أميركا تخطط لاستغلال أنابيب الغاز في تقليل تكلفة الهيدروجين الأخضر

في شهر مايو/أيار الماضي، أعلن تحالف الهيدروجين الأخضر "جي إتش سي" ودائرة المياه والطاقة في ولاية لوس أنجلوس الأميركية، وبعض الشركاء الآخرين، إطلاق مشروع هاي ديل لوس أنجلوس.

ويمثّل المشروع -الهادف إلى إطلاق مجموعة هيدروجين خضراء تجارية على نطاق واسع- مبادرة للحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري وشراء الهيدروجين الأخضر بسعر 1.50 دولارًا/كيلوغرام في حوض لوس أنجلوس بحلول عام 2030، حسبما أفادت وكالة بلومبرغ.

تكلفة توصيل الهيدروجين

يقول شركاء المشروع إنه يمكن لخطوط أنابيب الغاز الطبيعي وشبكة التخزين أن تقلّل من تكلفة توصيل الهيدروجين الأخضر، ما يتيح استخدام الوقود منخفض الكربون في توليد الكهرباء وعمليات الموانئ والشاحنات الثقيلة والشحن البحري.

وقدّم تحالف الهيدروجين الأخضر نتائج الدراسة التي أنجزها في 1 سبتمبر/أيلول، بشأن مشروع هاي ديل لوس أنجلوس، إلى مؤتمر الهيدروجين في وزارة الطاقة الأميركية، حسبما أوردته منصة "إس آند بي غلوبال بلاتس".

وضمّ المؤتمر موظفي وزارة الطاقة والأطراف المعنية لتعزيز برنامج التحالف لخفض تكلفة الهيدروجين منخفض الكربون بنسبة 80% إلى 1 دولار/كيلوغرام في غضون عقد من الزمن.

تُجدر الإشارة إلى أن الهيدروجين يُعدّ "أخضر" إذا كان مصدر الكهرباء المستخدمة لإنتاجه هو تفكيك الماء من خلال التحليل الكهربائي الخالي من الكربون.

دور خطوط الأنابيب وشبكة التخزين

قالت مؤسسة ورئيسة تحالف الهيدروجين الأخضر، جانيس لين، إنه من الممكن توصيل الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع إلى حوض لوس أنجلوس بحلول عام 2030، إذ تمثّل البنية التحتية للنقل والتخزين المحرك الرئيس.

وخلصت دراسة مشروع هاي ديل لوس أنجلوس إلى أن استخدام البنية التحتية خطوط أنابيب الهيدروجين بنسبة 100% والتخزين الجيولوجي تحت الأرض يمكن أن يخفض تكلفة إنتاج الهيدروجين.

وأوضحت جانيس لين أن الشركاء يعتقدون أن تطوير نظام هيدروجين مخصص أمر ممكن بين عامي 2030-2035، شريطة أن تسمي الهيئات الفيدرالية السلطة التنظيمية لأنابيب الهيدروجين بين الولايات الأميركية.

ووفقًا للدراسة، ليس من الواضح حاليًا ما الهيئة التي لديها سلطة تحديد جهة تشغيل أنابيب الهيدروجين المختلطة والمخصصة بين الولايات وتحديد معدلات النقل؟

ونظرًا إلى أن هذا الغموض قد يعوق تطوير المشروع، يجب على الحكومة الفيدرالية أن تؤكد أن الهيئة الفيدرالية لتنظيم الطاقة هي المنظم الاقتصادي لأنابيب الهيدروجين، إما من خلال التشريعات وإما الإجراءات الإدارية.

وأوصى شركاء المشروع بأن الهيئة الفيدرالية لتنظيم الطاقة هي المنظم الاقتصادي ومانحة التصاريح لخطوط أنابيب الغاز بين الولايات.

وأعدّت جانيس لين سيناريوهين للتخزين، هما أن تتصل أنابيب الهيدروجين المخصصة بمخزن قبة الملح في ولاية يوتا بتكلفة تسليم 1.95 دولارًا/كيلوغرام أو في ولاية نيفادا بسعر 1.60 دولارًا/كيلوغرام.

وقالت إن مستودعات قبة الملح خارج الولاية ستوفر تخزينًا واسع النطاق ضروريًا لتحقيق التوازن بين العرض والطلب على الهيدروجين الأخضر على مدار العام.

وأضافت أن تطوير مركز التخزين في ولاية يوتا سيتطلب نحو 27 مليار دولار من النفقات الرأسمالية في جميع أنحاء سلسلة القيمة، تتضمن استثمارات كبيرة من القطاع الخاص.

• مشروع مشترك لإنتاج الهيدروجين الأخضر في أستراليا
• الصين تتخذ خطوة مهمة لتنفيذ مشروع ضخم لإنتاج الهيدروجين الأخضر
• تشيلي تستهدف تصدير الهيدروجين الأخضر إلى أوروبا وأميركا

وبيَّنت أن شبكة خطوط أنابيب الهيدروجين ستتصل بمراكز خارجية في ولاية لوس أنجلوس، وكذلك فيكتورفيل، وهو مركز تجاري في منطقة هايديزرت، وبيكرسفيلد، وهو مركز للزراعة والطاقة.

