هل يسهم الهيدروجين في مواجهة تغير المناخ والاحتباس الحراري؟

فجّرت دراسة حديثة مفاجأة من العيار الثقيل، حول مدى ملاءمة الهيدروجين لمواجهة أزمة تغير المناخ والاحتباس الحراري، وخفض الانبعاثات، مشيرة إلى أن الهيدروجين ليس مصدر طاقة "أخضر" محايدًا مناخيًا، على الأقلّ في الوقت الحالي.

وشككت الدراسة، التي توصل إليها عدد من العلماء البريطانيين، في ملاءمة الهيدروجين لتحول المناخ، إذ إن الاعتماد عليه مصدرًا للطاقة يمكن أن يوفر انبعاثات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون ويوفر فائدة مناخية كبيرة.

وأكدت الدراسة أن أيّ زيادات في أوزون التروبوسفير وبخار الماء والميثان، نتيجة للزيادات في الهيدروجين في الغلاف الجوي، ستميل جميعها إلى زيادة التأثير الإشعاعي، والتعويض الجزئي الفوائد المناخية للتحول إلى الهيدروجين.

شكوك حول إزالة الكربون

أجرت وزارة الأعمال والطاقة والإستراتيجية الصناعية في المملكة المتحدة، دراسة حول الهيدروجين وإمكان أن يكون له تأثير سلبي في تغير المناخ والاحتباس الحراري، خاصة إذا كان سيتسرب إلى الغلاف الجوي قبل استخدامه.

وأشارت الدراسة إلى أن الهيدروجين في أحسن الأحوال أسوأ 6 أضعاف بالنسبة لحلّ أزمة التغير المناخي من ثاني أكسيد الكربون على مدى 100 عام.

في أسوأ السيناريوهات، يمكن أن يثبت الهيدروجين أنه أكثر ضررًا بمقدار 16 مرة من غازات الاحتباس الحراري المنتشرة وفقًا للدراسة، إذ سيسهم الهيدروجين أيضًا بشكل كبير في تغير المناخ، حتى في إطار زمني مدّته 20 عامًا، ومن ثم فإن القدرة على إحداث الاحترار العالمي هي 33 مرة أكثر من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

يقول أحد كبار العلماء في صندوق الدفاع البيئي، وهي منظمة غير حكومية أميركية، والمؤلف الرئيس لتقرير الهيئة الحكومية لتغير المناخ، ستيفن هامبورغ، إن الهيدروجين يتفاعل في طبقة التروبوسفير ويشكّل طبقة الأوزون، مما يسهم أيضًا في ظاهرة الاحتباس الحراري.

ويتحلل الهيدروجين في طبقة الستراتوسفير، ويتحول إلى بخار الماء، وهو ما يسهم أيضًا في ظاهرة الاحتباس الحراري، وعلى الرغم من أنه من المتوقع ازدهار تجارة الهيدروجين من عام 2025 على الأقلّ، لم يُعرف بعد مقدار الهيدروجين الذي يمكن أن يتسرب بالضبط.

الغلاف الجوي

سيكون لاستخدام الهيدروجين في نظام الطاقة فوائد مناخية عديدة، ومع ذلك، فإن أيّ تسرّب للهيدروجين سيؤثّر في تكوين الغلاف الجوي (مع ما يترتب على ذلك من آثار في جودة الهواء)، وسيكون له تأثير احترار غير مباشر في المناخ.

تؤكد مجموعة متزايدة من الدراسات على أن تسرّب الهيدروجين إلى الغلاف الجوي سيكون له تأثير احترار غير مباشر في المناخ، ومن ثم يجب التقليل منه.

استخدمت الدراسة النماذج الحالية للمناخ وكيمياء الغلاف الجوي لاستكشاف التأثيرات الجوية لاقتصاد الهيدروجين العالمي، ووضعت نماذج لتأثيرات الغلاف الجوي وحساب التأثير الإشعاعي الناتج عن انبعاثات الهيدروجين وإمكان الاحترار العالمي بسبب الهيدروجين.

سيؤدي تسرب الهيدروجين للغلاف الجوي إلى تقليل نسب الهيدروكسيل في طبقة التروبوسفير، ومن ثم زيادة مدة بقاء (عمر) الميثان في الغلاف الجوي وزيادة تأثيره في تغير المناخ.

يتفاعل الأوزون وبخار الماء في الغلاف الجوي مع ضوء الشمس؛ لإنتاج ما يُعرف بجذور الهيدروكسيل، تتفاعل هذه المؤكسدات القوية وتساعد على إزالة المواد الكيميائية الأخرى التي تُطلَق في الغلاف الجوي عبر العمليات الطبيعية والبشرية، مثل حرق الوقود الأحفوري، ومن هذه المواد الكيميائية الميثان، وهو أحد غازات الدفيئة القوية.

كما إن الهيدروجين يتفاعل مع جذور الهيدروكسيل، وبذلك يقلل من تركيزها، وأيّ هيدروجين يتسرب إلى الغلاف الجوي -خلال الإنتاج أو النقل أو عند نقطة الاستخدام- يمكن أن يسبّب هذا التفاعل.

وما يسهم أيضًا في ظاهرة الاحتباس الحراري أن جزيئات الهيدروجين أصغر بكثير من جزيئات الميثان، وأن نحو 0.5-3% من الميثان يتسرب خلال النقل، وسيعتمد التغيير المستقبلي بتركيز الميثان في الغلاف الجوي على كل من التغير الناجم عن الهيدروجين في العمر والتغيرات في انبعاثات الميثان التي ستتبع اعتماد اقتصاد الهيدروجين.

قد يؤدي استخدام الهيدروجين وقودًا إلى تفاقم ظاهرة الاحتباس الحراري من خلال التأثير بالتفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي.

موضوعات متعلقة..

• هل يكفي خفض الانبعاثات لحماية العالم من آثار تغير المناخ والاحتباس الحراري؟ (تقرير)
• التغير المناخي.. كيف تستطيع الدول النامية مواجهة تحديات خفض الانبعاثات؟

اقرأ أيضًا..

• الاتحاد الأوروبي يحتاج للتفكير مجددًا في حظر النفط الروسي (مقال)
• صناعة السيارات.. كيف تؤثر الأزمة الأوكرانية في الإنتاج والمبيعات؟