الهيدروجين الأخضر هو الأكثر انتشارًا في الاقتصاد العالمي، وقد أعلنت العديد من الدول عن مبادرات الهيدروجين الأخضر، وسنلقي نظرة عليها الآن من خلال المقالة، وسنعرف كيفية الحصول على الهيدروجين الأخضر.
كيفية الحصول على الهيدروجين الأخضر
يعرف الهيدروجين الأخضر بهذا الاسم لأنه ينتج الكهرباء الخضراء. إنه صديق للبيئة ولا ينتج غازات الدفيئة. طرق الحصول عليها هي كما يلي:
أولا طريقة التحليل الكهربائي
حيث يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر من الماء باتباع عملية تعرف بعملية التحليل الكهربائي وهي كالتالي:
- تحتوي جزيئات الماء على الهيدروجين والأكسجين.
- لذلك، يتم تكسير جزيئات الماء باستخدام تيار كهربائي يمر عبر مُحَلِّل كهربي لإنتاج غاز الهيدروجين الأخضر.
- من متطلبات هذه العملية أنه لكي يكون الهيدروجين أخضر، يجب أن تكون الكهرباء المستخدمة في عملية التحليل الكهربائي خالية من الكربون.
- يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام الكهرباء الخضراء، والتي يتم إنتاجها من مصادر متجددة، مثل الماء والشمس والرياح.
ثانياً: طريقة تسخين المواد العضوية
هذه طريقة لا يتم فيها إنتاج غاز الهيدروجين الأخضر بشكل مباشر، ولكن يتم إنتاج غاز مركب، على النحو التالي:
- من هذا الغاز المعقد، يتم الحصول على الهيدروجين الأخضر.
- لا تزال هذه الطريقة قيد التنفيذ، ولم تتم الموافقة عليها رسميًا بعد، لذا فإن طريقة الاستخدام الأكثر شيوعًا هي طريقة التحليل الكهربائي.
- يعتمد تسخين المواد العضوية على مواد التسخين مثل الأخشاب أو المخلفات الزراعية، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من النفايات.
- غالبًا ما تضاف النفايات المحتوية على الكربون إلى مكوناته، مثل النفايات الصلبة والبلاستيك والإطارات القديمة.
- وكذلك المنتجات الصلبة من محطات معالجة النفايات وإعادة التدوير.
راجع أيضًا: كيفية فصل مصادر النفط
التحديات التي تواجه إنتاج الهيدروجين الأخضر
على الرغم من تنوع الهيدروجين الأخضر، إلا أنه يواجه العديد من التحديات في إنتاجه، مثل ما يلي:
- تكلفة إنتاجها عالية بسبب التكلفة العالية لإنتاج الطاقة المتجددة.
- عدم الكفاءة في تخزين الكهرباء اللازمة لتوليد الطاقة المتجددة.
- عدم وجود قدرات عالية وفعالة لتخزين الهيدروجين الأخضر، والظروف السيئة التي تتطلبها عملية تخزينه.
- هناك طلب ضئيل عليه في العالم.
- ارتفاع تكلفة تحلية المياه، والتي تستخدم لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
استخدام الهيدروجين الأخضر
بعد أن نتعلم كيفية الحصول على الهيدروجين الأخضر، سنتعرف على استخدامه في النقاط التالية:
أولاً، تعمل كوقود للنقل
يستخدم لتزويد السيارات والحافلات بالوقود بتقنية خلايا الوقود ويتكون من الآتي:
- النقل الذي يعتمد على هذه الطاقة يحمل خزان هيدروجين.
- وهي متصلة بخلية الوقود لتوليد الكهرباء لمحرك السيارة.
ثانياً: عمليات التصنيع
حيث يستخدم الهيدروجين في العديد من المجالات الصناعية المختلفة بشكل رئيسي على النحو التالي:
- حيث يتم إنتاج الأمونيا، سماد، بواسطة الهيدروجين الأخضر.
