استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء.. اهتمام ضئيل رغم المزايا العديدة (تقرير)

لم يحظَ استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء حول العالم بالاهتمام الكافي حتى الآن، مثلما يحدث في قطاعات الصناعات الثقيلة والنقل، رغم أنه يمكن أن يؤدي دورًا مهمًا في إزالة الكربون من هذا القطاع، ومع ذلك يمكن أن تساعد المشروعات المخططة في ذلك.

ويمثّل الهيدروجين ما يقلّ عن 0.2% من توليد الكهرباء في العالم، مع استعماله -في الغالب- عن طريق خلطه مع غازات أخرى، وفق ما رصدته وحدة أبحاث الطاقة.

ويأتي ذلك رغم توافر تقنيات توليد الكهرباء التي يمكن أن تستعمل الهيدروجين من الناحية التجارية، مثل محركات الغاز وخلايا الوقود والتوربينات الغازية وغيرها، كما يشير أول تقرير تعدّه وكالة الطاقة الدولية عن الهيدروجين، والصادر في سبتمبر/أيلول 2022.

ويمكن استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء بصفته وقودًا للتوربينات مع خلطه بالغاز الطبيعي، كما يمكن استعمال الأمونيا المنتجة من هذا الوقود المتجدد في توليد الكهرباء المشترك عبر المحطات العاملة بالفحم.

كيفية استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء

يمكن لمحركات الغاز الترددية أن تعمل بالاعتماد على محتوى للهيدروجين يصل إلى 70%، مع توقعات بأن تصبح نسبة الـ100% متوفرة تجاريًا في السنوات المقبلة، بحسب التقرير.

هذا إلى جانب توربينات الغاز، ففي كوريا الجنوبية، يُستعمل توربين غاز بقدرة 45 ميغاواط في مصفاة تعمل باستعمال غازات تحوي ما يقارب من 95% من الهيدروجين لنحو 25 عامًا

كما يمكن لخلايا الوقود تحويل الهيدروجين إلى كهرباء وحرارة، مع تحقيق كفاءة توليد كهرباء تزيد عن 50% إلى 60%، وفق وكالة الطاقة الدولية.

وفي عام 2021، ارتفعت سعة خلايا الوقود المركبة عالميًا بنحو 348 ميغاواط، ليصل الإجمالي التراكمي إلى 2.5 غيغاواط (أو 2500 ميغاواط).

وعلى الرغم من أن الهيدروجين حاليًا يُستعمل بصفته وقودًا في 90 ميغاواط فقط من هذه السعة، فإن معظم هذه السعة يعتمد على الغاز الطبيعي، وفق ما نقلته وحدة أبحاث الطاقة عن وكالة الطاقة الدولية.

وحسبما يشير التقرير، فإن هذا العام قد يشهد زيادة سعة خلايا الوقود لتصل إلى 5 غيغاواط بدلًا من 2.5 غيغاواط حاليًا، وتشير المشروعات المخططة أيضًا لارتفاع السعة كي تقارب 9 غيغاواط بحلول 2023، ما يعني تعزيز دور الهيدروجين في توليد الكهرباء.

وبدأ استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء بالإضافة إلى الأمونيا يجذب المزيد من الاهتمام، على الرغم من أن معدل الانتشار ما زال منخفضًا حتى الآن.

ويمكن أن يقلل استعمال الهيدروجين أو الأمونيا من الانبعاثات الناتجة عن محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالغاز والفحم، على المدى القريب.

وعلى المدى الطويل، يمكن لمحطات الكهرباء التي تعمل بالهيدروجين والأمونيا دعم مصادر الطاقة المتجددة ذات الطبيعة المتقلبة من خلال توفير المرونة أو التخزين، كما يظهر في الإنفوغرافيك التالي:

 

استعمال الهيدروجين والأمونيا في توليد الكهرباء

من هذا المنطلق، أُعلنت العديد من المشروعات المخططة أو قيد التطوير، التي يمكن أن تمثّل 3500 ميغاواط من قدرة محطات توليد الكهرباء بالهيدروجين والأمونيا عالميًا بحلول عام 2030، ما يعزز دورها في إزالة الكربون.

ويوضح الإنفوغرافيك التالي دور الأمونيا المنتجة من الهيدروجين في تحقيق الحياد الكربوني، وفق ما أعدّته وحدة أبحاث الطاقة:

وتركّز 85% تقريبًا من هذه المشروعات على استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء عبر توربينات الغاز ذات الدورة المركبة أو التوربينات الغازية ذات الدورة المفتوحة.

بينما يرجّح أن يمثّل استعمال الهيدروجين في خلايا الوقود وحرق الأمونيا في محطات الفحم نحو 10% و6% على التوالي من المشروعات المخططة، بحلول عام 2030.

وتتركز هذه المشروعات أساسًا في منطقة آسيا والمحيط الهادئ بنحو 40%، وأوروبا (33%)، وأميركا الشمالية (26%)، وفقًا للتقرير.

وتتوقع شركة الأبحاث وود ماكنزي أن الحرق المشترك للأمونيا بنسبة تبلغ 10% فقط في محطات توليد الكهرباء بالفحم، سيرفع الطلب على الأمونيا بنحو 50%، ليصل إلى 200 مليون طن بحلول 2050.

ومن المرجح أن يظل استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء مرتفع التكلفة حتى عام 2030، لكن يمكن أن تساعد تدابير الدعم، مثل تسعير الكربون، في تضييق فجوة التكلفة مقارنة بالوقود الأحفوري.

وبالنظر إلى الاتجاهات الحالية، فإن الطلب على الهيدروجين في قطاع الكهرباء 0.3 مليون طن حتى عام 2030، وفق التقرير الذي تابعته وحدة أبحاث الطاقة.

أمّا في ظل سيناريو التعهدات المعلنة، يمكن أن يصل استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء إلى 5 ملايين طن بحلول عام 2030.

موضوعات متعلقة..

• سوق حرق الأمونيا في محطات الفحم قد تصل لـ100 مليار دولار
• الهيدروجين في مزيج الطاقة.. 10 تساؤلات عن أنواعه واستخداماته وأهميته

اقرأ أيضًا..

• واردات الغاز المسال الأميركية تهبط إلى أقل مستوى في 15 عامًا
• انفجارات و3 تسربات.. ماذا حدث في أنبوب الغاز الروسي نورد ستريم؟ (فيديو)