التقارير تقارير الهيدروجين سلايدر الرئيسية هيدروجين

هل الهيدروجين الطبيعي متجدد؟ بحث يجيب ويكشف 6 طرق للإنتاج

دينا قدري

2024-02-18

0 1٬020

يجذب الهيدروجين الطبيعي انتباه الكثير من الباحثين، ورغم افتقاره لمشروعات استخراج تفي بالمتطلبات البيئية؛ فإنه يتمتع بإمكانات تؤهّله لحجز مقعده في سباق خفض انبعاثات الكربون.

الهيدروجين الطبيعي -المعروف أيضًا باسم الهيدروجين الأبيض- هو الهيدروجين الموجود بشكل حر في طبقات الأرض، ويتطلب الوصول إليه القيام بعمليات الحفر، مثل تلك المخصصة لآبار النفط والتكسير المائي.

وحسب تعريف منصة الطاقة المتخصصة، يتميّز هذا النوع من الهيدروجين بقدرته على أن يصبح مصدرًا أوليًا للطاقة بتكلفة منخفضة وانبعاثات قليلة.

ومؤخرًا، حقق باحثون اكتشافًا مهمًا لغاز الهيدروجين الطبيعي، في قاع منجم لخام الكروم تحت الأرض في ألبانيا، ما يزيد الآمال بإمكان استغلاله تجاريًا بتكلفة منخفضة.

ووصف المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS) -الذي شارك في البحث- هذه الاكتشاف بأنه "أعلى تدفّق طبيعي للهيدروجين جرى قياسه حتى الآن".

هل الهيدروجين الطبيعي متجدد؟

يقول المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي: "ما يزال من السابق لأوانه القول ما إذا كان الهيدروجين الطبيعي سيأخذ مكانًا مهمًا في مزيج الطاقة لدينا، أو سيظل موضع فضول".

وأشار المركز إلى أن "الهيدروجين الطبيعي ليس مصدرًا متجددًا، بمعنى أن معدلات الإنتاج بطيئة جدًا مقارنةً باحتياجات العالم من الطاقة".

بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تكون هذه البيئات الجيولوجية موطنًا لمحيط حيوي عميق وهش يتكاثر بفضل وجود الهيدروجين جزئيًا، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة، نقلًا عن منصة "هيدروجين إنسايت" (Hydrogen Insight).

وتابع المركز الفرنسي: "لذلك، فإننا نوجه أيضًا رسالة تحذير، وندعو إلى التفكير المتعمق في الآثار البيئية المحتملة لأيّ استكشاف مستقبلي".

ووصف اكتشاف ألبانيا الأخير بأنه "يُمكن أن يعيد تعريف نهجنا تجاه موارد الطاقة، ويفتح آفاقًا مثيرة لاستكشاف الهيدروجين الطبيعي.. ومع ذلك، فمن الضروري مواصلة البحث، مع الأخذ في الحسبان الأثر البيئي واستدامة هذه المبادرات".

ويوضح الإنفوغرافيك التالي -الذي أعدّته منصة الطاقة المتخصصة- أنواع الهيدروجين وطريقة إنتاج كل منه وأثره البيئي:

أنواع الهيدروجين

تحليل "دوائر الجن" الغامضة

يختلف آخرون مع المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي حول ما إذا كان الهيدروجين الطبيعي مصدرًا متجددًا.

يُشير تحليل ما يسمى بـ"دوائر الجن" الغامضة (المنخفضات على سطح الأرض مع القليل من النباتات المرتبطة بتسرب الهيدروجين) إلى أن هذه المواقع وحدها تنتج 23 مليون طن سنويًا، دون احتساب خزانات الهيدروجين الإضافية تحت الأرض.

