الهيدروجين الأخضر هو الأكثر شيوعًا في الاقتصاد العالمي، وقد أعلنت العديد من البلدان عن مبادرات الهيدروجين الأخضر وسننظر في هذا اليوم من خلال مقال وسنتعلم كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر.
كيفية الحصول على الهيدروجين الأخضر
يعرف الهيدروجين الأخضر بهذا الاسم لأنه ينتج الكهرباء الخضراء. إنه صديق للبيئة ولا ينتج غازات الدفيئة. طرق استخراجه كالتالي:
أولا، طريقة التحليل الكهربائي
حيث يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر من الماء بعملية تعرف باسم عملية التحليل الكهربائي، فإنه يبدو كما يلي:
- تحتوي جزيئات الماء على الهيدروجين والأكسجين.
- وفقًا لذلك، يتم تقسيم جزيئات الماء بواسطة تيار كهربائي يمر عبر محلل كهربائي لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
- الشرط الأساسي لهذه العملية هو أنه لكي يكون الهيدروجين أخضر، يجب أن تكون الكهرباء المستخدمة في عملية التحليل الكهربائي خالية من الكربون.
- يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام الكهرباء الخضراء المنتجة من مصادر متجددة مثل الماء والشمس والرياح.
الثاني: طريقة تسخين المواد العضوية
هذه طريقة لا يتم من خلالها إنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل مباشر، ولكن يتم إنتاج مركب غازي على النحو التالي:
- يتم استخراج الهيدروجين الأخضر من هذا الغاز المعقد.
- لا تزال هذه الطريقة قيد التطوير ولم تتم الموافقة عليها رسميًا، لذا فإن الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة هي طريقة التحليل الكهربائي.
- يعتمد تسخين المواد العضوية على مواد التسخين مثل الخشب أو بقايا المحاصيل بالإضافة إلى أنواع مختلفة من النفايات.
- تتم إضافة النفايات المحتوية على الكربون بشكل أساسي إلى مكوناته، مثل النفايات الصلبة والبلاستيك والإطارات القديمة.
- وكذلك المنتجات الصلبة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي وإعادة التدوير.
انظر أيضًا: كيفية فصل المشتقات النفطية
التحديات التي تواجه إنتاج الهيدروجين الأخضر
على الرغم من تعدد استخدامات الهيدروجين الأخضر، إلا أنه يواجه العديد من التحديات في إنتاجه، وهي:
- تكاليف إنتاجها مرتفعة بسبب التكلفة العالية لإنتاج الطاقة المتجددة.
- عدم كفاءة تخزين الكهرباء المطلوبة لتوليد الطاقة المتجددة.
- عدم وجود سعة تخزين عالية وفعالة للهيدروجين الأخضر والظروف غير الفعالة المطلوبة لعملية التخزين.
- هناك طلب ضئيل عليه في العالم.
- ارتفاع تكاليف تحلية المياه المستخدمة في إنتاج الهيدروجين الأخضر.
استخدامات الهيدروجين الأخضر
بعد أن تعلمنا كيفية استخلاص الهيدروجين الأخضر، سنتعرف على استخداماته في النقاط التالية:
أولاً، تعمل كوقود للنقل
يستخدم لتزويد السيارات والحافلات بالوقود باستخدام تقنية خلايا الوقود، ويتم ذلك على النحو التالي:
- تحمل السيارة التي تعتمد على هذه الطاقة خزانًا للهيدروجين.
- وهي متصلة بخلية وقود لتوليد الكهرباء لمحرك السيارة.
ثانياً: عمليات الإنتاج
حيث يستخدم الهيدروجين في صناعات مختلفة وبشكل رئيسي كالآتي:
- حيث يتم إنتاج الأمونيا، سماد، من خلال الهيدروجين الأخضر.
- كما أنها تستخدم في الصناعة الكيميائية.