- كما أنها تستخدم في الصناعة الكيميائية.
ثالثا: وقود وتدفئة للمنزل
حيث يتم بذل الكثير من الجهد لتقديم المشاريع حيث يمكن القيام بما يلي:
- استبدال شبكات الغاز الطبيعي بشبكات غاز الهيدروجين الأخضر.
- لاستخدام الوقود المنزلي وللتدفئة.
فوائد الهيدروجين الأخضر
هناك العديد من الأشياء المفيدة التي يقدمها لنا الهيدروجين الأخضر، ويمكن حرقها في محطات توليد الطاقة، وكذلك ما يلي:
- يمكن إضافته إلى الغاز الطبيعي.
- يمكنه تشغيل خلايا الوقود مباشرة في السفن والسيارات.
- كما يمكن استخدامه لتحل محل الهيدروجين الصناعي الذي ينتج سنويا من الغاز الطبيعي بمعدل 10 مليون طن متري.
- يعتبر أحد الحلول التي يتم فيها التخلص من انبعاثات الكربون.
- فهو يعتبر وقود المستقبل، والزعيم الحقيقي للمرحلة الثانية لانتقال الطاقة في العالم.
- يعتبر أحد أكثر العناصر شيوعًا على الأرض، وبالتالي فإن له العديد من الاحتمالات الجديدة، مثل استخدامه في الوقود والمبردات والكهرباء.
- يمكن نقلها إلى المناطق التي يوجد فيها توليد طاقة متجددة، وسيؤدي ذلك إلى انخفاض أسعار الطاقة لأنها لا تحتوي على انبعاثات ملوثة.
- إن استخدام الهيدروجين الأخضر سيجعل العديد من الشركات تستفيد منه اقتصاديًا، وسيكون لها تنمية اقتصادية كبيرة.
- وبدأت شركات النفط الكبرى في التنافس على مركز الصدارة لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
اقرأ أيضًا: المراحل التي يمر بها الزيت
تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر
يقال إن الهيدروجين الأخضر مكلف حتى اليوم، وتشير التقارير إلى أن تكلفته على النحو التالي:
- تقدر وكالة الطاقة الدولية تكلفة الهيدروجين الأخضر بين 3 دولارات و 7.50 دولارات للكيلوغرام.
- وخفض تكلفتها يعتمد على خفض تكلفة المحلل الكهربائي، لكن الأمر سيستغرق الكثير من الوقت.
- أكدت وكالة الطاقة الدولية أنه يمكن تخفيض تكاليف المحلل الكهربائي بمقدار النصف بحلول عام 2040.
- تتطلب دراسة الجدوى الخاصة بالهيدروجين الأخضر كمية كبيرة من الكهرباء المتجددة الرخيصة، لأن الكثير يضيع في التحليل الكهربائي.
كم يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
يمثل إنتاج الهيدروجين حاليًا أقل من 1٪ من إجمالي الهيدروجين السنوي، ويتوقع ما يلي:
- يتزايد إنتاج الهيدروجين الأخضر في السنوات القادمة، حيث تضاعفت مشاريع المحلل الكهربائي للهيدروجين ثلاث مرات مؤخرًا.
- من المرجح أن يرتفع متوسط أنظمة المحلل الكهربائي إلى 600 ميجاوات بحلول عام 2027.
ما هي الدول التي تحاول إنتاج المزيد من الهيدروجين الأخضر؟
أعلنت عدة دول حول العالم عن مبادراتها الخاصة بالهيدروجين الأخضر، بما في ذلك ما يلي:
- أستراليا.
- فرنسا.
- الأسواق الناشئة مثل الهند والبرازيل.
- انضمت مصر إلى الأسواق.
انظر هنا: كيف يتم إنتاج النفط الخام؟
لذلك، من خلال موقعنا، نقدم لكم كيفية الحصول على الهيدروجين الأخضر، أي الدول تخطط لاستخدامه، والاستفادة منه لشبكة الطاقة الحالية، لتطويره.