أدّت الحاجة الملحّة للحدّ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في شتى بلدان العالم، إلى تحفيز الإستراتيجيات الوطنية لتحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050، في المملكة المتحدة، والاتحاد الأوروبي، واليابان، وكوريا الجنوبية، وبحلول عام 2060 في حالة الصين بالغة الأهمية.

وشهد العامان الماضيان (2019 و2020) اقتناعًا متزايدًا بأن الهيدروجين سيؤدي دورًا مهمًا في إزالة الكربون من نظام الطاقة، رغم عدم وضوح الخطوات والمسارات التي ستؤدي لتلبية الطموحات الجريئة التي حددتها السياسات الوطنية والدولية.

وأصدر معهد أكسفورد لدراسات الطاقة، تقريرًا مؤخرًا بعنوان: "دور الهيدروجين في تحوّل الطاقة"، شارك في إعداده 19 خبيرًا ومسؤولًا وباحثًا من شركات ومؤسسات عديدة، لاستعراض آفاق وتقنيات الهيدروجين والتحديات والفرص الممكنة للمساهمة في تحوّل الطاقة.

حجم تحوّل نظام الطاقة

يُعدّ حجم تحوّل نظام الطاقة من الاعتماد على الوقود الأحفوري إلى تهميش دور هذا الوقود، ضخمًا، كما إن إنجاز هذا التحول في غضون 30 عامًا يتطلب سرعة فائقة واستثنائية.

ويتطلب تعزيز دور الهيدروجين في تلبية الأهداف الطموحة لتحقيق الحياد الكربوني، إسهام جمهور المستهلكين والقطاع الخاص والهيئات التنظيمية والجهات الحكومية المعنية، وزيادة وتيرة التعاون في العام أو العامين المقبلين؛ لدفع السياسات والسلوكات المطلوبة.

• مسح يرصد 3 عقبات أمام اقتصاد الهيدروجين المستدام

• مقترح أوروبي لإعفاء الهيدروجين والأمونيا من ضريبة الطاقة

ويشير ممثّل معهد الغاز المستدام في إمبريال كوليدج بلندن، آدم هوكس، إلى أن إزالة الكربون -التي تتطلب التغذية الكهربائية للعديد من الاستخدامات النهائية- تعدّ اقتصاديًا وتقنيًا، ولهذا ينبغي الاعتماد على الهيدروجين منخفض الكربون لتغطية فترات انخفاض توليد الكهرباء المتجددة.

احتجاز الكربون وتخزينه

يرى آدم هوكس أن دعم الدور المهم للهيدروجين الأزرق في نظام الطاقة يتطلب القيام بقفزات نوعية بعيدة المدى في احتجاز الكربون وتخزينه، ومعالجة انبعاثات غاز الميثان في سلسلة التوريد.

وأكد أن الأولوية في الوقت الحالي تتمثل في دعم الابتكار والتوضيح ونشر سلاسل توريد الهيدروجين، إضافة إلى دعم مجموعة من الخيارات التقنية الأخرى للتخفيف من آثار التغيّر المناخي.

الهيدروجين يوفر المرونة

يقول زميلا معهد أكسفورد لدراسات الطاقة، ألياكسي باتونيا، ورحمت بودينه، إن الأمونيا المنتجة باستخدام الهيدروجين منخفض الكربون توفّر المرونة المطلوبة للهيكل المتغيّر لشبكة الكهرباء.

ويمكن للتحول من الكهرباء إلى الأمونيا أن يعزز خدمات الشبكة مثل التخزين الموسمي، وتوفير البدائل في حالات الطوارئ، ونقل الطاقة الكهربائية، ممّا لا يستوجب سعة فائضة كبيرة في نظام الكهرباء، ويقلل الحاجة إلى توسيع سعة شبكة الكهرباء.

وأوضح ألياكسي باتونيا ورحمت بودينه، أن عملية تصنيع الأمونيا تتطلب تشغيلًا مستمرًا لتفادي إتلاف المحفزات؛ ما يحدّ من قدرتها على توفير خدمات موازنة الشبكة ذات القيمة الأعلى مع توليد الطاقة المتجددة المتقطع.

وأضاف ألياكسي باتونيا ورحمت بودينه، أن سُمِّية الأمونيا لا تحظى بقبول اجتماعي كبير، وتستوجب توفير متطلبات صارمة للتخزين والتشغيل.

مزج الهيدروجين في شبكة الغاز الطبيعي

يرى ممثل شركة "كادنيت"، آندي لويس، وممثل شركة "بروغريسيف إنرجي"، تومي إسحاق، أن مزج الهيدروجين منخفض الكربون في شبكة الغاز الطبيعي، يُعدّ أحيانًا خطوة أولية منطقية في تحوّل الطاقة.

