التقاريرتقارير الهيدروجينتقارير دوريةسلايدر الرئيسيةعاجلهيدروجينوحدة أبحاث الطاقة

4 طرق لنقل الهيدروجين بعد إعلان المغرب والجزائر خطوة عالمية

وحدة أبحاث الطاقة - أحمد شوقي

اقرأ في هذا المقال

  • الأمونيا الطريقة الأكثر جاذبية في نقل الهيدروجين
  • البنية التحتية المثبتة تعزز دور الأمونيا في نقل الهيدروجين
  • طريقة تسييل الهيدروجين تحتاج للمزيد من التوسع لاستخدامها
  • ناقلات الهيدروجين العضوية السائلة الطريقة الأقلّ من حيث سلامة البيئة
  • يمكن استخدام خطوط أنابيب الغاز المثبتة حاليًا لنقل الهيدروجين
  • الجزائر والمغرب يخططان لنقل الهيدروجين عبر خطوط الأنابيب

أصبحت كيفية نقل الهيدروجين بؤرة الاهتمام في الوقت الحالي، مع السعي لتعزيز دور الوقود النظيف في استهلاك الطاقة حول العالم، إلى جانب إعلان الجزائر والمغرب خطوة رائدة في هذا الإطار.

ويمكن نقل الهيدروجين لمسافات طويلة عن طريق خطوط الأنابيب، أو من خلال 3 أشكال مستخدمة للشحن عبر السفن، كما يوضح تقرير حديث صادر عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (آيرينا).

ويُحوّل غاز الهيدروجين إلى شكل مناسب يسمح بنقله وتخزينه، فمن خلال السفن يمكن نقل الهيدروجين عبر الأمونيا والهيدروجين السائل وناقلات الهيدروجين العضوية السائلة (LOHC).

وبصفة خاصة، تمتلك الدول العربية بنية تحتية مناسبة يمكن استغلالها لنقل الهيدروجين عبر خطوط الغاز إلى أوروبا مستقبلًا، في ظل رغبة القارّة العجوز تسريع التحول إلى الطاقة النظيفة، خاصة بعد الغزو الروسي لأوكرانيا، وهو جعل الجزائر والمغرب يخططان للاستفادة من خطوط الأنابيب في تصدير الهيدروجين.

وفي هذا التقرير، ينصبّ التركيز على نقل الهيدروجين بدلًا من السلع المصنوعة باستخدامه، مع ملحوظة أن الأمونيا يمكن أن تكون حاملة للهيدروجين، وتُستخدم مباشرةً بصفة مواد وسيطة أو وقود في قطاعات مختلفة.

الأمونيا

يعدّ نقل الهيدروجين على هيئة أمونيا الطريقة الأكثر جاذبية؛ نتيجة لانخفاض تكاليف النقل.

كما إن جاهزية البنية التحتية المناسبة في أكثر من 120 ميناء عالميًا، ووجود سوق حالية للأمونيا بنحو 183 مليون طن سنويًا، تدعم استخدامها في نقل الهيدروجين.

وبنهاية العام الماضي، بلغت سعة مشروعات الأمونيا الخضراء المعلنة 34 مليون طن سنويًا خلال العقد الحالي، مع وجود 50% منها في أميركا الجنوبية، وفق آيرينا.

وفي الوقت الحالي، تبلغ تجارة الأمونيا 10% من الإنتاج العالمي، من خلال خطوط الأنابيب، وأكثر من 70 شاحنة من ناقلات غاز النفط المسال.

كما تعتمد كثافة الطاقة المرتفعة بالنسبة إلى الأمونيا على استخدامها بصفتها ناقلًا للهيدروجين؛ إذ تماثل -عند ضغط منخفض نسبيًا- 3 مرات كثافة الهيدروجين المضغوط، ومرة ونصف الهيدروجين السائل، بحسب شركة الأبحاث وود ماكنزي.

في المقابل، فإن أبرز التحديات التي تواجه هذه الطريقة هي أن إعادة تحويل الأمونيا إلى هيدروجين تؤدي إلى فقدان طاقة بنسبة تتراوح بين 13% و34%، لكن يمكن تجنّب ذلك عن طريق الاستخدام المباشر للأمونيا للاستخدامات الحالية -مثل الأسمدة- أو المستقبلية -على هيئة وقود مثلًا-، مع تسارع جهود العالم لتحقيق الحياد الكربوني.

الأمونيا الخضراء - الحياد الكربوني

الهيدروجين السائل

حاليًا، يجري تسييل الهيدروجين تجاريًا، ولكن على نطاق محدود للغاية، لا يسمح بالاعتماد على هذه الطريقة في نقل الهيدروجين الغازي.

وكانت قدرة تسييل الهيدروجين تبلغ 600 طن يوميًا بنهاية عام 2019، ويُقارَن هذا بسعة 1.24 مليون طن يوميًا، للغاز الطبيعي المسال، الذي يعدّ النقطة المرجعية حاليًا لتقييم قدرة الهيدروجين السائل.

