اقرأ في هذا المقال
بشكل عام إن طلبنا على الطاقة في تزايد مستمر، ويتوقع بعض المحللون أن يكون طلبنا على الطاقة في عام 2050 أعلى بنسبة 30-40٪ عن اليوم حتى مع افتراض أننا أصبحنا أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، والزيادات على هذا النطاق ليست غير مسبوقة، فعلى مدى السنوات الثلاثين الماضية تضاعف الطلب العالمي حقاً على الطاقة، ومن الطريقة التي نستخدم بها الطاقة والتدفئة لمنازلنا – إلى الوقود الذي نستخدمه في سياراتنا فإن مصادر الطاقة التي نعتمد عليها قد تطلق ثاني أكسيد الكربون الضار في الغلاف الجوي، وبالنظر إلى حجم تحدي إزالة الكربون فإننا نحتاج إلى استخدام العديد من الحلول التكنولوجية جنباً إلى جنب، ومن أهم هذه الحلول التكنولوجية هي طاقة الهيدروجين.
ما هي طاقة الهيدروجين؟
هي عبارة عن طاقة نظيفة ومستدامة يتم توليدها عادةً من خلال خلايا الوقود عن طريق بعض التقنيات، حيث كانت طاقة الهيدروجين حلاً محتملاً للطاقة النظيفة منذ عقود سابقة، وذلك لأن طاقة الهيدروجين تحترق بشكل نظيف وتنتج الحرارة والماء فقط كمنتجات ثانوية، ويمكن استخدام هذه الطاقة في محطات توليد الطاقة مثل: الغاز الطبيعي أو في خلايا الوقود لتشغيل المركبات أو المباني، وقد يؤدي انخفاض تكاليف إنتاج طاقة الهيدروجين وقدرتها على إنتاج طاقة خالية من انبعاثات الكربون إلى زيادة الاهتمام باقتصاد طاقة الهيدروجين.
إمكانيات طاقة الهيدروجين:
يمكن استخلاص طاقة الهيدروجين من الوقود الأحفوري والكتلة الحيوية أو من الماء أو من مزيج منهما، ويعتبر الغاز الطبيعي حالياً المصدر الأساسي لإنتاج الهيدروجين، حيث يمثل حوالي ثلاثة أرباع الإنتاج العالمي السنوي المخصص للهيدروجين البالغ حوالي 70 مليون طن، وهذا يمثل حوالي 6٪ من استخدام الغاز الطبيعي العالمي، ويلي الغاز الفحم نظراً لدوره المهيمن في بعض دول العالم، وأخيراً ينتج جزء صغير من استخدام النفط الخام والكهرباء لتوليد الطاقة من الهيدروجين.
كما أن طاقة الهيدروجين يوجد لديها القدرة على إزالة الكربون من عملية توليد الكهرباء والنقل والحرارة، وهذا لأنه بكل بساطة عندما تُنتج طاقة الهيدروجين من خلال تقنية التحليل الكهربائي باستخدام الكهرباء لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين فإن هذه الطاقة لا تنتج أي ملوثات.
وربما يكون الاستخدام الأكثر شهرة لطاقة الهيدروجين حالياً هو النقل، فعلى سبيل المثال في السيارات الكهربائية غالباً ما يشعر السائقون بالقلق بشأن مداها والوقت المستغرق لإعادة الشحن، وهنا تتجنب المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود والتي تعمل بالهيدروجين هذه المخاوف نظراً لأنها لها مدى أطول ووقتاً أسرع للتزود بالوقود وتتطلب القليل من التغييرات السلوكية.
كما يمكن أيضاً استخدام طاقة الهيدروجين لتدفئة منازلنا، حيث يمكن مزجه مع الغاز الطبيعي أو حتى حرقه من تلقاء نفسه، ويمكن استخدام البنية التحتية الحالية للغاز لنقله، مما قد يؤدي عادةً إلى تجنب تكاليف الشبكة المرتبطة بزيادة كهربة الحرارة، وبمجرد إنتاج طاقة الهيدروجين يمكن أن تعمل كمخزن للطاقة على المدى القصير والطويل لاستخدامها في أوقات الذروة.
تحديات البحث حول طاقة الهيدروجين:
من الواضح فعلاً أن لطاقة الهيدروجين العديد من الاستخدامات المختلفة، ولكن يوجد هناك حاجة إلى المزيد من البحث خاصة في عمليات كل من الإنتاج والسلامة قبل أن نتمكن من استخدام طاقة الهيدروجين على نطاق واسع.
وحالياً يتم إنتاج طاقة الهيدروجين العالمية تقريباً حوالي 96٪ عن طريق تقنية إصلاح الميثان (CH4)، وهي عملية ينتج عنها في النهاية ثاني أكسيد الكربون، ولكي تكون مستدامة يجب نشر طريقة الإنتاج هذه مع احتجاز الكربون وتخزينه، وهو بحد ذاته بحاجة إلى مزيد من التطوير.
وأيضاً لا تنتج تقنية التحليل الكهربائي أي انبعاثات كربونية، ومع ذلك فإن كمية طاقة الهيدروجين التي يمكن إنتاجها باستخدام هذه الطريقة تعتمد بشكل كبير جداً على تكلفة وتوافر الكهرباء من مصادر متجددة، فعلى سبيل المثال يشير تقرير صادر عن الجمعية الملكية إلى أن التحليل الكهربائي قد يكون أكثر ملاءمة لتزويد المركبات بالوقود والنشر خارج الشبكة بدلاً من إنتاج طاقة الهيدروجين على نطاق واسع ومركزي.
