التقارير تقارير الهيدروجين رئيسية هيدروجين

كيف يصبح وقود الهيدروجين أكثر أمانًا؟ وزارة الطاقة الأميركية تجيب (فيديو)

أمل نبيل

2022-09-17

0 3٬624

مع السعي نحو عالم أكثر اخضرارًا، يتزايد الإقبال على الهيدروجين كونه مصدرًا للطاقة النظيفة عديمة الانبعاثات، والذي يُشتقّ من أكثر العناصر وفرة في الكون.

وتخطّط الولايات المتحدة ومعظم الدول الكبرى للتخلص من الوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة، وتحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050، بحسب معلومات رصدتها منصّة الطاقة المتخصصة.

والهيدروجين هو غاز عديم اللون والرائحة، يتوافر بكميات لا تنضب في أنحاء العالم كافّة، ويُقدَّر أنه يسهم بنسبة 75% من كتلة الكون.

ويُستخدم الهيدروجين عن طريق حرقه عوضًا عن البنزين في محركات السيارات، أو مزجه مع الأكسجين في خلايا الوقود لتوليد الكهرباء وتسيير السيارات.

هل الهيدروجين وقود آمن؟

يعدّ الهيدروجين وقودًا آمنًا للاستخدام بديلًا لمصادر الوقود الأحفوري مثل البنزين والديزل والغاز الطبيعي الشائعة اليوم، مع تمتّعه ببعض المزايا الإضافية، بحسب تقرير صادر عن وزارة الطاقة الأميركية.

ووفقًا للتقرير، تتضمن جميع أنواع الوقود بحكم طبيعتها مستوى معينًا من الخطر، حسب موقع هيدروجين فيول نيوز.

وبحسب التقرير، فإن المفتاح لجعل وقود الهيدروجين آمنًا هو التأكد من استخدامه بشكل صحيح، كما هي الحال في صناعة الطاقة مع جميع أنواع الوقود، بحيث يجري التأكد دائمًا من منع الظروف التي توجد فيها عوامل الاحتراق الـ3 في وقت واحد.

وهذه العوامل الـ3 هي:

شرارة أو حرارة أو مصدر اشتعال آخر.
مادة مؤكسدة مثل الهواء.
وقود.

ومن خلال الفهم الشامل لخصائص غاز الهيدروجين، يمكن تصميم الأنظمة المناسبة مع أنواع الضوابط الهندسية المعمول بها لضمان التعامل السليم، كما يمكن وضع إرشادات لتوجيه طريقة استخدامه وتطبيقها.

إن جعل وقود الهيدروجين آمنًا يُعدّ أمرًا أيسر من مصادر الوقود الأخرى، مثل الغاز والمنتجات النفطية في كثير من الحالات.

وترى الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (آيرينا) أن الهيدروجين النظيف قادر على الإسهام في خفض انبعاثات الكربون العالمية بنحو 10% بحلول عام 2050، مشيرة إلى أنه سيكون لاعبًا رئيسًا في تحول قطاع الطاقة.

غاز الهيدروجين

يعدّ غاز الهيدروجين غير سامّ، لذلك في حالة حدوث تسرب، لا يضرّ بالأشخاص أو الحيوانات الذين قد يلامسونه في الهواء.

ومن المهم -أيضًا- ملاحظة أن هذا الغاز خفيف للغاية، -أخفّ بكثير من الهواء المحيط- مما يعني أنه يتبدد بسرعة كبيرة عند إطلاقه. نتيجة لذلك، فإنه في حالة حدوث تسرب، يساعد التشتت السريع بتقليل مخاطر حدوث نتيجة غير مرغوب فيها.

وعلى الرغم من ذلك، فإن بعض خصائص غاز الهيدروجين تعني أهمية وجود ضوابط هندسية إضافية أو بديلة لضمان سلامة استخدامه.

على سبيل المثال، هناك مجموعة واسعة من تركيزات غاز الهيدروجين القابلة للاشتعال في الهواء، بالإضافة إلى أن طاقة اشتعالها أقلّ من طاقة الغاز الطبيعي أو البنزين، مما يعني أنها تشتعل بسهولة أكبر من هذين النوعين الآخرين من الوقود شائع الاستخدام.

لذلك، لجعل الهيدروجين وقودًا آمنًا، من المهم ضمان اكتشاف التسرب، وبناء أنظمة التهوية المناسبة، ونظرًا لأن لهب غاز الهيدروجين غير مرئي أساسًا، فسيكون من المهم -أيضًا- تثبيت أجهزة كشف اللهب الخاصة.

ويعدّ استخدام مواد خام مناسبة أمرًا ضروريًا لجعل أنظمة وقود الهيدروجين آمنة، إذ يمكن أن تصبح بعض المعادن هشّة عند التعرض لغاز الهيدروجين.

وتنبع أهمية الهيدروجين في عملية تحول الطاقة بأن لديه القدرة بصفة خاصة على خفض الانبعاثات في القطاعات التي يصعب كهربتها.

وترى الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (آيرينا) أن حصة الهيدروجين ومشتقاته من الاستهلاك النهائي للطاقة قد تصل إلى 12% بحلول منتصف القرن الحالي، وفقًا لسيناريو خفض درجة الحرارة 1.5 درجة مئوية.

ومن المتوقع أن تتراوح قيمة سوق خلايا وقود الهيدروجين بين 21 و25 مليار دولار بحلول منتصف القرن.