التقارير تقارير الهيدروجين رئيسية هيدروجين

إنتاج الهيدروجين بالمحللات الكهربائية المتصلة بالشبكة قد يزيد انبعاثات الكربون (تقرير)

نوار صبح

2024-02-09

0 675

قد يزيد إنتاج الهيدروجين بالمحللات الكهربائية المتصلة بشبكات الكهرباء من انبعاثات الكربون مقارنة بالطرق التقليدية، على الرغم من إمكان تشغيل تلك المحللات باستعمال مصادر الطاقة المتجددة.

ويمثّل تقييم تأثير المحللات الكهربائية المتصلة بالشبكة في جهود إزالة الكربون أهمية قصوى، وخصوصًا في الولايات المتحدة، إذ تأسَّس ائتمان ضريبي على الإنتاج المرتبط بالانبعاثات (PTC) للشركات المنتجة للهيدروجين، وفقًا لما اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة.

ويمنح هذا الحافز المالي المشروعات ذات دورة الحياة المنخفضة لانبعاثات غازات الدفيئة ائتمانًا ضريبيًا يصل إلى 3 دولارات لكل كيلوغرام من إنتاج الهيدروجين.

أهمية استعمال المحللات الكهربائية

اكتسب استعمال المحللات الكهربائية لإنتاج الهيدروجين -مؤخرًا- اهتمامًا خاصًا بصفته وسيلة للإنتاج والتخزين، وهو ذو أهمية حيوية لمختلف الاستعمالات، بدءًا من تخليق الأمونيا للأسمدة، إلى تصنيع خلايا الوقود لتشغيل المركبات الكبيرة أو القطارات.

وبدأت البلدان في جميع أنحاء العالم فرض سياسات جديدة تهدف إلى التخفيف من آثار تغير المناخ والحدّ من انبعاثات الكربون، حسبما نشره موقع "تك إكسبلور" Tech Xplore المتخصص بتغطية التطورات في مجالات الهندسة والإلكترونيات والتكنولوجيا.

مجموعة المحلل الكهربائي في منشأة كونكورد التابعة لشركة "بلغ باور" بولاية ماساتشوستس الأميركية - الصورة من بلومبرغ

ويُركّز العديد من هذه الإجراءات على نشر أنظمة أكثر استدامة لتوفير الكهرباء على نطاق واسع وإدخال تكنولوجيات جديدة تعمل بالطاقة الكهربائية، مثل المركبات والمحللات الكهربائية (أي الأجهزة التي تعمل بالكهرباء التي يمكنها تقسيم الماء إلى ذرّات هيدروجين وأكسجين).

تكاليف وانبعاثات إنتاج الهيدروجين كهربائيًا

درس الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) طريقة تأثير التفسيرات المختلفة لمصادر الطاقة المتجددة المتغيرة المتعاقد عليها (أي مصادر الطاقة المعتمدة على الظروف الجوية المتغيرة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح) وسياسات نظام الطاقة، في تكاليف وانبعاثات إنتاج الهيدروجين كهربائيًا.

ويُظهِر بحثهم المنشور في مجلة "نيتشر إنرجي" (Nature Energy) أن الافتراضات المختلفة بشأن مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة المستعمَلة لتشغيل المحللات الكهربائية المتصلة بالشبكة يمكن أن تؤثّر بشكل كبير في تقديرات انبعاثات الكربون الناتجة.

وأشار فريق باحثي المعهد إلى أن الدراسات السابقة "توفر إرشادات متضاربة بشأن متطلبات المطابقة الزمنية المناسبة بين استهلاك الكهرباء بوساطة المحللات الكهربائية والطاقة المتجددة المتغيرة المتعاقَد عليها لجعل الهيدروجين "منخفض الكربون،" وفقًا لما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.

وأجرى الباحثون تحليلاتهم باستعمال نموذج أنظمة الطاقة المسمى (دولفين DOLPHYN)، وسمح لهم هذا النموذج بتقدير انبعاثات وتكاليف المحللات الكهربائية المتصلة بالشبكة، في ظل سيناريوهات أو ظروف افتراضية مختلفة.

واستكشف الباحثون -على وجه التحديد- الاختلافات بين السيناريوهات التي تتنافس فيها موارد مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة، التي تساعد على تلبية متطلبات الكهرباء خارج نطاق إنتاج الهيدروجين، أو لا تتنافس مع مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة المتعاقَد عليها لإنتاج الهيدروجين.

بالإضافة إلى ذلك، فقد ركّزوا على سيناريوهات متميزة تكون فيها متطلبات مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة إمّا بالساعة أو سنويًا.

نتائج تحليلات الفريق

تشير نتائج تحليلات الفريق إلى أن هذه التفسيرات المختلفة تؤدي إلى تقديرات مختلفة لانبعاثات الكربون. ولذلك، فإن النهج لتحديد متطلبات المطابقة الزمنية لتحديد أهلية الإنتاج المرتبط بالانبعاثات وتقييم التأثير الفعلي للمحللات الكهربائية المتصلة بالشبكة في الانبعاثات يجب أن يأخذ هذه العوامل المؤثّرة في الحسبان.

محطة هيدروجين أخضر تابعة لشركة إيبردرولا في إسبانيا – الصورة من موقع هيدروجين إنسايت

وقال الباحثون: "يمكن تحقيق انخفاض كبير في الانبعاثات اللاحقة في ظل مطابقة الوقت السنوي عند افتراض أن مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة للطلب على الكهرباء لغير الهيدروجين لا يتنافس مع هذه المصادر المتعاقَد عليها من أجل إنتاج الهيدروجين".

وأوضح الباحثون: "يشير المزيد من التحليل الذي يراعي 4 سياسات ذات صلة بنظام الطاقة إلى أن التفسير الأخير للإضافة من المرجح أن يبالغ في تقدير تأثيرات الانبعاثات للمطابقة السنوية، ويقلل من تقدير تأثيرات المطابقة بالساعة".

ويمكن لنتائج التحليلات التي أجراها فريق الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن تفيد عملية صنع السياسات، وخصوصًا صياغة متطلبات الأهلية للحصول على الإعفاءات الضريبية من الإنتاج المرتبط بالانبعاثات، حسبما نشره موقع "تك إكسبلور" Tech Xplore.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه الدراسة أن تمهد الطريق لمزيد من الأعمال التي تهدف إلى وضع نماذج للأثر الاقتصادي والبيئي لمشروعات إنتاج الهيدروجين التي تنطوي على نشر المحللات الكهربائية.

وكتب الباحثون: "نحن ندعو إلى البدء بمطابقة الوقت السنوية على المدى القريب لإسناد الإعفاءات الضريبية للإنتاج في الولايات المتحدة الأميركية، إذ تشبه الشروط إطار "عدم المنافسة"، يليه التنفيذ والتخلص التدريجي اللاحق من مطابقة الوقت بالساعة، إذ إن الشبكة محايدة كربونيًا بشكل كبير".

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..