الهيدروجين الأخضر.. صناعة تواجه تحديات صعبة رغم ميزاتها (مقال)
هبة محمد إمام
يعدّ الهيدروجين الأخضر حلًا واعدًا، في وقت يواجه فيه العالم العديد من التحديات البيئية وتحديات تتعلق بتوفير الطاقة، وتتطلب انتقالًا سريعًا وفعالًا نحو مصادر الطاقة المتجددة والمستدامة.
ويعدّ هذا الوقود الأخضر من أكثر المصادر النظيفة والمتجددة للطاقة، إذ يُنتَج باستعمال المصادر المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ومن ثم لا يترتب عليه انبعاثات ثاني أكسيد الكربون أو أيّ ملوثات أخرى.
ويمتاز استعمال الهيدروجين الأخضر بالعديد من المزايا، فهو يعزز الاستدامة البيئية، ويحافظ على جودة الهواء، وعلى النظم البيئية.
كما يسهم في تحقيق تنقّل نظيف وصديق للبيئة، إذ يمكن استعماله وقودًا في السيارات والحافلات والشاحنات، ومن ثم يقلل من انبعاثات الغازات الضارة وتلوث الهواء والتلوث السمعي.
صناعة متسارعة النمو عالميًا
بالإضافة إلى ذلك، يمكن استعمال الهيدروجين الأخضر في تخزين الطاقة المتجددة، ومن ثم يعزز استدامة نظم الطاقة، ويوفر حلولًا للتحديات المتعلقة بتزايد الطلب على الطاقة، ويمكن استعماله أيضًا في الصناعات المختلفة وقودًا أو مادة خامًا، مما يقلل من اعتماد الصناعة على الوقود الأحفوري، ويحدّ من انبعاث الغازات الدفيئة.
إن صناعة الهيدروجين تشهد نموًا متسارعًا حول العالم، إذ يتبنى العديد من الدول والشركات والمؤسسات سياسات وإستراتيجيات تعزز استعمال الهيدروجين الأخضر، وتدعم الابتكار والاستثمار في هذا المجال.
ومن المتوقع أن تؤدي صناعة الهيدروجين الأخضر دورًا حيويًا في تحقيق التنمية المستدامة، وتوفير حلول فعالة ومستدامة لتلبية احتياجاتنا للطاقة في المستقبل.
في هذا المقال، سنستكشف دور الهيدروجين الأخضر وأهميته في تحقيق الاستدامة البيئية والطاقة، إذ سنستعرض فوائده وتطبيقاته المختلفة، بالإضافة إلى التحديات والفرص المتعلقة بهذا القطاع، وسنلقي الضوء على الدور الذي تؤديه السياسات والتشريعات في تعزيز صناعته وجذب الاستثمارات الخضراء.
مع الاهتمام بالتنمية المستدامة وحماية البيئة، يأتي الهيدروجين حلًا واعدًا لتلبية احتياجاتنا المستقبلية للطاقة، والحفاظ على كوكب الأرض.
الهيدروجين الأخضر هو مصطلح يُشير إلى الهيدروجين الذي يُنتَج باستعمال مصادر متجددة للطاقة مثل الطاقة الشمسية والرياح، ومن ثم فإن إنتاجه لا يؤدي إلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
ويمكن إنتاج الطاقة من الهيدروجين الأخضر عن طريق عدد من الخطوات:
1. تحضير الماء: يُستَعمَل الماء (H2O) مصدرًا للهيدروجين الأخضر، ويمكن الحصول على الماء من مصادر مختلفة مثل المحيطات والبحيرات والأنهار.
2. تحليل الماء: يُحلل الماء إلى جزيئات هيدروجين (H2) وأكسجين (O2)، وهناك طرق مختلفة لتحليل الماء، ومن أبرزها تقنية التحليل الكهربائي والتحليل الحراري والتحليل الكيميائي.
3. فصل الهيدروجين: يُفصل الهيدروجين عن الأكسجين بعد عملية التحليل باستعمال تقنيات، مثل الغشاء الكهروكيميائي، أو باستعمال عامل حافز بوساطة البلاتين.
