الهيدروجين.. الطريق الأقرب للحياد الصفري

 

 

أمل بنت سالم الجردانية

 

الوقود الصديق للبيئة الطريق الأقرب للحياد الكربوني والمساهم في التوسع بقطاع الطاقة المتجدد.. تعتبر تكنولوجيا الهيدروجين من المجالات الواعدة التي تشهد تطورًا مستمرًا في سباق نحو تحقيق مستقبل مستدام إذ تتجه الأنظار نحو توجيهات مستقبلية عدة بفضل الجهود المستمرة في البحث والتطوير ومن بين هذه الاتجاهات نلاحظ أهمية الابتكارات التكنولوجية مثل تحسين عمليات إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مما يسهم في تقليل الانبعاثات الكربونية.

والهيدروجين غاز عديم اللون والرائحة وغير سام وكثافتة تقل عن كثافة الهواء بنحو 14 مرة كما أنه يعتبر العنصر الكيميائي الأخف والأبسـط والأكثر وفرة في الطبيعة وتقديريًا يُشكل نحو 75% من الحجم الكلي للكون.. والهيدروجين لا يوجد حرًا في الطبيعة إلا في حالات نادرة للغاية إذ يكون في الغالب مرتبطًا بجزيئات أخرى سواء مع الغاز الطبيعي في حالته الغازية أو مع الماء والنفط في حالته السائلة لهذا فإن الحصول عليه يتطلب فصله عن العناصر الأخر.. وحسب طرق إنتاجة قسم الهيدروجين الى الوان مختلفة فالهيدروجين لا لون له لكنه يستخدَم له رموز في الصناعة للتمييز بين أنواعة فإذا كان الهيدروجين صافيًا فإن لهبه لا لون له أما إذا كان لهبه يميل إلى الزُرقة فهذا يدل على وجود الكبريت وإذا كان يميل إلى الاصفرار فهذا يدل على وجود شوائب مختلف وهكذا.. ومن ألوانه نذكر على سبيل التعرف عليه: (الهيدروجين الأسود أو البني- الهيدروجين الرمادي- الهيدروجين الأزرق- الهيدروجين الأصفر- الهيدروجين التركوازي أو الفيروزي، والهيدروجين الأخضر)، وهذا الأخير الذي ينتج عن طريق فصل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين عبر التحليل الكهربائي للماء المعتمد على الطاقة المتجددة وهذه الطريقة لا تنتج أي انبعاثات ضارة بالبيئة.

وتصنيف الهيدروجين حتى الآن يجري على أساس معيارين؛ الأول: هو معيار الألوان. أما المعيار الآخر فهو التصنيف حسب المادة المستخدمة في الإنتاج متجدد أم غير متجدد؟ فيطلق على الهيدروجين المُنتج عبر الغاز الطبيعي أو الفحم بالهيدروجين غير المتجدد.. أما المُنتج باستخدام الماء المعتمدة على الطاقة المتجددة فيُطلق عليه الهيدروجين المتجدد.

مسميات جديدة بدأت تظهر إذ يمكن وصف الهيدروجين بأنه عالي الكربون حال إنتاجه من الوقود الأحفوري بينما عند إنتاجه من الوقود الأحفوري مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه فحينذاك يصبح منخفض الكربون وخاليا من الكربون يكون إذا أُنتج من الماء.

ويساعد الهيدروجين على تقليل انبعاثات الكربون في عدة قطاعات منها:

قطاع الطاقة؛ إذ يعمل على استبدال الوقود الأحفوري بالهيدروجين لتوليد الكهرباء يقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وكذلك يُمكن للهيدروجين تخزين الطاقة المتجددة الزائدة عن الحاجة واستخدامها في أوقات الذروة. قطاع النقل: يمكن استخدام خلايا وقود الهيدروجين لتشغيل السيارات، الشاحنات، والقطارات، مما يقلل من الاعتماد على البنزين والديزل وكذلك وسائل النقل التي تعمل بالهيدروجين تنتج بخار الماء فقط كعادم. الصناعة الثقيلة: يُستخدم الهيدروجين كوقود في الصناعات التي يصعب إزالة الكربون منها مثل إنتاج الصلب والأسمنت، كما يمكن أن يحل محل الغاز الطبيعي في عمليات التسخين الصناعية. التدفئة والبناء: استخدام الهيدروجين في التدفئة بدلًا من الغاز الطبيعي يقلل من انبعاثات الكربون في المباني السكنية والتجارية. إنتاج الأمونيا والأسمدة: فيمكن أن يقلل من الانبعاثات في القطاع الزراعي من خلال التحول إلى الهيدروجين الأخضر في إنتاج الأمونيا والأسمدة.