ونظرًا للكمية الكبيرة من الهيدروجين المتسرب من "دوائر الجن" الغامضة والضغط المستمر من موقع الحفر في مالي، أشار الباحثون إلى أن خزانات الهيدروجين هذه قد تُجَدَّد بشكل نشط، بدلًا من كونها مصدرًا ثابتًا سيُستنفد بمرور الوقت، وفق ما اطّلعت عليه منصة الطاقة.

وتقوم شركات مثل هيتيرا (Hyterra) وناتشورال هيدروجين إنرجي (Natural Hydrogen Energy) بالتنقيب عن الهيدروجين في ولايتي نبراسكا وكانساس في أميركا.

وفي يوليو/تموز 2023، جمعت شركة كولوما (Koloma) الناشئة في مدينة دنفر 91 مليون دولار، بما في ذلك من شركة بريكثرو إنرجي (Breakthrough Energy) التي أسسها الملياردير بيل غيتس، للاستفادة من هذه الموارد.

وخارج الولايات المتحدة، شهدت جنوب أستراليا طفرة حديثة في مواقع التنقيب الناشئة حول جزيرة كانغارو وشبه جزيرة يورك وآير، التي شهدت تاريخيًا كميات كبيرة من غاز الهيدروجين عند التنقيب عن النفط.

وفي فرنسا، تقدمت 4 شركات بطلبات للحصول على تصاريح للتنقيب عن الهيدروجين الطبيعي، منذ أن جرى توسيع لوائح التعدين العام الماضي (2023) لتشمل الهيدروجين.

طرق إنتاج الهيدروجين الطبيعي

هناك 6 طرق معروفة يُنتج من خلالها الهيدروجين بشكل طبيعي:

1-السربنتينية:

يجري تغيير معدن الزبرجد الزيتوني (المكون من سيليكات المغنسيوم والحديد) الموجود في تلال وسط المحيط أو الأفيوليت (تكوين جيولوجي حيث ترتفع أجزاء من وشاح الأرض فوق مستوى سطح البحر) لتكوين سوائل غنية بالهيدروجين.

وقد شوهد هذا في أفيوليت سمائل في جبال الحجر بسلطنة عمان، وفق ما رصدته منصة الطاقة.

وتحت الضغط ودرجات الحرارة المرتفعة، يمكن أن يتفاعل الماء مع هذه الصخور الغنية بالحديد لإنتاج الهيدروجين.

2-التحلل الإشعاعي للمياه:

تعمل العناصر المشعة في القشرة الأرضية -على سبيل المثال في الصخور القاعدية البلورية التي تحتوي على نسبة عالية من اليورانيوم أو الثوريوم أو البوتاسيوم- على تحلل جزيئات الماء المحاصرة في تكوين جيب هيدروجيني، كما حدث في جنوب أستراليا.

3-التفريغ العميق:

يهرب الهيدروجين "الأولي" (ذرة هيدروجين واحدة مرتبطة بذرة كربون واحدة) من أعماق القشرة الأرضية، وقد شوهد هذا في ولاية نبراسكا بالولايات المتحدة.

4-اختزال الحديد وأكسدة الكبريت:

يُختزل الحديد الموجود في المدخن الأسود (فتحة حرارية مائية تحت سطح البحر تتكون من رواسب كبريتيد الحديد) إلى الحديد وكبريتيدات الهيدروجين.

5-التحلل الحراري للمواد العضوية:

تتحلل مركبات الأمونيوم الموجودة في الرواسب العميقة تحت درجات حرارة عالية لتكوين الهيدروجين والنيتروجين، كما هو الحال في تسرب غاز الهيدروجين والنيتروجين في سلطنة عمان، على سبيل المثال.

6-النشاط البيولوجي:

يُنتج الهيدروجين بوساطة الميكروبات التي تعيش في قشور الأرض، وعادةً ما تتعايش مع الميكروبات المستهلكة للهيدروجين، وتوجد عبر الرواسب أو طبقات المياه الجوفية.

وقد لوحظ هذا في طبقات الفحم بحوض نهر باودر في ولاية مونتانا بالولايات المتحدة.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..