4. تخزين الهيدروجين: يُخزَّن الهيدروجين في خزّانات خاصة تحت ضغط عالٍ، أو في شكل مركبات مثل المركبات العضوية المخزنة بالامتصاص الهيدريدات المعدنية.
5. تحويل الهيدروجين إلى طاقة: يُستعمل الهيدروجين وقودًا لإنتاج الطاقة، وذلك عن طريق محركات الاحتراق الداخلي، أو توليد الكهرباء باستعمال خلايا الوقود.
وتتطلب عملية إنتاج الهيدروجين الأخضر تقنيات متطورة وتكاليف عالية حاليًا، ولكنها تعدّ واحدة من الحلول المستدامة لإنتاج الطاقة وتقليل الانبعاثات الضارة، ويُجرى حاليًا العديد من الأبحاث والتطوير لتطوير تقنيات أكثر فعالية واقتصادية لإنتاجه.
مميزات عديدة
يحتوي الهيدروجين الأخضر والطاقة المستخرجة منه على عدد من المزايا المهمة، والتي تأتي في مقدمتها:
1. طاقة نظيفة ومستدامة: إنتاج الهيدروجين الأخضر لا ينتج عنه انبعاث ثاني أكسيد الكربون، ومن ثم فإنه لا يسهم في ظاهرة الاحتباس الحراري وتلوث الهواء، كما أن الماء الناتج عن عملية تحليل الماء يمكن أن يُعاد استعماله مرة أخرى.
2. التخزين والنقل: يعدّ الهيدروجين وقودًا متجددًا وقابلًا للتخزين بسهولة، إذ يمكن تخزينه في أنابيب وخزّانات خاصة، دون فقدان للطاقة، كما يمكن نقله بوساطة شاحنات أو سفن إلى المناطق التي تحتاج إلى الطاقة.
3. تطبيقات متعددة: يمكن استعمال الهيدروجين في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك توليد الكهرباء، وتشغيل المركبات، وتسخين المباني، ويمكن استعماله وقودًا بديلًا للوقود الأحفوري في الصناعات التي تعتمد على العمليات الحرارية.
تحديات تواجه الصناعة
هناك عدد من التحديات التي تواجه صناعة الهيدروجين الأخضر، والتي يمكن تلخيصها في:
1. تكلفة الإنتاج: ما زال الهيدروجين الأخضر مكلفًا للإنتاج بالمقارنة مع الوقود الأحفوري التقليدي، إذ تحتاج تقنيات تحليل الماء الكهروكيميائي إلى مواد محفزة نادرة ومكلفة مثل البلاتين، مما يرفع تكلفة الإنتاج، لذلك، يجب تطوير تقنيات بديلة أكثر كفاءة واقتصادية لتحليل الماء.
2. البنية التحتية: يتطلب تطوير صناعة الهيدروجين الأخضر بنية تحتية قوية ومتكاملة، ويجب توفير محطات توليد الهيدروجين وشبكات توزيع الهيدروجين ومحطات، وهذا يتطلب استثمارات كبيرة وتعاونًا مشتركًا بين القطاعين العام والخاص.
3. التخزين والنقل: يوجد تحدٍّ في تخزين الهيدروجين بشكل آمن وفعال، نظرًا لطبيعته المشتعلة والقابلة للانفجار، ويجب تطوير تقنيات تخزين الهيدروجين الآمنة، وتوفير بنية تحتية لنقله بطرق آمنة.
طرق التغلب على التحديات
1. توافر المصادر الطاقة المتجددة: يعتمد إنتاج الهيدروجين الأخضر على توافر مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح، لذلك، يجب زيادة الاستثمار في هذه المصادر وتوسيع استعمالها لضمان توافر الكميات الكافية من الطاقة النظيفة لإنتاج الهيدروجين.
2. تكاليف الإنتاج: يعدّ إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلفًا حاليًا مقارنة بالوقود التقليدي، ويجب العمل على تقليل تكاليف إنتاج الهيدروجين الأخضر من خلال تطوير التكنولوجيا وزيادة الحجم الإنتاجي وتحسين عمليات الاستخراج والتحويل.
