"السيارات الهيدروجينية".. هل تتخطى الحواجز أمام انتشارها عالميا؟

تواجه السيارات التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجينية العديد من العقبات والحواجز أمام انتشارها وتبنيها على نطاق واسع، لكن تقريرًا أميركيا جديدًا خلص إلى أنها ستكون قادرة على تحقيق تكافؤ في أسعار الوقود مع البنزين بحلول عام 2025، وهو ما وصفه خبراء في هذه المجال بأنه بمثابة بصيص أمل على طريق مصدر مهم للطاقة المتجددة.

وفي مجال السيارات، يعد استبدال البنزين والديزل بالهيدروجين هو أحد الحلول لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على الطريق، فبدلا من البطارية توجد خلية تتفاعل مع الهيدروجين فتولد الكهرباء والماء.

وضع التقرير الذي أصدرته لجنة كاليفورنيا للطاقة، خطة لتطوير مصانع إنتاج الهيدروجين باعتباره مصدرا مهما للطاقة المتجددة النظيفة في الولاية، متوقعًا أن يجعل الطلب والتكاليف المستقبلية هذه البنية التحتية الجديدة جديرة بالاهتمام.

وقال التقرير "النتائج الرئيسية تتوقع أن يحقق سعر الهيدروجين هدفا مؤقتا على أساس تعادل السعر المعدل للاقتصاد في استهلاك الوقود مع البنزين ليترواح ما بين 6.00 و 8.50 دولار للكيلوغرام بحلول عام 2025".

ولا يشمل هذا الرقم تأثير اعتمادات كاليفورنيا لمعايير وقود الكربون المنخفض، والتي تقدم مزايا من شأنها أن تقلل من تكلفة الهيدروجين للمستهلكين بشكل أكبر، بحسب التقرير

ومع ذلك، جرى حساب مقارنة الأسعار بناءً على كفاءة السيارة، وليس على كثافة الطاقة أو مقاييس أخرى، مثل تكلفة مكونات مجموعة توليد الطاقة بخلايا الوقود نفسها.

ووفقًا للتقرير، فإن هناك إجماعا بين المساهمين على أن الهيدروجين بحاجة إلى تحقيق تكافؤ الأسعار مع البنزين حتى تكون السيارات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين مستدامة ذاتيًا دون أي دعم.

ولطالما اعتبر تكافؤ الأسعار هدفًا للسيارات الكهربائية، ولكن عادةً ما تتم مناقشتها من حيث تكلفة البطارية، وليس الكفاءة.

والحقيقة أن سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية تستهلك طاقة أكثر من السيارات الكهربائية والهجينة التي تعمل بالبطاريات.

وأوضحت شركة فولكس فاغن مؤخرا سبب عدم استخدام خلايا الوقود الهيدروجينية لسيارات نقل الركاب، قائلة إن هذه السيارات ليست فقط أقل كفاءة من البدائل الأخرى، ولكن عملية توليد الهيدروجين غير فاعلة بطبيعها.

ومع ذلك ، قد يكون لخلايا الوقود مستقبل أبعد من سيارات الركاب.

وأشار تقرير كاليفورنيا إلى العديد من الاستخدامات الأخرى الممكنة للنقل عبر مركبات هيدروجينية، بما في ذلك الشاحنات التجارية والحافلات والسفن والقطارات، وكذلك تكرير النفط ، وتوليد الطاقة وتخزينها، والحرارة، والعمليات الصناعية، وإنتاج الأمونيا ".

تويوتا تشعل السباق

وفي الأسبوع الماضي فقط ، أطلقت تويوتا شراكة جديدة في مشروع مشترك من أجل إنشاء "مجتمع قائم على الهيدروجين" في الصين ، على أساس الاستخدام الواسع النطاق لمركبات خلايا الوقود.

وأشعلت تويوتا، عملاق صناعة السيارات اليابانية المنافسة مع المصنعين الذين دخلوا منذ فترة في سباق محموم إلى منصة تصنيع سيارات خلايا الوقود بعد أن أصبحت جزءا مهما من برنامج موسع باتجاه بناء مدن صديقة للبيئة تحيل فيه الوقود إلى التقاعد.

وتعتزم الشركة إقامة مشروع مشترك في هذا المجال مع خمس شركات صينية، وهي بكين أوتوموبيل ووركس ومجموعة تشاينا أف.أي.دبليو غروب وبكين سينو هيتيك ومجموعة جوانجشو أوتوموبيل غروب ودونجفنغ موتور.

وسيطلق على الكيان الجديد، الذي سيتخذ من بكين مقرا له، وستمتلك تويوتا حصة الأغلبية بنسبة تقدر بنحو 65 %، اسم نظام خلايا الوقود المتحدة آر.أند.دي.

ونقلت وكالة بلومبرغ عن التحالف قوله في بيان إن “الشركات ستحاول تطوير أنظمة خلايا الوقود منخفضة التكلفة مع تحسين أداء القيادة وكفاءة الوقود والمتانة”.

