بشكل عام يعتبر الهيدروجين مادة كيميائية مهمة جداً للعديد من العمليات الصناعية وعلى الأخص في إنتاج الأمونيا التي تُستخدم كثيراً في صناعة السماد المستخدم في زراعة الغذاء، كما تشمل أيضاً بعض الاستخدامات الأخرى تكرير المعادن وصناعة أشباه الموصلات التي قد يتم استخدامها لصنع شرائح الكمبيوتر في معظم الهواتف والأجهزة اللوحية، وأيضاً تُستخدم طاقة الهيدروجين في تكرير البترول (بنزين وديزل)، وأهم فائدة لاستخدام طاقة الهيدروجين كوقود هي أنه عندما يتم حرقها فإن المنتج الثانوي هو مجرد ماء، ويمكن أن تساعد طاقة الهيدروجين في تقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ودمج الطاقة المتجددة في الشبكة وتقليل استخدام أنواع الوقود الأحفوري الأخرى.
ما هي طاقة الهيدروجين؟
هي عبارة عن الطاقة التي يتم توليدها من الهيدروجين من خلال خلايا الوقود، حيث يتم استخدام العديد من التقنيات لاستخراج الطاقة من خلايا الوقود هذه وهي تقنية إصلاح البخار والتحليل الكهربائي، وأخيراً قد يتم الاستفادة من هذه الطاقة كوقود أو على شكل كهرباء لاستخدامها في حياتنا اليومية.
أشياء يجب معرفتها حول طاقة الهيدروجين:
- يعتبر الهيدروجين هو أبسط العناصر وأكثرها وفرة في الكون، ولكنه نادراً ما يوجد كغاز على الأرض، حيث يجب فصله أولاً عن العناصر الأخرى، ومن ثم بعد ذلك يمكن إنتاج طاقة الهيدروجين من العديد من الموارد المحلية مثل: الوقود الأحفوري والطاقة النووية والكتلة الحيوية ومصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل: الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية باستخدام مجموعة واسعة من العمليات، وإحدى هذه العمليات تسمى: التحليل الكهربائي والتي تقسم الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء من مصادر طاقة متعددة.
- يمكن لطاقة الهيدروجين أن تربط مختلف قطاعات الاقتصاد، فعلى سبيل المثال يمكن أن يؤدي إنتاج الهيدروجين عندما يتجاوز التوليد الحمل الكبير على الشبكة إلى تقليل تقليص مصادر الطاقة المتجددة وتحسين العديد من محطات التحميل الأساسية الحالية مثل: الطاقة النووية، وأيضاً يمكن تخزين الهيدروجين وتوزيعه واستخدامه كمادة وسيطة للنقل (الشاحنات والسكك الحديدية والبحرية) والطاقة الثابتة والمعالجة أو حرارة المباني والقطاعات الصناعية والتصنيعية (مثل تصنيع الصلب)، مما يؤدي إلى تحقيق إيرادات إضافية وزيادة القيمة الاقتصادية.
- تولد خلايا الوقود (المستخدمة لتوليد الطاقة من الهيدروجين) الكهرباء من خلال تفاعل كهروكيميائي، ويمكن أن تستخدم أنواعاً مختلفة من الوقود، وعندما يتم استخدام هذا الهيدروجين كوقود فإنها قد تنبعث منها: الماء والحرارة، وطالما يوجد مصدر ثابت للوقود والأكسجين ستستمر خلايا الوقود في توليد الطاقة (الكهرباء).
- يمكن لخلايا وقود طاقة الهيدروجين أن تحل محل الغاز الطبيعي في معظم محطات الطاقة والحرارة المشتركة، والتي قد تُستخدم لتوليد حرارة وطاقة قابلة للاستخدام في وقت واحد كعملية توليد لامركزية، كما يمكن لأنظمة خلايا الوقود أيضاً تحويل ما يصل إلى حوالي 90 في المائة من الطاقة في الوقود إلى طاقة كهربائية وحرارة مفيدة، ويوجد حالياً الآلاف من الوحدات الصغيرة التي توفر الطاقة الكهربائية والمياه الساخنة في المستشفيات والفنادق والشركات ذات الطلب الكبير على الماء الساخن أو البخار في بعض دول العالم مثل: اليابان.
- يمكن استخدام خلايا الوقود في أي مكان تقريباً توجد فيه حاجة للطاقة الكهربائية، حيث إنها تكون أكثر كفاءة من محركات الاحتراق ولها موثوقية أعلى وانبعاثات أقل، وأيضاً في السيارات يمكن أن توفر خلايا الوقود إعادة التزود بالوقود بشكل أسرع وأسهل ونطاقات أطول من الأجيال الحالية من البطاريات.
- يتم إنتاج أكثر من حوالي 10 ملايين طن متري من الهيدروجين سنوياً في بعض دول العالم، على سبيل المثال: الولايات المتحدة، حيث يأتي معظم الهيدروجين المنتج في الولايات المتحدة من عملية تسمى إعادة تشكيل بخار الميثان، واثنان من أكبر المستخدمين لهذا الهيدروجين هما: صناعات تكرير البترول وإنتاج الأسمدة، ويوجد حالياً حوالي (1600) ميل من خطوط أنابيب الهيدروجين في الولايات المتحدة وهناك منشآت كبيرة لإنتاج طاقة الهيدروجين في كل ولاية تقريباً.
- تعد طاقة الهيدروجين هي الجزيء الصغير الذي يمكن أن تلعب دوراً كبيراً في خفض كمية الانبعاثات في الجو، حيث تم الترحيب بطاقة الهيدروجين على أنها حاسمة في إزالة الكربون من كوكب الأرض، فعندما يتم تفاعل الهيدروجين (H) مع الأكسجين (O) يتم إطلاق الكثير من الطاقة، والمنتج الآخر الوحيد هو الماء (H2O)، وإن هذا المزيج من الطاقة العالية والانبعاثات الصفرية يفتح الباب حقاً أمام إزالة الكربون من الصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة، والتي عادةً يصعب التخلص منها.
- وفقاً للعديد من الأبحاث أنه في المستقبل ستنضم طاقة الهيدروجين إلى الكهرباء – كحامل مهم للطاقة، حيث يمكن تصنيعه بأمان من مصادر الطاقة المتجددة بمعنى غير ملوث، كما قد يتم استخدام طاقة الهيدروجين كوقود للمركبات عديمة الانبعاثات ولتدفئة المنازل وبعض المكاتب وإنتاج الكهرباء وتزويد الطائرات بالوقود.