3. البنية التحتية: تحتاج صناعة الهيدروجين الأخضر إلى بنية تحتية متطورة تشمل محطات توليد الهيدروجين وشبكات التوزيع، ويجب العمل على تطوير هذه البنية التحتية لتلبية احتياجات الطلب المتزايد على الهيدروجين.
4. التخزين والنقل: يحتاج الهيدروجين إلى نظام فعال للتخزين والنقل، إذ يمكن نقله بأمان وفعالية إلى المستهلكين، ويجب العمل على تطوير تقنيات التخزين الذكية والتحسينات في نظم النقل لتسهيل توزيع الهيدروجين على نطاق واسع.
5. تشريعات وسياسات الدعم: يؤدي الدعم الحكومي دورًا مهمًا في تعزيز صناعة الهيدروجين، ويجب أن تتبنى الحكومات سياسات وتشريعات تشجّع على استعمال الهيدروجين الأخضر وتخفض التكاليف وتقلل من المخاطر المالية.
6. التوعية والتثقيف: يجب زيادة الوعي بفوائد الهيدروجين الأخضر وتعزيز التثقيف حول تطبيقاته وفوائده البيئية والاقتصادية، ويمكن ذلك من خلال حملات توعية عامة وتعاون مع القطاع الخاص لتعزيز استعمال الهيدروجين الأخضر.
على المستوى العام، تحتاج صناعة الهيدروجين إلى استثمارات مستدامة وجهود مشتركة من قبل الحكومات والشركات والمجتمع المدني لتطوير التقنيات وتحسين البنية التحتية وتعزيز استعمال الهيدروجين الأخضر بصفته وقودًا واعدًا في المستقبل.
دول رائدة في الصناعة
على الرغم من التحديات المذكورة، هناك العديد من الدول التي تتصدر في صناعة الطاقة من الهيدروجين الأخضر، من بين هذه الدول الرائدة:
1. اليابان: تعدّ اليابان واحدة من الدول الرائدة في مجال الهيدروجين الأخضر، وتهدف إلى أن تصبح اقتصادًا قائمًا على الهيدروجين بحلول عام 2050، وتستثمر في تطوير تقنيات الهيدروجين وبناء البنية التحتية اللازمة.
2. ألمانيا: تهدف ألمانيا أيضًا إلى تحقيق اقتصاد قائم على الهيدروجين، وتستثمر في تقنيات تحليل الماء الكهروكيميائي وتطوير الخلايا الوقود، وتعمل على توفير البنية التحتية اللازمة لإنتاج وتخزين ونقل الهيدروجين.
3. هولندا: تعدّ هولندا أحد الرواد في مجال الهيدروجين، وتستثمر في تطوير مشروعات التحليل الكهروكيميائي وتوفير البنية التحتية للهيدروجين، وتعمل على إنشاء محطات تعبئة الهيدروجين للمركبات.
4. الولايات المتحدة: تتصدر الولايات المتحدة في مجال الأبحاث والتطوير للهيدروجين الأخضر، وتستثمر في تقنيات تحليل الماء الكهروكيميائي وتطوير الخلايا الوقود، وتعمل على توفير التمويل اللازم لتطوير البنية التحتية.
5. الصين: تعدّ الصين واحدة من أكبر المنتجين للهيدروجين الأخضر في العالم، وتستثمر في تقنيات تحليل الماء الكهروكيميائي وتطوير الخلايا الوقود، وتعمل على توسيع بنيتها التحتية لإنتاج وتخزين الهيدروجين.
بالإضافة إلى هذه الدول، هناك اهتمام متزايد بالهيدروجين الأخضر في العديد من الدول الأخرى، مثل كوريا الجنوبية وأستراليا وكندا والمملكة المتحدة والإمارات العربية المتحدة ومصر.
الجدوى البيئية لإنتاج الهيدروجين
يحظى إنتاج هذا النوع من الوقود الأخضر بترحيب عالمي، نظرًا لجدواه البيئية الكبيرة، والتي يمكن تلخيصها في:
1. انبعاثات الكربون المنخفضة: الهيدروجين الأخضر ينتج من تحليل الماء باستعمال الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية أو الرياح، بالمقارنة مع الوقود الأحفوري، فإن إنتاج الهيدروجين الأخضر لا يُسبّب انبعاثات كربونية، مما يسهم في تقليل الانبعاثات الضارة للغازات الدفيئة ومكافحة تغير المناخ.