وترى الوكالة الدولية للطاقة المتجددة أن منشأة تسييل الهيدروجين حاليًا تحتاج إلى الزيادة بأكثر من 220 مرة عن متوسط حجمها، على غرار مصانع الغاز الطبيعي المسال، لتكون صالحة لتلبية التجارة العالمية.

وبالنظر إلى هذا التفاوت بين ما هو موجود الآن وما هو مطلوب من حيث فوائد التكلفة والكفاءة، فإن تعزيز سعة تسييل الهيدرجين أمر غير واضح، بحسب التقرير.

ومن جهة أخرى، فإن التغويز -تحويل الهيدروجين السائل إلى غاز مرة أخرى- عملية بسيطة نسبيًا، ولا ينبغي أن تفرض قيودًا كبيرة على استخدام هذه الطريقة لتجارة الهيدروجين العالمية.

في الحقيقة، التحدي الرئيس للهيدروجين السائل هو درجات الحرارة المنخفضة اللازمة لعملية الإسالة (سالب 253 درجة مئوية)، ويتطلب ذلك معدّات باهظة الثمن للنقل والتخزين.

كما تتطلب هذه الطريقة ما يتراوح بين 30% و36% من الطاقة الموجودة في الهيدروجين من أجل التسييل.

ناقلات الهيدروجين العضوية السائلة

ناقلات الهيدروجين العضوية السائلة (LOHC) هي مركبات كيميائية متخصصة يمكنها أن تتفاعل مع الهيدروجين وتستخدم عدّة مرات، ويوجد حاليًا مشروعات تجريبية تحتاج لتوسيع نطاقها للوصول إلى الحجم المطلوب للتجارة العالمية.

ويمكن استخدام ناقلات الهيدروجين العضوية السائلة للبنية التحتية الحالية لنقل النفط، كما إن تكلفة رأس المال لهذه الطريقة منخفضة.

ويواجه هذا المسار العديد من التحديات التي يمكن أن تحدّ من دوره في نقل الهيدروجين عالميًا، أبرزها الحرارة المطلوبة عند متوسط (270 إلى 320 درجة مئوية) لاستعادة الهيدروجين من الناقل.

كما تتطلب عملية فصل الهيدروجين عن المركب الناقل ما يتراوح بين 30 و40% من الطاقة الموجودة في الهيدروجين.

ومن المحتمل أن تحتوي ناقلات الهيدروجين العضوية السائلة على ثاني أكسيد الكربون، ما يهدد بزيادة الانبعاثات، على عكس الأمونيا والهيدروجين السائل.

الهيدروجين - تحول الطاقة

خطوط الأنابيب

تعدّ خطوط الأنابيب أكثر ملاءمة لنقل الهيدروجين على نطاق واسع؛ إذ يبلغ أكبر قطر مشترك لخطوط أنابيب الغاز 48 بوصة (122 سنتيمترًا).

وهناك ميزة أخرى لخطوط الأنابيب، هي أن المناطق المتوافر بها بنية تحتية للغاز -مثل أميركا الشمالية وأوروبا وشرق الصين- يمكن أن تعيد توجيهها إلى الهيدروجين؛ ما يؤدي إلى فائدة مزدوجة تتمثل في انخفاض تكاليف نقل الهيدروجين.

كما يمكن أن تكون تكلفة الاستثمار لخطّ الأنابيب القائم أقلّ بنسبة تتراوح بين 65% و94% من بناء خط جديد، لتجنّب الأصول العالقة، بحسب التقرير.

ورغم ذلك، ليست جميع خطوط الأنابيب مناسبة لنقل الهيدروجين، كما إن استهلاك الطاقة سيكون أعلى مقارنة بنقل السفن.

وبدأ خيار نقل الهيدروجين عبر خطوط الأنابيب يكتسب المزيد من الزخم بين الدول العربية، ففي فبراير/شباط 2021، عرضت السعودية على لسان وزير الطاقة الأمير عبد العزيز بن سلمان خلال اجتماع افتراضي لمنتدى الطاقة الدولي والاتحاد الأوروبي استضافَتْه الرياض، إمكان نقل الهيدروجين الأخضر عبر خطوط أنابيب الغاز إلى أوروبا.

يأتي ذلك في الوقت الذي تسعى فيه السعودية لتصبح أكبر مصدّر للهيدروجين في العالم، مع امتلاكها احتياطيات كبيرة من الغاز الطبيعي، تمكِّنها من إنتاج الهيدروجين الأزرق.

كما يأتي فضلًا عن رغبة الرياض في توليد الهيدروجين من الطاقة الشمسية من خلال مصنع بقيمة 5 مليارات دولار في مدينة نيوم المستقبلية التي تُبنى على البحر الأحمر، بداية من عام 2025.

الجزائر تتزعم نقل الهيدروجين عبر خطوط الأنابيب

تظهر الجزائر بصفتها الدولة الأكثر جدّية في الاستفادة من خطوط أنابيب الغاز لتصدير الهيدروجين إلى الخارج، خلال السنوات المقبلة، حسبما أعلن وزير الانتقال الطاقوي والطاقات المتجددة "بن عتو زيان"، في أكتوبر/تشرين الأول 2021.

