التحوُّل إلى الهيدروجين كبديلٍ بيئيٍّ للغاز الطبيعيّ

يعدُّ الهيدروجين أبسط العناصر المعروفة وأكثرها وفرة في الكون، ويتَّجه العالم حديثاً إلى استخدامه كمصدر بديل للطاقة حرصاً على سلامة البيئة من التلوُّث؛ إذ يمكن عدُّه مصدر طاقة نظيفة مشابهة للكهرباء.

وسنرى في مقالنا اليوم كيف يمكن للهيدروجين أن يقلِّل الاعتماد على النفط، وانبعاثات غازات الدفيئة وغيرها من الملوِّثات...

يُشير المهندسون في المملكة المتحدة إلى إمكانية استخدام الهيدروجين بدلاً من الغاز الطبيعي في التدفئة والطاقة والصناعة لتحقيق أهداف التغيُّر المناخي؛ فهو يحتوي نسبة طاقةٍ أعلى من أي وقود شائع من حيث الوزن، وأقل محتوى للطاقة من حيث الحجم، وهو أخفُّ العناصروكذلك فإنه غاز في درجة الحرارة والضغط الطبيعيين.

ويُعدُّ الهيدروجين مصدراً ثانوياً للطاقة يُشار إليه عموماً باسم حامل الطاقة، وبما أنه ناقل الطاقة المهم في المستقبل فإن لديه عدداً من المزايا؛ فمثلاً يمكن تخزين كمية كبيرة من الهيدروجين بسهولة بطرائق عدَّة، ويُعدُّ أيضاً وقوداً عالي الكفاءة ومنخفض التلويث؛ يمكن استخدامه في النقل والتدفئة وتوليد الطاقة.

من جهة أُخرى أوضح تقريرٌ صادرٌ عن معهد الهندسة والتكنولوجيا (IET) أن هذا التحوُّل إلى استخدام الهيدروجين سيتطلَّب إنتاجه بكمِّيات ضخمة تقارب عشرة أضعاف كمِّية إنتاجه الحالية لتلبية احتياجات التدفئة وحدها؛ إذ تشير التقديرات القديمة إلى أن تكلفة وضع التدفئة الكهربائية ومراجل الهيدروجين في المنازل ستصل إلى 28 مليار جنيه إسترليني سنوياً بحلول عام 2050، وكذلك أشارت وكالة الطاقة الدولية إلى ضرورة زيادة إنتاج الهيدروجين في عام 2019 لتقليل انبعاثات غازات الدفيئة، وبيّنت أن التوجُّه الحالي للاهتمام بالهيدروجين يختلف عن السنوات السابقة حيث كان التركيز عليه أساساً كوقود نقل، بينما يُنظر إلى استخدامه في جميع نواحي الاقتصاد من الطاقة والتدفئة الصناعية في الوقت الحالي.

وأوضح علماء مختبر الصحة والسلامة في المملكة المتحدة بأن مشروع HyDeploy (نشر الهيدروجين) يتضمَّن فهم مخاطر الحرائق واكتشاف الهيدروجين إضافة إلى معلومات عن كيفية خلطه مع الميتان بكفاءة عالية، ونظراً لأن الهيدروجين غير مرئي وعديم الرائحة فإنه يستوجب خلطه بمواد كيميائية إضافية لإعطائه لوناً ورائحة يساهمان في رصد أي تسرُّب له.

أمَّا عن مصادر تأمين الهيدروجين فإن عدم وجوده على الأرض كغاز منفصل يستوجب فصله عن المركبات الأُخرى الحاوية عليه، ومن الطرائق الأشيع المستخدمة في إنتاج الهيدروجين: التحليل الكهربائي، أو تقسيم الماء، وإصلاح البخار.

إذ يمكن إنتاجه من الماء باستخدام الطاقة المتجددة ومحلِّل كهربائي، لكن استخدامه على نطاق واسع سيتطلب عملية تُعرف بـ /إصلاح البخار/ لتحويل الميتان إلى هيدروجين وتخزين الكربون في تلك المرحلة، وتُعدُّ هذه الطريقة أقل الطرائق كلفةً لإنتاج الهيدروجين حالياً.

أما الطريقة الأخرى لإنتاج الهيدروجين فهي التحليل الكهربائي؛ بتمرير تيَّار كهربائي عبر الماء لفصله إلى عناصره الأساسية، ويكون الهيدروجين الناتج نقيَّاً للغاية ولا ينتج عنه أي انبعاثات لكنَّها تعدُّ طريقة مكلفة، وحديثاً اكتشف العلماء أنَّ بعض الطحالب والبكتريا تُنتج الهيدروجين في ظروف معيَّنة باستخدام ضوء الشمس كمصدر للطاقة.

لذا يرى العلماء أن الهيدروجين سينضم مستقبلاً إلى الكهرباء كحامل طاقة مُهم، يُمكن تصنيعه بأمان من مصادر الطاقة المتجددة وغير الملوِّثة، وهذا يسرِّع وتيرة ابتكار طرائق جديدة لإنتاجه ليكون الوقود المثالي لطاقة المستقبل.

المصادر:

هنا

هنا

هنا