وقدّم مقالهما، الوارد في تقرير معهد أكسفورد لدراسات الطاقة، شرحًا لبعض الأعمال الفنية التفصيلية وأعمال السلامة التي نُفِّذَت استعدادًا للتجارب الأولية لمزج 20% من الهيدروجين في أجزاء من شبكة توزيع الغاز الطبيعي في المملكة المتحدة.

وتقوم شبكة الكهرباء الوطنية في المملكة المتحدة ببناء موقع اختبار لتقييم مكوّنات نظام النقل الوطني عند استخدامها للنقل بواسطة الهيدروجين.

بدورها، قامت شركة "غاسوني" الهولندية بتحويل قسم قصير من خط أنابيب النقل لنقل الهيدروجين.

الهيدروجين يخفض انبعاثات الحديد والصلب

ذكر ممثل مجموعة تيسين كروب للصلب، ماركوس شوفيل، أن صناعة الحديد والصلب على مستوى العالم مسؤولة حاليًا عن نحو 7% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية، مع هيمنة تكنولوجيا الأفران العالية المعتمدة على الفحم.

وأوضح ماركوس شوفيل مدى قدرة التحول إلى عملية الخفض المباشر للانبعاثات، باستخدام الهيدروجين منخفض الكربون، على إزالة نحو 95% منها.

وأشار إلى التحدي المتمثل في تأمين إمدادات كافية من الهيدروجين منخفض الكربون، لا سيما بالنظر إلى تركيز سياسة ألمانيا الحالية على الهيدروجين الأخضر.

وطرح شوفيل قضية التطوير الموازي للهيدروجين الأزرق، وطالب بإجراء بعض التغييرات التنظيمية الرئيسة لتسريع الانتقال إلى عملية الخفض المباشر للانبعاثات.

تنظيم أسواق الهيدروجين

طرح زميل معهد أكسفورد لدراسات الطاقة، أليكس بارنيز، القضايا المتعلقة بتنظيم أسواق الهيدروجين، وأشار إلى المخاوف المحتملة بشأن توفير التقنيات اللازمة لمصادر الانبعاثات العالية نسبيًا.

وأوضح أليكس بارنيز أن سياسة الحكومة ولوائحها يمكن أن تتكيف بمرور الوقت مع تطوّر التكنولوجيا.

وأكد ضرورة إيلاء تنظيم الأسواق أولوية قصوى للمباشرة سريعًا بتحفيز الاستثمارات المطلوبة في البنية التحتية للهيدروجين، مشيرًا إلى وجود خطر أكبر يتمثل في تأخير الاستغناء عن الوقود الأحفوري.

بالمقابل، أشار زميل معهد أكسفورد للطاقة، باتريك هيذر، إلى أن عملية تحرير سوق الغاز الطبيعي في المملكة المتحدة استغرقت ما يقرب من 15 عامًا.

واستغرق الأمر 5 سنوات أخرى حتى أصبحت نقطة التوازن الوطنية البريطانية مركزًا لتجارة السوائل، وتطلبت أطرًا زمنية إجمالية أطول قليلًا في البلدان الأوروبية الأخرى.

ويقدّر باتريك هيذر أن وضع البنية التحتية للهيدروجين الأوروبية اليوم أقلّ نضجًا مما كان عليه سوق الغاز في الستينات؛ لذلك هناك رحلة طويلة لتأسيس سوق هيدروجين تجارية.

ويتوقع باتريك هيذر أن من الممكن أن تكون هناك سوق لتداول الهيدروجين بحلول عام 2040، اعتمادًا على سرعة تحوّل الطاقة.

تطوير الهيدروجين في الإمارات

سلّط الرئيس التنفيذي لشركة قمر للطاقة، زميل أبحاث معهد أكسفورد لدراسات الطاقة، روبن ميلز، الضوء على مدى تلبية الهيدروجين لطموحات الطاقة منخفضة الكربون في الإمارات العربية المتحدة، بناءً على الخطط الحالية لتوليد الكهرباء المتجددة والغاز.

وأوضح أن وجود موارد شمسية وفيرة منخفضة التكلفة، يتيح لمشروعات الطاقة الشمسية توفير سعر تنفيذ مستقبلي أقلّ من دولار أميركي لكل كيلوواط ساعة، ويمكن أن يصبح تصنيع الهيدروجين الأخضر أكثر جاذبية.

• موانئ أبوظبي تطلق مشروعًا لإنتاج الأمونيا الخضراء

وقال ميلز، إن القيادة الجديدة لشركة بترول أبوظبي الوطنية "أدنوك" ترى أن الهيدروجين جزء مهم من إستراتيجيتها.

وأشار إلى وجود العديد من التحديات الرئيسة لتطوير الهيدروجين بصفته عملًا تجاريًا في الإمارات، مبيِّنًا أن الاقتصاد التنافسي يكمن في أن تصبح مُصدّرًا رئيسًا للهيدروجين منخفض الكربون، واعتماده في الاستخدام المحلي والاستثمار في المشروعات الدولية.