2. تحسين جودة الهواء: استعمال الهيدروجين بدلًا من الوقود الأحفوري في صناعات مثل النقل والصناعة يقلل من الانبعاثات الضارة للملوثات الهوائية، مثل الجسيمات الصلبة وأكاسيد النيتروجين وأكاسيد الكبريت، وهذا يحسّن جودة الهواء ويحمي الصحة العامة والبيئة.
3. استدامة الموارد: الهيدروجين الأخضر ينتج من الماء والطاقة المتجددة، وهما من المصادر المتجددة والمتوفرة بكميات كبيرة، وبالمقارنة مع الوقود الأحفوري الذي يعتمد على مصادر محدودة وغير متجددة مثل النفط والفحم، يوفر استدامة للموارد ويقلل من الاعتماد على المصادر غير المستدامة.
4. تنوع الطاقة: يسهم إنتاج الهيدروجين في تنويع مصادر الطاقة، إذ يمكن استعماله في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل النقل وتوليد الكهرباء والصناعة، مما يقلل من الاعتماد على وقود واحد، ويوسّع خيارات الطاقة المستدامة.
5. إعادة استعمال الكربون: يمكن استعمال الهيدروجين الأخضر في عمليات كيميائية مختلفة لإعادة استعمال الكربون وتحويله إلى منتجات مركبة، على سبيل المثال، يمكن استعمال الهيدروجين في إنتاج الوقود السائل المستدام مثل الوقود السائل (e-fuel) الذي يمكن استعماله في السيارات التقليدية، دون الحاجة لتعديلات كبيرة.
باختصار، إنتاج الهيدروجين يسهم في تحقيق العديد من الفوائد البيئية، مثل تقليل انبعاثات الكربون، وتحسين جودة الهواء، واستدامة الموارد، وتنوع الطاقة، وإعادة استعمال الكربون، وهذه الفوائد تعزز التنمية المستدامة وتحمي البيئة للأجيال القادمة.
الجدوى الاقتصادية والاجتماعية
تتلخص الجدوى الاقتصادية لإنتاج الهيدروجين في:
1. الاستدامة الاقتصادية: يعزز إنتاج الهيدروجين الأخضر الاستدامة الاقتصادية عن طريق توفير فرص عمل في صناعة الهيدروجين الأخضر والتكنولوجيات المرتبطة بها، ويتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر العديد من الوظائف في مجالات مثل الهندسة والبحث والتطوير والتصنيع والصيانة والتشغيل، بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تطبيق الهيدروجين الأخضر في قطاعات مختلفة، مثل النقل والطاقة والصناعة، إلى توفير فرص عمل إضافية وتعزيز النمو الاقتصادي.
2. الاعتماد الذاتي: يمكن لإنتاج الهيدروجين الأخضر أن يساعد في تحقيق الاعتماد الذاتي عن طريق توفير مصدر محلّي للطاقة، بدلًا من الاعتماد على واردات الوقود الأحفوري، ويمكن للدول والمجتمعات توليد الهيدروجين الأخضر باستعمال مصادر الطاقة المتجددة المحلية، مما يخفض الاستيراد.
3. تقليل التكاليف البيئية: يمكن لإنتاج الهيدروجين الأخضر أن يسهم في تقليل التكاليف البيئية المرتبطة بالتلوث والتلوث الضوضائي، باستعمال الهيدروجين الأخضر في قطاعات مثل النقل والصناعة، إذ يعمل على تقليل انبعاثات غازات الدفيئة وتحسين جودة الهواء.
4. الابتكار والتنمية الصناعية: يمكن أن يسهم إنتاج الهيدروجين الأخضر في تعزيز الابتكار وتنمية الصناعة المحلية، ويتطلب تطوير تقنيات إنتاج الهيدروجين الأخضر وتصنيعها واستعمالها تعاونًا بين الشركات والجامعات والمراكز البحثية، وهذا يعزز الابتكار ويسهم في تطوير القدرات الصناعية المحلية.
