دراسة تقترح الأطلس المصري لإنتاج الهيدروجين الأخضر

بالاعتماد على طاقتي الشمس والرياح

داليا الهمشري

2025-03-25

0 1٬521

المدرس في كلية الهندسة بجامعة الزقازيق الدكتور محمد ناصر

وضعت دراسة حديثة تصورًا لما أطلقت عليه "الأطلس المصري لإنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال طاقتي الشمس والرياح"، في محاولة لمواكبة التحول العالمي نحو الطاقة النظيفة والاستدامة البيئية.

وتبرز مصر بصفتها لاعبًا رئيسًا في إنتاج الهيدروجين الأخضر، مستفيدةً من مواردها الطبيعية الغنية من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

وتهدف الدراسة -التي أجراها المدرس في كلية الهندسة بجامعة الزقازيق الدكتور محمد ناصر، واطلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)- إلى تحديد أفضل المواقع لإنتاج الهيدروجين في مختلف المحافظات المصرية، استنادًا إلى تحليل دقيق للعوامل المناخية والاقتصادية والبيئية.

واعتمدت الدراسة على 5 سيناريوهات مختلفة لتوزيع مصادر الطاقة، باستعمال بيانات مناخية دقيقة ونماذج رياضية متقدمة، لتقييم كثافة إنتاج الطاقة، وتكلفة إنتاج الهيدروجين، ومدى تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

إمكانات واعدة

كشفت نتائج الدراسة عن أن محافظات الصعيد والسواحل المصرية تمتلك إمكانات واعدة، مع تفوق سيناريو الطاقة الشمسية في سوهاج، وتسجيل البحر الأحمر أقل تكلفة لإنتاج الهيدروجين.

وأشارت الدراسة إلى أن مصر ليست قادرة على تحقيق اكتفاء ذاتي من الهيدروجين الأخضر فقط، بل يمكنها أيضًا أن تصبح مركزًا عالميًا للتصدير بفضل تكاليف الإنتاج التنافسية.

كما قدّمت توصيات إستراتيجية لدعم صانعي القرار والمستثمرين في تطوير مشروعات الطاقة النظيفة؛ بما يتماشى مع رؤية مصر 2030 للتحول نحو الاقتصاد الأخضر وتقليل الانبعاثات الكربونية.

ويوضح الإنفوغرافيك التالي -من إعداد منصة الطاقة المتخصصة- أطلس إنتاج الهيدروجين الأخضر في مصر:

رسم سوضح أطلس لإنتاج الهيدروجين الأخضر في مصر

وسلّط الأطلس المصري لإنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال طاقتي الشمس والرياح الضوءَ على خرائط الطاقة والإنتاج والتكلفة وخفض الانبعاثات الكربونية.

أهداف الدراسة

قال المدرس في كلية الهندسة بجامعة الزقازيق الدكتور محمد ناصر، إن الدراسة تهدف إلى إنشاء أطلس مصري لإنتاج الهيدروجين الأخضر عبر التحليل الكهربائي للماء باستعمال طاقتي الشمس والرياح، بناءً على الظروف المناخية المتنوعة في المحافظات المصرية.

وأضاف ناصر -في تصريحات خاصة إلى منصة الطاقة المتخصصة- أنه قدّم 5 سيناريوهات لتوليد الطاقة بالمساحة الأرضية نفسها، وهي:

(1) الاعتماد الكامل على الألواح الشمسية.

(2) الاعتماد الكامل على توربينات الرياح.

(3) توزيع متساوٍ بين الألواح الشمسية وتوربينات الرياح.

(4) ضعف مساحة الألواح الشمسية مقارنةً بتوربينات الرياح.

(5) ضعف مساحة توربينات الرياح مقارنةً بالألواح الشمسية.

وتابع أنه جمع البيانات المناخية (الإشعاع الشمسي، وسرعة الرياح، ودرجة الحرارة) لـ27 محافظة مصرية لمدة عام، ثم استعمل نموذجًا رياضيًا في برنامج MATLAB لمحاكاة أداء الأنظمة وتحليلها اقتصاديًا وبيئيًا.

واستطرد قائلًا: "قيمت مؤشرات الأداء مثل: كثافة الطاقة المنتجة، وكثافة إنتاج الهيدروجين، والتكلفة المستوية للهيدروجين (LCOH)، وكمية تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

النتائج الرئيسة

كشفت نتائج الدراسة عن أن أعلى إنتاج للطاقة كان في محافظة سوهاج (378.4 واط/م²) باستعمال السيناريو الأول (الطاقة الشمسية فقط)، في حين سجّلت الوادي الجديد أقل قيمة (7.34 واط/م²) في السيناريو الثاني (طاقة الرياح فقط).

وأظهرت المناطق الساحلية (مثل البحر الأحمر ومطروح) إمكانات عالية للإنتاج باستعمال طاقة الرياح.

وحقّقت سوهاج أعلى إنتاج للهيدروجين (57.1 كغم/م²) في السيناريو الأول (الطاقة الشمسية فقط)، بينما كانت القيمة الأدنى (0.12 كغم/م²) في الوادي الجديد للسيناريو الثاني (طاقة الرياح فقط).

وتفوّقت الأنظمة الهجينة ذات الحصة الأكبر من الألواح الشمسية (مثل السيناريو الرابع) في الإنتاج.

تكلفة إنتاج الهيدروجين

أوضح ناصر -في تصريحاته إلى منصة الطاقة المتخصصة- أن أقل تكلفة لإنتاج الهيدروجين قد سُجلت في محافظة البحر الأحمر (1.02 دولارًا/كغم) في السيناريو الثاني، في حين وصلت التكلفة إلى 23.7 دولارًا/كغم في الوادي الجديد للسيناريو نفسه.

وأكّدت الدراسة أن مصر تُعد من المناطق الواعدة لإنتاج الهيدروجين بتكلفة تنافسية عالميًا (أقل من 5 دولارات/كغم).

وتمخّضت الدراسة عن أن قيم التخفيض في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون قد تراوحت بين 1.16 و57.1 كغمCO₂/م²، مع تفوق السيناريو الأول في تحقيق أعلى تخفيض.

وأظهر السيناريو الثاني (الرياح فقط) أكبر تفاوت في التكلفة من 1.02 إلى 23.7 دولارًا للكيلو بسبب اختلاف سرعة الرياح بين المحافظات.

أما فيما يتعلق بالسيناريو الثاني (الشمس فقط)؛ فقد تفوّقت سوهاج بسبب الإشعاع الشمسي العالي (565 واط/م²)، كما أدى ارتفاع الحرارة في أسوان إلى خفض كفاءة الألواح.

ولفت ناصر إلى أن الأنظمة الهجينة في السيناريوهات الثالث والرابع والخامس قد نتج عنها توازن بين التكلفة والإنتاج، مع تفوق محافظة البحر الأحمر في جميع الحالات؛ لامتلاكها موارد شمسية وسرعات رياح عالية.

كما نجح السيناريو الخامس في تحقيق أقل تكلفة بين الأنظمة الهجينة 2.14 دولارًا لكل كيلوغرام.

الاستنتاجات والتوصيات

كشفت الدراسة عن أن المحافظات الساحلية -مثل البحر الأحمر ومطروح- تُعَد مواقع مثالية للتصدير بسبب قربها من المواني، كما أنها أثبتت قدراتها على إنتاج الهيدروجين بتكلفة منخفضة وفقًا للسيناريوهين الثاني والثالث.

ويوضّح الجدول التالي -من إعداد منصة الطاقة المتخصصة- تكلفة إنتاج الهيدروجين بين السيناريوهات الـ5 وأفضل المحافظات:

جدول يوضح تكلفة إنتاج الهيدروجين بين السيناريوهات الـ5 وأفضل المحافظات

وأكّدت الدراسة أن مصر تتمتع بإمكانات هائلة في إنتاج الهيدروجين الأخضر بسبب وفرة الموارد الشمسية والرياح، خاصة في صعيد مصر والسواحل.

ونصحت بتبني أنظمة هجينة تعتمد على طاقتي الشمس والرياح معًا لتعزيز الاستقرار وكفاءة الإنتاج.

وأشارت إلى أن محافظة البحر الأحمر ومحافظات الساحل الشمالي تُعد مواقع مثالية لتصدير الهيدروجين بسبب قربها من الممرات البحرية.

كما أوضحت أن مصر تتميّز بقدرة على إنتاج الهيدروجين الأخضر بتكلفة منخفضة مقارنةً بدول أخرى مثل ألمانيا (6.23 دولارًا/كغم)، والمغرب (2.54 دولارًا/كغم)، وجنوب أفريقيا (6.34 دولارًا/كغم).

وأكدت أن مصر تُعد من بين المرشحين للريادة عالميًا في إنتاج الهيدروجين الأخضر بفضل توافر العمالة الرخيصة والموارد الطبيعية؛ إذ سجّلت أقل تكلفة في السيناريو الثاني بقيمة 1.02 دولارًا/كغم.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..