عناوين
الهيدروجين كطاقة نظيفة
الهيدروجين هو العنصر الكيميائي الأكثر وفرة في الطبيعة ، وقد تضاعف الطلب العالمي على الهيدروجين لاستخدامه كوقود ثلاث مرات ووصل إلى 70 مليون طن سنويًا في عام 2018. بالإضافة إلى ذلك ، فهو مصدر طاقة نظيف لا ينبعث منه سوى بخار الماء ولا يترك أي شيء. بقايا في الهواء ، على عكس الفحم والنفط.
للهيدروجين علاقة طويلة جدًا بالصناعة ، وقد استخدم هذا الغاز لتزويد السيارات والمناطيد وسفن الفضاء بالوقود منذ بداية القرن التاسع عشر ، وإزالة الكربون من الاقتصاد العالمي ، وهي عملية لا يمكن تأجيلها ، ستعطي الهيدروجين أهمية أكبر ، بالإضافة إلى ذلك ، إذا تم تخفيض تكاليف الإنتاج بنسبة 50٪ بحلول عام 2030 ، كما تنبأ مجلس الهيدروجين العالمي ، فسننظر بلا شك إلى أحد أنواع الوقود في المستقبل.
ما هو الفرق بين الهيدروجين الأخضر والأزرق
- ينتج الهيدروجين الأخضر مجرد عن طريق التحليل الكهربائي التي تستهلك كميات كبيرة من الكهرباء المستدامة المنتجة في البحر وعلى الأرض يمكن دمجها بشكل صحيح في نظام الطاقة ، ويمكن فقط للتحليل الكهربائي تحويل الكهرباء بمرونة إلى هيدروجين (عند الطلب) ثم تخزينها ، وسيساعد تطوير التحليل الكهربائي على نطاق واسع في تلبية الحاجة المتزايدة للكهرباء وبالتالي تحفيز نمو الطاقة المستدامة.
- يختلف الهيدروجين الأخضر عن اللون الأزرق في الجودة. يحتوي الهيدروجين الأخضر على درجة نقاء أعلى ويمكن استخدامه على الفور ، كما هو الحال في خلية وقود السيارة. يحتوي الهيدروجين الأزرق على مستوى نقاء أعلى. أقل، يكفي للاستخدام الصناعي.
- إنتاج الهيدروجين الأزرق هو طريقة “إزالة الكربون” من صناعة، أي تخفيض ثاني أكسيد الكربون على نطاق واسع وبتكلفة منخفضة نسبيًا.
الهيدروجين الأخضر
يتم الحصول على الهيدروجين الأخضر باستخدام الطاقة المتجددة والتحليل الكهربائي المنفصل بالماء ويختلف عن الهيدروجين الرمادي والهيدروجين الأزرق ، وتسعى الخطة التالية إلى تقليل الأموال التي يتم إنفاقها في عملية إنتاج الهيدروجين الأخضر إلى أقل من 2 دولار / كجم ، مما سيساعد في تقليل الانبعاثات من الصناعات الأكثر كثافة في الكربون العالمي بما في ذلك صناعة الصلب والشحن وإنتاج المواد الكيميائية وتوليد الطاقة.
مزايا الهيدروجين الأخضر
- ينظف: عندما نحرق الهيدروجين الأخضر ، لا يتم إطلاق أي منتجات ثانوية ضارة في الغلاف الجوي. في الواقع ، بمجرد استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة ، يمكن تحويله إلى مياه شرب لرواد الفضاء.
- طاقة الهيدروجين ليست سامة: الهيدروجين لا يضر بصحة الإنسان على عكس الطاقة النووية أو الغاز الطبيعي.
- طاقة الهيدروجين عالية الكفاءةالهيدروجين الأخضر كثيف الطاقة بشكل لا يصدق وقادر على توفير الكثير من الطاقة. إنه أقوى بثلاث مرات من معظم أنواع الوقود الأحفوري ، لذلك يتطلب الأمر كمية أقل من الهيدروجين لأداء نفس المهام. هذا هو سبب استخدام الهيدروجين في استكشاف الفضاء لتشغيل سفن الفضاء والطائرات. القوارب والسيارات ووقود خلايا الوقود.
مساوئ الهيدروجين الأخضر
- الهيدروجين متقلب: بسبب محتواه العالي من الطاقة ، يعتبر غاز الهيدروجين مادة شديدة الاشتعال والمتطايرة مما يجعله وقودًا محفوفًا بالمخاطر للعمل معه.
- إنتاج طاقة الهيدروجين الأخضر مكلف: تعد عمليات الإصلاح بالبخار والتحليل الكهربائي للميثان من العمليات المكلفة التي تمنع العديد من البلدان من الالتزام بالإنتاج الضخم والبحث والتجارب جارية لمحاولة اكتشاف طريقة رخيصة ومستدامة لإنتاج ما يكفي من الهيدروجين دون المساهمة بمزيد من الكربون في الغلاف الجوي.