وقالت لين إن شركاء المشروع لم يضعوا نموذجًا لاستخدام النقل البري أو السكك الحديدية لنقل الهيدروجين.

خطوط الغاز

على المدى القريب، أوصى شركاء المشروع بدمج الهيدروجين في خطوط أنابيب الغاز الحالية، للمساعدة في توسيع نطاق الإنتاج.

وقالت رئيسة هيئة جنوب كاليفورنيا للغاز، ماريام براون، إن على المنظمين والمرافق إعطاء الأولوية لتطوير حقن الهيدروجين ومعايير الغاز لدعم مزج الهيدروجين.

وأضافت أنه يتعيّن عليهم -أيضًا- استخدام الإطار التنظيمي للمرافق لتحفيز استثمارات القطاع الخاص وتوزيع الإنفاق على البنية التحتية عبر قاعدة الأسعار، حسبما أوردته منصة "إس آند بي غلوبال بلاتس".

وأشارت إلى أن المرافق لديها خبرة في تطوير مشاريع البنية التحتية المصممة لتحقيق عوائد معقولة على أسس قانونية.

النتائج المتعلقة بإنتاج الهيدروجين

توصّل شركاء المشروع إلى أنه يمكن إنتاج الهيدروجين المستدام داخل حوض لوس أنجلوس إذا كان المنتجون قادرين على الوصول إلى الطاقة المتجددة منخفضة التكلفة من خلال البنية التحتية القائمة للطاقة الكهربائية.

وأوصوا بأن تطوّر الجهات التنظيمية إطار تعرفة كهربائية يسمح للمنتجين بالوصول إلى الطاقة النظيفة التي توفّرها الشبكة من أجل التحليل الكهربائي.

وقالوا إن التعرفة يجب أن تتيح الاستجابة إلى الطلب القابل للتمدد، وتدرس الخصائص البيئية للهيدروجين الأخضر بطريقة تتجنب ازدواج حساب الائتمانات الخضراء.

وقد يؤدي سحب الكهرباء مباشرة من الشبكة لإنتاج الهيدروجين الأخضر إلى التدقيق والمراقبة، لأن خطوط النقل في ولاية كاليفورنيا لا تزال تنقل الكهرباء المولدة من محطات الكهرباء التي تعمل بالوقود الأحفوري.

تحويل النفايات إلى هيدروجين

أشارت جانيس لين، بعد المرحلة الأولى من الدراسة، إلى أن تحالف الهيدروجين الأخضر يدعم تحويل النفايات إلى هيدروجين.

وعرض شركاء مشروع هاي ديل لوس أنجلوس التعاون مع الوكالات البلدية لتطوير خطة تفصيلية لإنتاج النفايات في الحوض إلى الهيدروجين.

وأوصى الشركاء كذلك بإنشاء إطار عمل وطني لتتبع الهيدروجين الأخضر، والتحقق منه وتعويضه عن فوائده البيئية.

ونصحوا بدراسة إنتاج الهيدروجين الأخضر واستكشافه للأسمدة والشحن البحري ووقود الطائرات، بالتنسيق مع الوكالات الفيدرالية التي تشرف على متطلبات الامتثال وبرامج إزالة الكربون في الموانئ والمطارات الدولية.

تطوير مراكز الطلب

قال المدير العام لمحطة فينيكس مارين سيرفيسز، سكوت شوينفيلد، إن الوصول إلى الهيدروجين الوفير والمتوقع وبأسعار معقولة من شأنه أن يدفع المحطة إلى نقل ما يقرب من 350 قطعة من المعدات التي تعمل بالديزل في ميناء لوس أنجلوس الذي تبلغ مساحته 1.21 كيلومترًا مربعًا.

وأضاف أن الإمدادات منخفضة التكلفة ستفتح الباب أيضًا لتحويل 5 آلاف شاحنة يوميًا تزور المحطة، بالإضافة إلى عشرات المحطات الأخرى في المنطقة وإلى السفن والقطارات التي تخدمها، حسبما أوردته منصة "إس آند بي غلوبال بلاتس".

وقالت جانيسلين إن خطة زيادة الطلب على الهيدروجين على المدى القريب في محطات الكهرباء ومصافي النفط تبرر الاستثمار في البنية التحتية للنقل والتخزين، التي بدورها ستقلّل من تكاليف التوصيل.

وألمحت إلى أن هذا الاستيعاب المبكر يمكن أن يساعد في تحفيز الطلب في قطاعات مثل النقل بالشاحنات الثقيلة، وتسريع الانتقال من وقود الديزل وتقليل التلوث في المجتمعات المثقلة بالأعباء تاريخيًا.

ومع ذلك، فإن خطة مشروع هاي ديل لوس أنجلوس لا تخلو من المخاوف البيئية والإنصاف، إذ أصدرت المجموعات البيئية مؤخرًا تحذيرات حول مزج الهيدروجين في توربينات الغاز، مشيرة إلى احتمال زيادة تلوث أكسيد النيتروز.

وأشارت دراسات الاحتراق التي أجرتها شركة جنرال إلكتريك إلى أن خليط 50-50 من الهيدروجين والغاز الطبيعي يمكن أن يزيد تركيز أكاسيد النيتروجين في عادم التوربينات بنسبة 35%، ما يتطلب أنظمة أكبر وأكثر كفاءة لتقليل الانبعاثات.