5. التنمية المستدامة: يمكن لإنتاج الهيدروجين الأخضر أن يسهم في تحقيق التنمية المستدامة عن طريق توفير مصدر طاقة نظيف ومستدام يعتمد على موارد متجددة، ويمكن استعمال الهيدروجين الأخضر في تشغيل الأجهزة المنزلية والسيارات والمصانع، وهذا يسهم في تحسين جودة الحياة وتلبية احتياجات الطاقة بشكل مستدام للأجيال الحالية والقادمة.
باختصار، إنتاج الهيدروجين الأخضر يتمتع بجوانب جدوى اقتصادية واجتماعية عديدة، مثل: تعزيز الاستدامة الاقتصادية، والاعتماد الذاتي، وتقليل التكاليف البيئية، والابتكار والتنمية الصناعية، والتنمية المستدامة، وتحقيق هذه الجوانب يعزز الاقتصاد المستدام ويحسّن جودة الحياة في المجتمعات.
صناعة الهيدروجين الأخضر تؤدي دورًا حيويًا في تحقيق التنمية المستدامة من خلال الحفاظ على البيئة، وتعزيز النقل النظيف، وتحسين التخزين والاستدامة للطاقة، وتعزيز التحول الصناعي، وتوفير فرص العمل، وتعزيز التنمية الاقتصادية. إن دعم واستثمار صناعة الهيدروجين الأخضر هو خطوة حاسمة نحو تحقيق مستقبل أكثر استدامة وازدهارًا للأجيال الحالية والقادمة.
دور الهيدروجين في تسريع الاستثمار الأخضر
1. تعزيز الاستدامة البيئية: يُنتَج الهيدروجين الأخضر باستعمال مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح، ومن ثم، يعدّ بديلًا نظيفًا للوقود الأحفوري التقليدي الذي يسبّب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وتلوث الهواء، وبفضل قدرته على تحقيق الاستدامة البيئية، يتمتع بشعبية كبيرة بين المستثمرين الذين يبحثون عن فرص استثمار أخضر.
2. ازدهار الصناعة: مع توسّع صناعته، تزداد فرص الاستثمار في هذا القطاع، ويتطلب إنتاجه بنية تحتية وتقنيات متقدمة، مما يعني وجود فرص استثمار في مجالات مثل الطاقة المتجددة، وتكنولوجيا الخلايا الكهروكيميائية، والتخزين والتوزيع، ومن ثم، تسهم صناعته في تعزيز القطاع الصناعي وتوفير فرص العمل وتعزيز الابتكار والتنمية الاقتصادية.
3. تحفيز السياسات والتشريعات: يدعم العديد من البلدان والمنظمات الدولية استعمال الهيدروجين الأخضر وسيلةً للتحول إلى اقتصاد أخضر وتحقيق الاستدامة، ومن ثم، يتبنى العديد من الدول سياسات وتشريعات تعزز الصناعة وتوفر الحوافز المالية والضريبية للمستثمرين، وهذا يعزز اهتمام المستثمرين بالمجال، ويساعد في تسريع عملية الاستثمار الأخضر.
من ثم، يمكن القول، إن صناعة الهيدروجين تؤدي دورًا مهمًا في تسريع عملية الاستثمار الأخضر من خلال تعزيز الاستدامة البيئية، وتوفير فرص الاستثمار، وتحفيز السياسات المناسبة.
وبفضل مزاياها البيئية والاقتصادية، تعدّ صناعة الهيدروجين جاذبة للمستثمرين الذين يسعون نحو مشروعات تعزز الاستدامة وتحقق أهداف التنمية المستدامة.
كما يمكن الحديث عن دور السياسات والتشريعات في تعزيز الصناعة وذكرها فيما يلي:
تشجيع البحث والتطوير: يمكن للسياسات الحكومية دعم الأبحاث والتطوير في مجال تقنيات إنتاج الهيدروجين الأخضر، وتعزيز التكنولوجيات الجديدة والابتكارات التي تسهم في تحسين عمليات الإنتاج وتقليل التكاليف.
