استعمال المضخات الحرارية في المنازل أرخص من الهيدروجين الأخضر 3 مرات (دراسة)

اتّجه تركيز مبادرات تحول الطاقة إلى استعمال المضخات الحرارية في المنازل بديلًا عن الوقود الأحفوري، مع تردّد عدد من الدول الأوروبية في تبنّي الهيدروجين بقطاع التدفئة السكنية.

فعلى سبيل المثال: خططت المملكة المتحدة منذ سنوات لتحويل بلدة كاملة إلى استعمال الهيدروجين بحلول عام 2024، لكنها تراجعت عن اتخاذ القرار النهائي في اللحظات الأخيرة، وأجّلت المشروع لما بعد عام 2026، لحين التحقق من الجدوى الاقتصادية والبيئية.

في هذا السياق، أظهرت دراسة حديثة -اطّلعت عليها وحدة أبحاث الطاقة، ومقرّها واشنطن- أن استعمال المضخات الحرارية في المنازل بالمملكة المتحدة أو الاتحاد الأوروبي سيكون أرخص للتدفئة بمقدار 3 مرات عن الهيدروجين الأخضر.

وتعتمد أغلب الدول الأوروبية على الوقود الأحفوري في التدفئة السكنية المسؤولة عن 13% من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري في الاتحاد الأوروبي وبريطانيا.

وأعلنت عدّة دول في الاتحاد الأوروبي خططًا للتخلص التدريجي من تركيب السخانات التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري.

وتقترح المفوضية الأوروبية حظر تركيب أنظمة التدفئة الجديدة العاملة بالوقود الأحفوري في المنازل أو المباني بحلول عام 2029، لكن هذا الاقتراح لم يتحول إلى قانون حتى الآن، بحسب متابعة وحدة أبحاث الطاقة.

تقييم استعمال المضخات الحرارية في المنازل

تستكشف الحكومات الأوروبية أفضل البدائل منخفضة الكربون للوقود الأحفوري في قطاع التدفئة على المدى الطويل، وما زال أغلبها حائرًا بين المضخات الحرارية والهيدروجين ذائع الصيت.

في هذا السياق، وضع باحثان في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا (ETH Zürich) 13 سيناريو لتقييم بدائل إزالة الكربون من قطاع التدفئة السكنية في دول الاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة بحلول عام 2040.

وركّز الأستاذان تيل وايدنر وغونزالو على تقييم كل بديل حسب التكلفة بصفتها قضية رئيسة للسياسيين والمستهلكين، إضافة إلى تقييم التأثيرات البيئية.

وانتهت الورقة البحثية إلى أن استعمال المضخات الحرارية في المنازل هو البديل الأقل تكلفة والأكثر كفاءة، إضافة إلى جدواها البيئية الواضحة.

في المقابل، وجد الباحثون أن استعمال الهيدروجين، سواء الأخضفير أو الأزرق، سيكون باهظ التكلفة في قطاع التدفئة، إلى جانب مخاطره البيئية المحتملة، بحسب نتائج الدراسة المنشورة موقع كربون برايف المتخصص (Carbon brief).

تقييم الهيدروجين الأخضر والأزرق

يُستخلَص الهيدروجين الأخضر من الماء عبر المحللات الكهربائية العاملة بكهرباء مولدة من الطاقة المتجددة، وهو بديل مكلف جدًا في الوقت الحالي، ويشكّل أقل من 0.04% من إجمالي إنتاج الهيدروجين العالمي.

ويُرجّح أن يكون الهيدروجين الأخضر مطلوبًا في بعض القطاعات الصناعية الثقيلة التي يصعب إزالة الكربون منها عبر البدائل الكهربائية، مثل صناعة الحديد والصلب، والألومنيوم، والأسمنت، وغيرها.

علاوة على ذلك، فإن الهيدروجين بديل أقل كفاءة لتوصيل الطاقة مقارنة بالكهرباء المباشرة التي تشغل المضخات الحرارية، إذ يتطلب استعمال الهيدروجين الأخضر في التدفئة 5 إلى 6 أضعاف قدرة الرياح أو الطاقة الشمسية اللازمة لتوفير التدفئة نفسها باستعمال المضخات الحرارية، حسب الدراسة.

ويُستخلص الهيدروجين الأزرق من حرق الوقود الأحفوري، ولا سيما الغاز الطبيعي، مع استعمال تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه، وهي تقنيات مكلفة -أيضًا-، إضافة إلى انتشار الشكوك حول كفاءتها في معدلات الاحتجاز.

كما تنتشر مخاوف أخرى من استمرار الانبعاثات في حالة تبنّي هذا الخيار بسبب احتمالات تسرب الميثان في أثناء حرق الوقود الأحفوري؛ ما يجعل تبنّيه في قطاع التدفئة المنزلية محاطًا بمخاطر بيئية واسعة، فالهيدروجين الأزرق ليس وقودًا خاليًا من الكربون كما يُروَّج له، بحسب دراسة نشرها معهد اقتصادات الطاقة والتحليل المالي.

علاوة على ذلك، فإن استعمال الهيدروجين الأزرق في المنازل يتطلب إنشاء بنية تحتية مكلفة لإنتاجه وتخزينه ونقله، بينما يتطلب استعمال الهيدروجين الأخضر تشييد بنية تحتية إضافية للطاقة المتجددة.

كما أنّ تبنّي استعمال الهيدروجين الأزرق في المنازل سيظل مرهونًا بأسعار الغاز الطبيعي المرجَّح بقاؤها مرتفعة في الأمد المتوسط على الأقل.

وتشير أحدث سيناريوهات الدراسة إلى أن الهيدروجين الأزرق قد يكون بديلًا ملائمًا في قطاع تدفئة المنازل بالاتحاد الأوروبي والمملكة المتحدة، بشرط أن تكون أسعار الغاز في حدود ما قبل الحرب الأوكرانية، أي عام 2021.

واستنادًا إلى تقييم البدائل، خلصت الدراسة إلى أن استعمال المضخات الحرارية في المنازل هو أفضل الخيارات المتاحة، بغضّ النظر عن أسعار الغاز المرتفعة.

وتشترك نتائج هذه الدراسة مع توصيات وكالة الطاقة الدولية المتكررة للدول بتبنّي المضخات الحرارية بوصفها التقنية المركزية في التحول العالمي نحو التدفئة الآمنة والمستدامة.

موضوعات متعلقة..

• استعمال الهيدروجين في المنازل يحتاج إلى إعادة نظر.. وتحذير من خطر (دراسة)
• تحويل المنازل إلى الهيدروجين في بريطانيا يتطلب 228 مليار دولار (دراسة)
• المضخات الحرارية.. أكثر 3 دول ملائمة لاستعمالها في الاتحاد الأوروبي (تقرير)

اقرأ أيضًا..

• حقل المقوع النفطي.. 25 مليار برميل تعزّز إنتاج الكويت
• تفاصيل أول شحنة غاز مسال من موريتانيا (خاص)
• تقرير يتوقع انخفاض متوسط أسعار النفط إلى 73 دولارًا في 2025
• إيرادات صادرات النفط السعودي في 2024 تنخفض 24 مليار دولار (إنفوغرافيك)

المصادر:

1. تحليل استعمال المضخات الحرارية في المنازل والهيدروجين من كربون برايف.
2. نقد استعمال الهيدروجين في المنازل من معهد اقتصادات الطاقة والتحليل المالي.