- يصعب تخزين طاقة الهيدروجين: الهيدروجين هو غاز أخف بكثير من البنزين مما يجعل من الصعب تخزينه ونقله. لكي نتمكن من تخزينه ، نحتاج إلى ضغطه في سائل وتخزينه في درجة حرارة منخفضة. إن الكميات الكبيرة من الضغط اللازم لتخزين الهيدروجين تجعل من الصعب نقل الوقود بكميات كبيرة.
- يمكن أن يكون الهيدروجين خطيرًا: الهيدروجين قابل للاشتعال بشكل لا يصدق مما يجعله وقودًا خطيرًا إذا لم يتم التعامل معه بشكل صحيح ، كما أنه لا توجد رائحة للهيدروجين ، لذلك هناك حاجة إلى أجهزة استشعار لاكتشاف التسربات.[1]
الهيدروجين الأزرق
يستخدم مصطلح “الهيدروجين الأزرق” أو “الهيدروجين منخفض الكربون” عندما يتم التقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون المنطلق في عملية إنتاج الهيدروجين الرمادي (80-90٪) ، والذي يسمى أيضًا ثاني أكسيد الكربون. CCS: التقاط الكربون وتخزينه ، وقد يحدث هذا في حقول الغاز الفارغة تحت بحر الشمال ، ولا يوجد مكان آخر في العالم يتم فيه إنتاج الهيدروجين الأزرق على نطاق واسع. [2]
دور الهيدروجين في تحويل الطاقة
في مزيج الطاقة ، يتم توفير ما يقرب من 20 ٪ على شكل كهرباء و 80 ٪ على شكل غاز طبيعي أو وقود سائل (بنزين ، ديزل) ، وفي المستقبل القريب ستزيد حصة الكهرباء المولدة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية بشكل ملحوظ ، وبالنسبة لعدد من التطبيقات مثل النقل الثقيل وعمليات درجات الحرارة المرتفعة في الصناعة والطيران ، لا يزال الحل الكهربائي الجيد غير موجود ولا تزال هناك حاجة للغاز المستدام ، ويمكن للهيدروجين أيضًا أن يلعب دورًا مفيدًا هنا بالإضافة إلى ، الهيدروجين مهم في شكل تخزين على نطاق واسع لتلك اللحظات التي لا رياح فيها.
البلدان التي تعمل أيضًا على الهيدروجين
دول مثل النرويج وأستراليا والمغرب وتشيلي والمملكة العربية السعودية والصين واليابان نشطة للغاية في استخدام الهيدروجين الأخضر ، ويرجع ذلك أساسًا إلى التوفر (المحتمل) المرتفع للطاقة المتجددة الرخيصة من الرياح أو الطاقة الشمسية أو الطاقة المائية لإنتاج الهيدروجين الأخضر..
الاستثناء من ذلك هو اليابان ، التي تعتمد إلى حد كبير على الواردات من أجل طاقتها وقد طورت استراتيجية لاستيراد الهيدروجين (الأخضر) على نطاق واسع ، ويكمن دورها الرئيسي في تطوير التكنولوجيا ، وتتمتع هولندا بموقع جيد بفضل الإمكانات الكبيرة لطاقة الرياح في بحر الشمال وطاقة الصناعة المكثفة التي تحتاج إلى التزام قوي بالاستدامة.
تعد الصين واليابان والهند والبرازيل من بين أهم الدول التي تستخدم اقتصاد الكربون الدائري.
لماذا سوف نستخدم الهيدروجين
يعتبر الهيدروجين مهمًا بشكل خاص لصناعة المعالجة ويستخدم الآن بشكل أساسي لإنتاج الأسمدة ولكن في المستقبل يمكن استخدامه أيضًا في عمليات درجات الحرارة المرتفعة مثل إنتاج الصلب الذي يستخدم الآن الغاز الطبيعي أو الفحم. الذي – التي، سيلعب الهيدروجين دورًا في التنقل ، على سبيل المثال للحافلات بين المدن التي يجب أن تغطي مسافات أطول وحيث لا تكون القيادة الكهربائية حلاً..
مخاطر الهيدروجين
الهيدروجين غاز خفيف جدًا ، وهو أيضًا شديد الاشتعال وهذا أحد العوائق التي تحول دون استخدام الهيدروجين كوقود ، ويتم استخدامه لتحرك تحت ضغوط تصل إلى 700 بار تمامًا مثل أي غاز آخر ، ومن المهم أن التعامل مع غاز الهيدروجين بحذر شديد أثناء الإنتاج والنقل والاستخدام والتعامل مع الهيدروجين يجب تركه للشركات المحترفة ، وإذا كان سيتم استخدام الهيدروجين في خطوط أنابيب الغاز الحالية ، فمن المهم إجراء مزيد من التحقيق في كيفية “تصرف” الهيدروجين فعليًا. من الناحية العملية ، يكون الهيدروجين أخف من الغاز الطبيعي ويمكنه الهروب بسهولة أكبر من الصمامات وموانع التسرب.. [3]
