التقاريرتقارير الهيدروجينتقارير دوريةرئيسيةعاجلهيدروجينوحدة أبحاث الطاقة

إنتاج الهيدروجين .. طرق جديدة لتعزيز إمدادات وقود المستقبل (تقرير)

وحدة أبحاث الطاقة - أحمد شوقي

يُظهر إنتاج الهيدروجين مرونة كبيرة؛ كونه يأتي من مصادر متعددة تختلف من حيث الكفاءة والاستدامة والتكلفة، لكن الغاز الطبيعي ما يزال هو المهيمن في هذا الصدد.

ومع ذلك، فإن الدفع نحو تحوّل الطاقة والتقدم التقني يُبشّر بأن يكون للتقنيات الأكثر استدامة في إنتاج الهيدروجين دور كبير في إزالة الكربون مستقبلًا.

ويوضح تقرير حديث لمنتدى الطاقة الدولي عددًا من التقنيات الجديدة لإنتاج الهيدروجين، مع السعي لتعزيز دوره في الصناعات كثيفة الكربون.

الغاز الطبيعي

يُشكّل الغاز الطبيعي -الميثان في الغالب- معظم إنتاج الهيدروجين عالميًا يما يعادل تقريبًا 70%، وتصل النسبة إلى 95% من الإجمالي في الولايات المتحدة؛ كونه أكثر الوسائل انتشارًا وكفاءة وفاعلية من حيث التكلفة، فضلًا عن تمتّعه بميزة الاستفادة من البنية التحتية الحالية للغاز.

ويُنتج الهيدروجين من خلال إعادة تشكيل الميثان بالبخار، ويتضمن ذلك تسخين الغاز إلى درجات حرارة عالية في وجود بخار ومحفز؛ ما يتسبب في تفكك جزيئات الميثان وتشكيل أول أكسيد الكربون والهيدروجين.

وينتج عن هذه الطريقة ما يتراوح بين 9 أطنان و12 طنًا من ثاني أكسيد الكربون مقابل كل طن من إنتاج الهيدروجين، وهو ما يُعرف هنا باسم الهيدروجين الرمادي، بحسب التقرير.

وفي الوقت الحالي، هناك تقنيات جديدة قد تخفض هذه الانبعاثات من خلال احتجاز الكربون وتخزينه، كما يمكن إزالة الكربون من إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار باستخدام الحرارة من المفاعلات النووية بدلًا من الوقود الأحفوري.

الطاقة - الهيدروجين الأزرق

ومن الطرق الجديدة -أيضًا- إعادة تشكيل الميثان من خلال النفايات البلاستيكية لإنتاج الهيدروجين، إذ أظهرت دراسة حديثة أجرتها نيتشر كاتاليسيز، عملية مبسطة لاستخراج أكثر من 97% من كتلة الهيدروجين من المواد البلاستيكية، بحسب التقرير.

الكتلة الحيوية

التحويل إلى غاز، أو ما يُعرف بعملية "التغويز" هي تقنية أقلّ تطورًا إلى حدّ ما، لإنتاج الهيدروجين باستخدام أيّ مصدر كربون أو الكتلة الحيوية.

ويتضمن ذلك استخدام مغوز (gasifier) عالي الحرارة لتحويل المصدر إلى غاز، والذي يتفاعل لاحقًا مع البخار لفصل الهيدروجين.

وأثبتت هذه الطريقة أنها مثيرة للاهتمام للحكومات؛ بسبب قدرتها على تقليل كثافة الكربون في إنتاج الهيدروجين؛ إذ تتوقع وزارة الطاقة الأميركية إمكان نشر تغويز الكتلة الحيوية في المدى القريب، وفق التقرير.

ويمكن استخدام السوائل المشتقة من الكتلة الحيوية، مثل الإيثانول والزيت الحيوي، في إنتاج الهيدروجين، مع تمتّعها بميزة كونها أسهل في النقل من المواد الأولية الصلبة للكتلة الحيوية.

الماء

يُعدّ إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي -تقسيم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين- الطريقة التي يراهن عليها العالم من أجل إزالة الكربون، خاصة أن معظم هذه المشروعات تعتمد على الطاقة المتجددة، ما ينتج الهيدروجين الأخضر، الذي لا يحتوى على انبعاثات كربونية.

ورغم ذلك، فإن تقنية التحليل الكهربائي ما تزال باهظة الثمن وغير فاعلة في الوقت الحالي، لكن تُظهر التكلفة تراجعًا ملحوظًا مع دعم السياسات لتحوّل الطاقة، بحسب التقرير.

وبحسب منتدى الطاقة الدولي توجد طرق تقنية أخرى طويلة الأمد لاستخراج الهيدروجين من الماء، لكنها ستتطلب المزيد من العمل لتحسينها وتسويقها، أبرزها التكسير الحراري الكيميائي لجزيئات الماء من خلال درجات حرارة عالية.

كما يعدّ تفكيك الماء الكهروكيميائي الضوئي طريقة واعدة، تستخدم ضوء الشمس وأشباه الموصلات، لاستخراج الهيدروجين من جزيئات الماء.

وفضلًا عن ذلك، يمكن إنتاج الهيدروجين من خلال التكسير الضوئي البيولوجي لجزئيات الماء، مثل الطحالب الخضراء التي تستهلك الماء وتنتج الهيدروجين، في ظل ظروف معينة.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.
الوسوم

مقالات ذات صلة

تعليق واحد

  1. إن من أعظم الاستخدامات الطاقة هي الطاقة البديلة و النظيفه
    انها ستلغي آبار البترول في العالم و يعد يستخرج في السنوات القادمه
    اي اجراء يتم اتتخاذة بعمل الطاقة البديلة يكون على حساب البترول
    اهتم بتغير المعادلة بتغير مصادر الطاقة القادمة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق