حول توليد طاقة الرياح في ألمانيا والولايات المتحدة.

وخلص إلى أن النظام الهجين (يولد الهيدروجين من الطاقة المتجددة ، عادة طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية) يمكن أن يكون مربحًا من 3,23 يورو للكيلوغرام الواحد. ومع ذلك ، تشير الدراسة نفسها إلى أن تكلفة المحلل الكهربائي آخذة في الانخفاض بشكل كبير ، مما قد يقلل بشكل كبير من تكلفة إنتاج الهيدروجين من مصادر متجددة ، وهو ما يمثل "عقدًا ونصفًا كاملاً" من حيث استدامة الطاقة.

في الواقع ، وفقًا لخافيير براي ، رئيس الرابطة الإسبانية للطاقة الهيدروجينية ، فإن ذلك ممكن بالفعل. التحليل الكهربائي هو الطريقة الثانية في العالم لإنتاج الهيدروجين على نطاق صناعي. علاوة على ذلك ، فهي طريقة نظيفة وتتناسب تكلفتها بشكل مباشر مع الكهرباء المستخدمة في إنتاجها. للخبير ، القيم الأقل من 2,5 سنت لكل كيلوواط ساعة تعطينا أسعارًا تبلغ حوالي 2,5 يورو للكيلوغرام، مما يجعله حلاً قابلاً للتطبيق لإزالة الكربون من قطاعات مثل الصناعة أو النقل أو الطاقة.

ميزة

مشاكل الهيدروجين الخضراء

على الرغم من أنها الأقل إنتاجًا حاليًا في السوق ، إلا أنها تتمتع بمزايا كبيرة تكمن في إمكاناتها الكبيرة:

  • تخفيض الانبعاثات: لا ينتج عن إنتاج واستخدام الهيدروجين الأخضر ثاني أكسيد الكربون أو الملوثات المحلية الأخرى ، مما يساهم بشكل مباشر في الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ويساعد في مكافحة تغير المناخ.
  • تخزين الطاقة بكفاءة: يمكن تخزين الهيدروجين الأخضر بسهولة ، مما يجعله حلاً جذابًا لتخزين الطاقة المتجددة في الأوقات التي يكون فيها الطلب منخفضًا ويكون التوليد مرتفعًا.
  • العديد من التطبيقات: يمكن استخدامه لتشغيل المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود ، وكوقود للمولدات الكهربائية في الصناعات ، وكمواد خام في إنتاج الكيماويات والأسمدة.
  • استقلال الطاقة: من خلال الاعتماد على مصادر الطاقة المتجددة لإنتاجه ، يقلل الهيدروجين الأخضر من الاعتماد على الوقود الأحفوري المستورد وتقلبات الأسعار المرتبطة بهذه الموارد غير المتجددة.
  • وقود نظيف للصناعة: يوفر الهيدروجين الأخضر خيار وقود نظيفًا ومستدامًا للصناعة ، مما يقلل من تأثيره البيئي ويساهم في التحول نحو اقتصاد منخفض الكربون.

آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن مشاكل الهيدروجين الأخضر وخصائصه والمزايا التي يتمتع بها.


اترك تعليقك

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

*

*

  1. المسؤول عن البيانات: ميغيل أنخيل جاتون
  2. الغرض من البيانات: التحكم في الرسائل الاقتحامية ، وإدارة التعليقات.
  3. الشرعية: موافقتك
  4. توصيل البيانات: لن يتم إرسال البيانات إلى أطراف ثالثة إلا بموجب التزام قانوني.
  5. تخزين البيانات: قاعدة البيانات التي تستضيفها شركة Occentus Networks (الاتحاد الأوروبي)
  6. الحقوق: يمكنك في أي وقت تقييد معلوماتك واستعادتها وحذفها.