ثالثا: وقود وتدفئة للمنزل
حيث يتم بذل الكثير من الجهد لتقديم المشاريع التي تقوم بما يلي:
- استبدال شبكات الغاز الطبيعي بشبكات الهيدروجين الخضراء.
- للاستخدام في الوقود المنزلي، وكذلك للتدفئة.
مزايا الهيدروجين الأخضر
هناك العديد من الأشياء المفيدة التي يمنحنا إياها الهيدروجين الأخضر، ويمكن حرقها في محطات توليد الطاقة، ومنها ما يلي:
- يمكن إضافته إلى الغاز الطبيعي.
- يمكنه العمل مع خلايا الوقود مباشرة في السفن والسيارات.
- يمكن استخدامه أيضًا لتحل محل الهيدروجين الصناعي، والذي يتم إنتاجه سنويًا من الغاز الطبيعي لتصل قيمته إلى 10 ملايين طن متري.
- يعتبر هذا أحد الحلول التي تقضي على انبعاثات الكربون.
- تعتبر وقود المستقبل والقائد الحقيقي للمرحلة الثانية من التحول العالمي للطاقة.
- يعتبر من أكثر العناصر شيوعًا على وجه الأرض وبالتالي فهو يتمتع بالعديد من الإمكانيات المبتكرة، مثل استخدامه في الوقود والمبردات والكهرباء.
- يمكن نقله إلى الأماكن التي يتوفر فيها إنتاج الطاقة المتجددة، وهذا سيؤدي إلى خفض أسعار الطاقة لأنه لا يحتوي على انبعاثات ملوثة.
- سيسمح تطبيق الهيدروجين الأخضر لعدد كبير من الشركات بالاستفادة منه اقتصاديًا، وسيكون لديهم ازدهار اقتصادي كبير.
- وبدأت شركات النفط الكبرى في الكفاح من أجل مكانة مركزية في تطوير الهيدروجين الأخضر.
إقرأ أيضاً: المراحل التي يمر من خلالها الزيت
تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر
يقال إن الهيدروجين الأخضر مكلف حتى اليوم، وتشير التقارير إلى أن تكلفته على النحو التالي:
- قدرت وكالة الطاقة الدولية تكلفة الهيدروجين الأخضر بما يتراوح بين 3 دولارات و 7.50 دولارات للكيلوغرام الواحد.
- ويعتمد خفض تكلفته على أن يصبح المحلل الكهربائي أرخص، لكن الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً.
- أكدت وكالة الطاقة الدولية أنه بحلول عام 2040 يمكن خفض تكلفة المحلل الكهربائي إلى النصف.
- تتطلب دراسة الجدوى الخاصة بالهيدروجين الصديق للبيئة كميات كبيرة من الكهرباء المتجددة الرخيصة بسبب فقد الكثير في التحليل الكهربائي.
كم يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
يمثل إنتاج الهيدروجين حاليًا أقل من 1٪ من إجمالي إنتاج الهيدروجين السنوي ومن المتوقع أن:
- في السنوات القادمة، يزدهر إنتاج الهيدروجين الصديق للبيئة، حيث تضاعفت مشاريع المحلل الكهربي للهيدروجين ثلاث مرات في السنوات الأخيرة.
- في عام 2027، من المرجح أن يرتفع متوسط أنظمة التحليل الكهربائي إلى 600 ميجاوات.
ما هي الدول التي تهدف إلى إنتاج المزيد من الهيدروجين الأخضر؟
أعلنت العديد من الدول حول العالم عن مبادراتها الخاصة بالهيدروجين الأخضر، بما في ذلك ما يلي:
- أستراليا.
- فرنسا.
- الأسواق الناشئة مثل الهند والبرازيل.
- انضمت مصر إلى هذه الأسواق.
انظر هنا: كيف يتم إنتاج النفط الخام؟
لذلك، على موقعنا، قدمنا لك كيفية إنتاج الهيدروجين الأخضر، الذي تخطط الدول لاستخدامه، بالإضافة إلى فوائد ذلك لشبكة الطاقة الحالية لتطويره.