تشجيع الاستثمار: يمكن للحكومات وضع سياسات تشجع الشركات والمستثمرين على الاستثمار في مشروعات الهيدروجين، وذلك من خلال توفير تسهيلات مالية مثل الدعم المالي والحوافز الضريبية والتسهيلات الائتمانية.
تطوير البنية التحتية: يعدّ تطوير البنية التحتية اللازمة لإنتاج وتوزيع الهيدروجين أمرًا حاسمًا، ويمكن للحكومات وضع سياسات لتوفير الدعم والاستثمار في شبكات الهيدروجين وتوسيعها، وإنشاء محطات التعبئة والتفريغ، وتعزيز البنية التحتية لنقل وتخزين الهيدروجين.
تشجيع الاستعمالات المتنوعة: يمكن للسياسات أن تؤدي دورًا بتعزيز استعمالات الهيدروجين في قطاعات مختلفة، مثل النقل والصناعة والطاقة، ويمكن تقديم حوافز لتحويل المركبات إلى استعمال الهيدروجين، وتعزيز استعمال الهيدروجين في عمليات الإنتاج الصناعي، وتشجيع استعمال الهيدروجين في توليد الكهرباء.
تعزيز التعاون الدولي: يعدّ التعاون الدولي ضروريًا لتعزيز صناعة الهيدروجين الأخضر، ويمكن للسياسات الحكومية تعزيز التعاون الدولي في مجال البحث والتطوير ونقل التكنولوجيا وتبادل المعرفة وتعزيز التجارة الدولية للهيدروجين.
وعلى الرغم من أن السياسات والتشريعات تؤدي دورًا مهمًا في تعزيز صناعة الهيدروجين، فإن النجاح المستدام يتطلب أيضًا توافر تكنولوجيا مستدامة وتنافسية وتعاون القطاعين العام والخاص، بالإضافة إلى توعية المجتمع وتشجيعه على اعتماد الهيدروجين الأخضر مصدرًا نظيفًا ومستدامًا للطاقة.
توقعات زيادة استعمال الهيدروجين
يعدّ الهيدروجين الأخضر مصدرًا مثيرًا للاهتمام للطاقة المستدامة، إذ يمكن أن يؤدي دورًا مهمًا في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري وتقليل انبعاثات الكربون.
ومع تطور التكنولوجيا وتحسّن البنية التحتية، من المتوقع أن يزداد استعماله في مختلف القطاعات، مثل النقل والصناعة وتوليد الكهرباء.
كما يعدّ إنتاجه خطوة مهمة نحو تحقيق التنمية المستدامة، وتحقيق الاستدامة الاقتصادية والاجتماعية.
ويمكن لهذه التكنولوجيا أن تُحدِث تحولًا إيجابيًا في قطاعات الطاقة والصناعة والنقل، وتسهم في تحقيق الاعتماد الذاتي وتقليل التلوث وتعزيز الابتكار والتنمية الصناعية.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لإنتاج الهيدروجين الأخضر أن يعزز جودة الحياة، ويسهم في تحقيق التنمية المستدامة للأجيال الحالية والقادمة.
لذا، يجب علينا دعم وتشجيع هذه التكنولوجيا المبتكرة والاستثمار فيها، لتحقيق مستقبل أفضل وأكثر استدامة بيئيًا واقتصاديًا واجتماعيًا.
موضوعات متعلقة..
- صناعة الهيدروجين الأخضر في أميركا تنتظر مليارات الدولارات بفضل التشريعات
- أندرو فورست يتوقع نمو صناعة الهيدروجين الأخضر إلى 16 تريليون دولار
- الثورة الصناعية الخامسة والاستثمار الأخضر.. أبرز التقنيات ومزاياها (2/2) - مقال
اقرأ أيضًا..
- مشروعات الهيدروجين في 2023.. إعلانات وخطط طموحة مع نقص المشترين
- إنتاج الهيدروجين الأخضر في 2023.. 7 دول عربية تتسابق نحو الريادة العالمية
- الطاقة المتجددة في 2023.. طفرة قياسية بالأسواق الكبرى فاقت قدرة الشبكات
- قطاع الطاقة المتجددة عربيًا 2023.. 3 دول خليجية تتصدر المشهد وخطوة مهمة للجزائر