وكانت تويوتا واحدة من أكبر الداعمين لخلايا الوقود بين شركات صناعة السيارات العالمية، حيث تراهن على أنها يمكن أن تصبح مصدرا للطاقة للسيارات الكهربائية على قدم المساواة أو حتى أفضل من البطاريات.

تويوتا ترى أن خلايا الوقود ستصبح مصدرا مهما للسيارات الكهربائية على قدم المساواة أو حتى أفضل من البطاريات

وتؤكد الشراكة الجديدة اهتمام تويوتا المستمر بخلايا الوقود، وخاصة للتطبيقات التجارية مثل الحافلات والشاحنات.

بيع مليون سيارة عام 2035

ويبدو أن المبيعات السنوية لخلايا الوقود تسير على المسار الصحيح للوصول إلى مليون مركبة بحلول عام 2035، مدفوعة بنمو الحافلات والمركبات التجارية بشكل رئيسي في الصين وكوريا واليابان وأوروبا.

وعرضت الشركة خلال معرض الصين الدولي الثاني للاستيراد الذي عقد بمدينة شنغهاي في نوفمبر الماضي لسيارة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين من طراز تويوتا ميراي.

ويرى المسؤولون في تويوتا عكس ما يذهب إليه إيلون ماسك الرئيس التنفيذي لشركة تسلا المتخصصة في صناعة السيارات الكهربائية، ويبدو أن سيطرتها على معظم مبيعات سيارات خلايا الوقود في العالم خلال العامين الماضيين خير دليل على نجاح تجربتها.

وقال ماسك في أبريل/نيسان 2018 إن تقنية خلايا الوقود وسيلة "احتيال حمقاء"، واعتبر حينها أن فصل الهيدروجين عن الماء عبر عملية التحليل الكهربائي يستهلك قدرا أكبر من الكهرباء عما ينتجه الهيدروجين.

ولكن العملاق الياباني متمسك بفكرته، ويقول إنه مازال يرى أن هذا المفهوم سيكون له دور أكبر في المستقبل بفضل نطاقه الأوسع واحتمالية تزويده بالوقود أسرع من السيارات الكهربائية.

وتزداد أهمية التقنية بالنسبة للشركات اليابانية بشكل خاص لأن البلاد محرومة من الموارد الطبيعية، وسط مخاوف دول العالم من نفاد الوقود الأحفوري، كما أن استعمال خلايا الوقود في تسيير السيارات يعدّ أمرا حاسما للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري.

ويقول المتخصصون إن السيارات التي تعمل بتقنية خلايا الوقود لا ينبعث منها أي من أنواع التلوث، وهي تعمل على الطاقة التي تنشأ عند اتحاد الهيدروجين المُخزّن كوقود مع أكسجين الهواء لتكوين المياه.

الأكثر كفاءة

ووفق الخبراء، تعد خلايا وقود الهيدروجين، الطاقة الأكثر كفاءة اليوم، لأنها تعمل بصفة مستمرة بحيث لا يسبب فقدانا للطاقة. ولكن من أجل تحقيق الاستفادة منها أكثر ما يمكن لا بدّ من مواصلة دراسة بعض القضايا، ولعل عملية تخفيض التكلفة من أكبر هذه التحديات.

ويعتقد البعض من المهتمين بعالم صناعة السيارات أنه مهما كان الهيدروجين مصدرا مهما للطاقة وخاصة في السيارات التي يتم تصنيعها حاليا، لن يتم اعتماده على نطاق واسع إذا ظلت تكاليفه باهظة.

وانضمت شركة مرسيدس الألمانية قبل عامين إلى ركب المصنعين الذين دخلوا في سباق إلى منصة تصنيع سيارات خلايا الوقود بشكل قياسي.

وأطلقت العلامة الفاخرة، التي تعتبر أحد أبرز الصانعين على مستوى العالم، قبل فترة وجيزة أيقونتها جي.أل.سي فيول سيل الجديدة، وهو أول نموذج تصنعه الشركة يعمل بخلايا الوقود وكانت قد كشفت عنه في سبتمبر 2017.

وتختلف سيارة مرسيدس عن منافساتها في عدم الاعتماد فقط على خلايا الوقود، والتي تبلغ بالمركبة مدى سير يبلغ 447 كليومترا، بل تم تصميم جي.أل.سي فيول سيل كموديل هجين يسمح بشحن البطارية عبر مخارج الكهرباء المنزلية، لتوفير مدى سير إضافي يقدر بنحو 49 كيلومترا.

وسبقتها لهذا المضمار شقيقتها أودي العريقة بعد أن أعلنت أنها تقدمت خطوات نحو إتمام عملية ابتكار أول مركبة للشركة تعمل بخلايا الوقود الهيدروجيني، لتفتح بذلك باب المنافسة على مصراعيه.

وكانت شركة جنرال موتورز أول مُصنّع في الولايات المتحدة يعلن عن استخدامه لهذه التكنولوجيا، إذ كشف مارك روس رئيس منتجات الشركة في شهر يناير 2016 أنهم وقعوا عقدا مع وزارة الدفاع الأميركية (البنتاغون) لمدة عامين لتزويدها بسيارات تعمل بخلايا الوقود.