أما الفوائد البيئية والاقتصادية للهيدروجين، فإنه يعمل على:

تقليل التلوث البيئي: الهيدروجين لا ينتج غازات دفيئة أثناء احتراقه. تعزيز الطاقة المتجددة: يمكن استخدام الهيدروجين لتخزين الطاقة المتجددة مما يعزز استقرار الشبكات الكهربائية. خلق فرص عمل: توسع سوق الهيدروجين الأخضر قد يولد وظائف جديدة في مجالات الإنتاج والنقل، والصيانة. وللخروج بهذه الفوائد لابد من معالجة التحديات التي تواجه استخدام الهيدروجين كالتكلفة؛ إذ لا يزال إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلفًا مقارنة بالوقود الأحفوري. أما التحدي الآخر فيتمثل في البنية الأساسية الذي يقودنا للحاجة إلى تطوير شبكات توزيع وتخزين الهيدروجين.. وكذلك الأمان؛ فالهيدروجين غاز قابل للاشتعال ويتطلب تقنيات تخزين آمنة.

السؤال هنا: هل يستمر الاستثمار في الهيدروجين؟

الكل يدرك أهمية الهيدروجين والتحول نحو بيئة نظيفة أكثر واقتصادات منخفضة الكربون - مسألة مهمة لطموح مثالي لمستقبل طاقة منخفضة الكربون لكن استخراجه بالطريقة الخضراء ليس أمرا سهلا.. إذ يُعَد الهيدروجين منخفض الكربون بمثابة مكون رئيس في العديد من خطط التعافي للعديد من إستراتيجياتها طويلة المدى فدعم مشاريعه بات ضرورة رغم تكاليفه وتفاوت كميات استخراجه واستخدامه.

خلاصة القول.. يُعد الهيدروجين أحد أكثر الحلول الواعدة لتقليل انبعاثات الكربون والمساهمة في الانتقال إلى اقتصاد مستدام منخفض الكربون كونه يمثل مصدر طاقة مستدام للمستقبل يتمتع الهيدروجين بإمكانات هائلة؛ إذ يمثل حلًا واعدًا للتحديات البيئية التي يواجهها العالم بما في ذلك التغير المناخي والاعتماد على الوقود الأحفوري بفضل خصائصه الفريدة ويمكن استخدام كوقود نظيف في مجموعة متنوعة من التطبيقات كوسائل النقل وتوليد الطاقة ويمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل الانبعاثات الكربونية وتعزيز التنوع في مصادر الطاقة.

إن العمل الجماعي بين الحكومات والقطاع الخاص والمجتمع المـدني سيكون له أثر كبير في جعل الهيدروجين جزءًا أساسيًا من مستهدفات الطاقة المستقبلية تماشيًا مع رؤية "عُمان 2040"؛ إذ تشير الاستثمارات في تقنيات الهيدروجين إلى التزام قوي نحو تحقيق استدامة الطاقة مع تطور التقنيات وهذا ما عملت عليه سلطنة عُمان التي تعتبر من ضمن الدول التي تعمل على عدد من مشاريع قطاع الهيدروجين ممثلةً بوزارة الطاقة والمعادن استغلالًا لموقع البلاد الجغرافي المتميز الذي يسهل عملية النقل.

إنَّ قدرة الهيدروجين على التفاعل مع نظم الطاقة المختلفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، تفتح المجال أمام إمكانيات كثيرة، وتُسخِّر مميزات كوقود، ما يُمَكِّن المجتمعات تحقيق أهدافها في خفض انبعاثات الكربون وزيادة استخدامه في حياتنا اليومية ويهيئ الطريق لعالم أكثر استدامة للأجيال القادمة.

المصدر: جريدة الرؤية العمانية