وحال تنفيذ خطط نقل الهيدروجين، ستكون الجزائر أول دولة عالميًا في هذا الصدد، لتواصل تفرُّدها، بعدما كانت أول مصدّر للغاز الطبيعي المسال في العالم، عندما سلّمت شحنتها الأولى إلى المملكة المتحدة في عام 1964.

وفي مقابلة أجرتها معه "الطاقة" خلال يناير/كانون الثاني 2022، أكد بن عتو أن إمكانات الجزائر من الطاقة المتجددة تؤهلها لإنتاج الهيدروجين النظيف بأسعار تنافسية ونقله عبر خطوط الغاز بنسبة حدود آمنة في مستوى 10%.

وفي ظل التحول العالمي إلى الطاقة النظيفة، أشار بن عتو زيان إلى أن الجزائر بإمكانها تخفيض صادراتها من الغاز الطبيعي إلى إيطاليا بنسبة 25%، وتعويضها بالهيدروجين الأخضر.

ويأتي ذلك -أيضًا- في الوقت الذي تتفاوض فيه الجزائر مع ألمانيا لبناء مصنع هيدروجين أخضر، بقدرة إنتاجية تصل إلى 20 ميغاواط، مع توقعات بدء تشغيل هذا المشروع بحلول عام 2024.

وفضلًا عن وفرة الطاقة المتجددة اللازمة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، تمتلك الجزائر احتياطيات ضخمة من الغاز الطبيعي بلغت 159.054 مليار قدم مكعبة بنهاية العام الماضي، دون تغيير عن العام السابق له، وفق تقديرات مجلة أويل آند غاز، ما يسمح لها بإنتاج الهيدروجين الأزرق.

المغرب على الخطى نفسها

في الإطار نفسه، يدرس المغرب تعزيز البنية التحتية لديه حتى يتمكن من تصدير الهيدروجين عبر خطوط الغاز إلى أوروبا.

وفي الشهر الماضي، أكدت وزيرة الانتقال الطاقي والتنمية المستدامة في المغرب، ليلى بنعلي، أن تعزيز البنية التحتية للغاز من شأنه أن يجعل المملكة رائدة في مجال الهيدروجين، وسيمكّنها من تصديره إلى أوروبا، حسبما ذكرت وكالة الأنباء المغربية.

وأشارت بنعلي إلى أن العديد من الدول الأوروبية تمكّنت من نقل الهيدروجين في 30% من خطوط الغاز.

ووفق توقعات الوكالة الدولية للطاقة المتجددة "آيرينا"، فإن المغرب -رغم أنه ليس مصدرًا للهيدروجين حاليًا- يحتلّ المرتبة الرابعة عالميًا في الدول المرشّحة لتصبح منتجة رئيسة لهذا الوقود النظيف، بعد أستراليا وتشيلي والسعودية.

خلاصة القول

تعتمد تكلفة نقل الهيدروجين أساسًا على حجم المشروع ومسافة النقل، فكلما كان المنشأة أكبر، انخفضت التكاليف.

من منظور التكلفة، فإن الأمونيا هي الناقل الأكثر جاذبية للهيدروجين، ففي سيناريو متفائل مع تسارع تطوير تجارة الهيدروجين العالمية والابتكار، يمكن أن يكون استخدام الأمونيا ناقلًا أقلّ تكلفة بنسبة تصل إلى 23%، مقارنة بالهيدروجين السائل وناقلات الهيدروجين العضوية السائلة عبر مسافة 10 آلاف كيلو متر.

كما إن الأمونيا لديها أقلّ احتياجات لرأس المال تتراوح بين 2.5 و3.1 مليار دولار لكل مليون طن من الهيدروجين سنويًا، لتكون أقلّ بنسبة 10% إلى 20% من ناقلات الهيدروجين العضوية السائلة، وبنحو 65% من الهيدروجين السائل.

وفي مسافات النقل القصيرة، التي تصل إلى 4 آلاف كيلومتر، قد يكون الهيدروجين السائل جذابًا.

وفي المشروعات كبيرة الحجم، تكون خطوط الأنابيب الأكثر جاذبية من حيث التكلفة، إذ يمكنها بسهولة التعامل مع التدفقات التي تزيد على 3 ملايين طن سنويًا.

وتعدّ المسافة أكثر أهمية بالنسبة لخطوط الأنابيب؛ نظرًا لأن تكاليفها تتناسب طرديًا مع المسافة، أمّا بالنسبة للشحن، فإن ما بين 70% و90% من التكلفة الإجمالية تكون في المحطات (المصانع والتخزين).

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

إشترك في النشرة البريدية ليصلك أهم أخبار الطاقة.
الوسوم

مقالات ذات صلة

تعليق واحد

  1. الجزائر لديها امكانيات اخرى عظيمة.
    بل ارسال غاز خام للغرب. يمكن للجزائر استثمار في بناء مصانع لتوليد الطاقة على حدود الجنوبية وبيع الكهرباء لإفريقيا. نعم هناك تحدي في فقدانرالطاقة عند تنقلها في الاسلاك لكن اظن مهمازفقدنا بعض الطاقة في الطريب سيكون العائد افضل من بيع الغاز خام

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق