المضخات الحرارية والهيدروجين يتصدران مصادر التدفئة النظيفة عالميًا (تقرير)

سلّط تقرير الحالة العالمية لمصادر الطاقة المتجدّدة لعام 2023 الضوء على واقع الطاقة الحيوية والمضخات الحرارية والهيدروجين والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الكهرومائية وطاقة المحيطات والخلايا الكهروضوئية الشمسية والطاقة الشمسية المركزة والتدفئة الشمسية الحرارية.

واستعرض التقرير، الصادر مؤخرّا عن شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الـ21، التي تتخذ من العاصمة الفرنسية باريس مقرًا لها، حقائق وأرقام وتحليلات محدّثة ومُراجعة من قبل النظراء للتطورات العالمية في التكنولوجيا والسياسات والأسواق، وفق ما جاء بموقع (آر إن إي 21).

وذكر التقرير أنه بالإضافة إلى التنمية العالمية وتدهور المناخ، أبرزت أزمة الطاقة العالمية التي شهدتها المدة من 2021 إلى 2022 الأهمية البالغة لتأمين إمدادات طاقة موثوقة ومستقرة، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

في هذا السياق، وجّه صانعو السياسات ومستهلكو الطاقة مزيدًا من الاهتمام إلى الطاقة المتجددة.

أبرز الأرقام عن المضخات الحرارية

تعدّ المضخات الحرارية تقنية راسخة، ولبّت نحو 10% من احتياجات التدفئة العالمية في المباني في عام 2022.

نمت مبيعات المضخات الحرارية بنسبة 11% عالميًا في عام 2022، ولا سيما في أوروبا، حيث زادت بنسبة 38%، مدفوعة جزئيًا بغزو الاتحاد الروسي لأوكرانيا.

في الولايات المتحدة، طغت المبيعات السنوية للمضخات الحرارية على أفران الغاز الأحفوري لأول مرة.

شهد العديد من البلدان تخفيضات في التكلفة الأولية للمضخات الحرارية، التي ما تزال تشكّل عائقًا كبيرًا أمام النشر.

في عام 2022، أُعلِنَت استثمارات تزيد عن 5 مليارات يورو (5،4 مليار دولار أميركي) بمنشآت تصنيع المضخات الحرارية في أوروبا،

خصصت الولايات المتحدة 10 مليارات دولار أميركي في صورة ائتمانات ضريبية للتصنيع، تكون المضخات الحرارية مؤهلة لها.

تُعدّ بولندا واحدة من أسرع الأسواق نموًا في العالم للمضخات الحرارية والطاقة الكهروضوئية، ونمت مبيعات المضخات الحرارية 120% في عام 2022، وأصبحت بولندا ثالث أكبر سوق للطاقة الشمسية الكهروضوئية في الاتحاد الأوروبي.

استعمالات المضخات الحرارية

تُستَعمَل المضخات الحرارية على نطاق واسع لتلبية متطلبات التدفئة والتبريد في التطبيقات السكنية والتجارية والصناعية، وعلى مستوى الأجهزة.

ويمكن للمضخات الحرارية توفير الحرارة بشكل أكثر كفاءة من تقنيات التدفئة التقليدية، حسب تقرير الحالة العالمية لمصادر الطاقة المتجدّدة لعام 2023، الصادر عن شبكة سياسات الطاقة المتجددة للقرن الـ21 (آر إن إي 21).

وتستعمِل المضخات الحرارية دورة تبريد لسحب الحرارة من مصدر منخفض درجة الحرارة المحيطة إلى وجهة ذات درجة حرارة أعلى، وتستعمل المضخات الحرارية مصدرًا خارجيًا للطاقة، عادةً الكهرباء، لدفع هذه الدورة، "الضخ" نحو 3 -4 وحدات حرارية لكل وحدة كهرباء.

وتشمل المصادر الشائعة للطاقة المحيطة الهواء الخارجي والأرض والمسطحات المائية، وتُعدّ المضخات الحرارية القائمة على مصدر هوائي الأكثر انتشارًا، إذ تمثّل نحو 85% من المضخات الحرارية في المباني بجميع أنحاء العالم.

وتستعمل المضخات الحرارية دائمًا مصدرًا للطاقة المتجددة، سواء كان الهواء المحيط أو الماء، أو حتى الحرارة المهدَرة، وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

تجدر الإشارة إلى أن الطاقة التي تشغّل المضخات الحرارية، عادةً الكهرباء، ليست بالضرورة متجددة، وتعتمد في كثير من الأحيان على الوقود الأحفوري.

في أسواق مثل اليابان والاتحاد الأوروبي، وإلى حدّ ما جمهورية كوريا، تُنسب الحرارة التي توفرها المضخات الحرارية إلى الطاقة المتجددة، مما يجعل الوحدات مؤهلة للحصول على الدعم بموجب بعض مخططات سياسة الطاقة المتجددة.

في عام 2022، صنّفت الصين المضخات الحرارية بأنها تكنولوجيا الطاقة المتجددة على المستوى الوطني لأول مرة.

حصة المضخات الحرارية من سوق التدفئة العالمية

على الرغم من أن المضخات الحرارية متوفرة على نطاق واسع، وكانت تقنية شائعة لعقود من الزمن، فإنها لا تمثّل سوى حصة صغيرة من سوق التدفئة العالمية.

في عام 2021، شكّلت المضخات الحرارية أقلّ من 10% من مبيعات معدّات التدفئة على مستوى العالم، في حين إن الأجهزة القائمة على الوقود الأحفوري تمثّل 45% من المبيعات.

أبرز الحقائق المرتبطة بالهيدروجين

على الرغم من التوسع السريع في محطات التحليل الكهربائي إلى 510 ميغاواط بحلول نهاية عام 2021 -بزيادة 210 ميغاواط أو 70% مقارنة بعام 2020-، ما يزال الطلب على الهيدروجين يُلَبّى بالكامل تقريبًا (نحو 95%) بوساطة الهيدروجين المنتَج من أنواع الوقود الأحفوري.

أُبرِمَ أكثر من 393 صفقة متعلقة بالهيدروجين في عام 2022، بزيادة كبيرة عن 277 صفقة مسجلة في عام 2021.

يمكن أن يؤدي تنفيذ جميع مشروعات خطوط أنابيب الهيدروجين إلى قدرة محلل كهربائي مؤكدة من 134 إلى 240 غيغاواط بحلول عام 2030، مع مستوى أدنى من النطاق مشابه لإجمالي القدرة المتجددة المثبتة في ألمانيا والطرف العلوي مماثل للقدرة في كل أميركا اللاتينية.

تمتلك أستراليا أكبر عدد من محطات الهيدروجين المتجدد المعلَنة بين البلدان.

تواصل الحكومات عَدَّ الهيدروجين ركيزة من ركائز إستراتيجيات قطاع الطاقة لديها، مع وجود نحو 30 دولة لديها إستراتيجيات وطنية للهيدروجين بدءًا من عام 2022.

الهيدروجين الأخضر المتجدد

يظهر الهيدروجين الأخضر المتجدد بسرعة بصفته تقنية تمكين رئيسة ذات إمكانات كبيرة لإزالة الكربون من مختلف القطاعات، بما يتماشى مع الجهود العالمية لتحقيق أهداف الحياد الكربوني، حسب تقرير الحالة العالمية لمصادر الطاقة المتجدّدة لعام 2023.

وتُطلَق تسمية الهيدروجين المتجدد على الهيدروجين المنتَج باستعمال مصادر الطاقة المتجددة عن طريق التحليل الكهربائي، وهي عملية تقسم جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين.

ويمكن تخزين الهيدروجين أو نقله أو استعماله في الموقع وقودًا نظيفًا ومرنًا لمجموعة واسعة من التطبيقات، حسب تقرير اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

وقد ازداد الاهتمام باستعمال الهيدروجين المتجدد بصفته وسيلة لتقليل الانبعاثات في القطاعات التي يصعب تخفيفها، مثل الصناعات الثقيلة.

وتتنوع الاستعمالات المحتملة للهيدروجين المتجدد، بدءًا من الوقود للشاحنات طويلة المدى والشحن، إلى المواد الأولية للعمليات الصناعية، مثل إنتاج الصلب والأسمنت، إلى العمل بصفة ناقل لتوليد الكهرباء.

التحديات

يواجه الهيدروجين المتجدد العديد من التحديات الرئيسة التي تعوق توسّعه السريع، وتشمل خسائر التحويل العالية (مع فقدان 20-30% من الطاقة من خلال التحليل الكهربائي)، وتكاليف الإنتاج الأولية المرتفعة، والحاجة إلى استثمارات كبيرة في البنية التحتية مثل خطوط الأنابيب ومرافق التخزين.

لذلك، تدرك الحكومات والصناعات بشكل متزايد إمكانات الهيدروجين المتجدد، وتخصص موارد كبيرة لتطويره.

منشآت إنتاج الهيدروجين المتجدد

في الوقت الحالي، يُلَبّى الطلب العالمي على الهيدروجين بالكامل تقريبًا (نحو 95%) مع الهيدروجين المنتَج من الوقود الأحفوري.

وفي عام 2022، على الرغم من تباطؤ الاقتصاد العالمي، تجاوزت القدرة الإنتاجية للهيدروجين في جميع أنحاء العالم ما يُقدَّر بـ 100 مليون طن، ارتفاعًا من 94 مليون طن في 2021، و91 مليون طن في 2019.

وبلغ إجمالي إنتاج الهيدروجين المتجدد 109 كيلوطنًا فقط في عام 2022، على الرغم من أن هذه كانت زيادة بنسبة 44% عن مستوى عام 2021 (35 كيلوطنًا).

موضوعات متعلقة..

• 3 أسباب تجعل المضخات الحرارية "حصانًا رابحًا" للتدفئة والتبريد
• المضخات الحرارية الأرضية تضمن التدفئة والتبريد النظيفَين لملايين الأشخاص
• مبيعات المضخات الحرارية في العالم ترتفع 11% خلال 2022
• دمج الطاقة الشمسية بالمضخات الحرارية يعزز وفورات فواتير الطاقة الأوروبية

اقرأ أيضًا..

• الغاز المغربي ينتعش باتفاقية تمويل لحقل تندرارة
• 8 خبراء: تمديد خفض إنتاج النفط السعودي منطقي.. وهذه هي الأسعار المناسبة
• الطاقة الشمسية في السعودية تستقطب استثمارات يابانية وفرنسية
• مخطط إسرائيلي يهدد صادرات مصر من الغاز المسال