تجربة كوريا الجنوبية

ومع تزايد الاهتمام بهذا الوقود، افتتحت شركة هيونداي قبل أيام محطة شحن للسيارات الهيدروجينية العادية والتجارية في مصنع جونجو على بعد 240 كيلومترا جنوب العاصمة الكورية الجنوبية سول.

وتعتبر المحطة الجديدة هي محطة الشحن التاسعة للشركة ولكنها الأولى لسيارات الركاب، حيث كانت المحطات السابقة للشاحنات التجارية فقط، حيث تعتبر هيونداي نيكسو هي أول سيارة ركاب هيدروجينية.

وأعلنت وزارة التجارة والصناعة والطاقة أنها ستقوم بالتشغيل التجريبي للسيارات حتى عام 2022، ثم ستخطط بعدها لتوسيع إمدادات المركبات الهيدروجينية والتي ستضم سيارات الركاب والمركبات التجاربة ووسائل النقل العام والثقيل مستقبلا.

وتخطط الوزارة لإطلاق خطة أساسية لتطوير المركبات الصديقة للبيئة في هذا العام، والتي تهدف لتوفير المركبات الصديقة للبيئة وتطوير التقنيات والبنية التحتية ذات الصلة بحلول عام 2025.

وتتوقع وزارة التجارة والصناعة والطاقة أن تلعب سيارات الأجرة التي تعمل بالهيدروجين دورا مهما في استقطاب الراغبين في شراء سيارات خاصة من هذا النوع، بعد أن تتاح للمواطنين فرصة التحقق من أمن السيارة وصداقتها للبيئة بعد تجربتها بشكل مباشر.

الجدير بالذكر أن الحكومة الكورية الجنوبية كانت قد أعلنت عن التشغيل التجريبي لشاحنات قمامة تعمل بالهيدروجين حتى عام 2021 في مدينة تشانغ وون بإقليم كيونغ سانغ الجنوبي الواقع جنوب سول، حيث تخطط الحكومة لتوسيع إمدادات مركبات الهيدروجين وبموجب الخطة، ستقوم شاحنات تصل حمولتها إلى 5 أطنان تعمل بالهيدروجين طُورت من شاحنات الغاز الطبيعي المضغوط بجمع النفايات في مدينة تشانغ وون، في أول تجربة من نوعها داخل البلاد.

بالإضافة إلى ذلك، تخطط الوزارة لإطلاق خطة أساسية لتطوير المركبات الصديقة للبيئة في هذا العام، والتي تهدف لتوفير المركبات الصديقة للبيئة وتطوير التقنيات والبنية التحتية ذات الصلة بحلول عام 2025.

وفي هذا الإطار، ووقع وزير التجارة والصناعة والطاقة سونغ يون-مو مذكرة تفاهم للتعاون في التشغيل التجريبي لشاحنات تعمل بالهيدروجين مع المؤسسات ذات الصلة في المعهد الكوري لأبحاث السيارات في تشيونان بإقليم تشونغ تشيونغ الجنوبي.

اهتمام دولي

وتزايد الإجماع الدولي على فوائد الهيدروجين، وفقاً لتقرير صادر عن وكالة الطاقة الدولية، والذي يؤكد أن الهيدروجين لديه إمكانات هائلة للحد من الانبعاثات الكربونية الصادرة من القطاعات المختلفة.

ويعتبر وقود الهيدروجين مصدرا جيدا للطاقة منخفضة الكربون، وقالت الوكالة إنه ينبغي على العالم مواجهة التحديات التي تعرقل تعزيز استخدام الهيدروجين باعتباره مصدرا محتملا للطاقة خاليا من الانبعاثات.

وقالت الوكالة في أول تقرير أصدرته عن ذلك النوع من الوقود في يونيو/حزيران 2019 إن تكلفة إنتاج الهيدروجين من الطاقة المتجددة يمكن أن تنخفض بنسبة % بحلول عام 2030، وإن استخدام هذا الوقود قد يساهم في تقليل الانبعاثات في قطاعات مثل النقل والكيماويات والصلب، لكنها حذرت أيضا من أن هناك تحديات كبيرة لا تزال قائمة.

وفي السياق ذاته، أشارت الوكالة إلى أن حكومات وشركات صناعة السيارات وأخرى عملاقة متخصصة في مجال النفط والغاز تعمل في إطار تحالف متنام للبحث عن دور أكبر للهيدروجين كمصدر للوقود، في الوقت الذي يسعى فيه العالم إلى الحد من الانبعاثات الكربونية مع توفير مصدر ثابت للكهرباء لمواجهة الزيادة السكانية وتشغيل العمليات الصناعية المركبة.

وعدد تقرير وكالة الطاقة الدولية التحديات التي تواجه فرص الاستفادة من الهيدروجين كمصدر للطاقة، مثل التلوث وارتفاع التكلفة، علاوة على أن غاز الهيدروجين نفسه متطاير وسريع الاشتعال.