تخزين الهيدروجين تقنية حديثة واعدة لتشغيل شبكات الكهرباء الصغيرة (تقرير)

يُعد تخزين الهيدروجين تقنية حديثة واعدة لتشغيل شبكات الكهرباء الصغيرة وخفض ذروة الاستهلاك، وفي هذا الإطار تعمل الشركات على تطوير أساليب إنتاج وتخزين تضمن تحقيق الأهداف البيئية والجدوى الاقتصادية.

على ساحل خليج تكساس في الولايات المتحدة، وبدلًا من منصات النفط، تبرز قباب بيضاء شاهقة -خزانات ملحية لتخزين وقود الهيدروجين- تتلألأ تحت أشعة الشمس الخافتة؛ ما يمثل واجهة البنية التحتية للطاقة النظيفة.

وتحتوي هذه الكهوف، المحفورة على عمق آلاف الأقدام تحت الأرض، على أكثر من 100 ألف طن من الهيدروجين السائل؛ ما يكفي من الطاقة لتشغيل شبكة كهربائية صغيرة بقدرة 100 ميغاواط ليوم كامل، حسب منصة الطاقة المتخصصة.

ويُعد تخزين الهيدروجين نقلة نوعية حقيقية، تُقدم لمحة سريعة عن عالم لا يخضع فيه تكامل الطاقة المتجددة لرحمة السماء الملبدة بالغيوم أو الرياح الهادئة.

رحلة الهيدروجين

لم تكن رحلة الهيدروجين من معجزةٍ مختبرية إلى قوةٍ هائلةٍ على مستوى الشبكة الكهربائية مُرضيةً تمامًا؛ فقد شهدت التجارب المبكرة تزايدًا في خسائر تخزين الهيدروجين بنسبةٍ تقترب من 10% يوميًا، وكان سعر أجهزة التحليل الكهربائي يُقارب 6 دولارات للكيلوغرام الواحد من الهيدروجين.

وبعد 10 سنوات، وبفضل منح البحث والتطوير المُستهدفة، والحوافز السياسية، وانخفاض أسعار الطاقة المتجددة، انقلبت هذه الأرقام جذريًا.

حاليًا، يصل الهيدروجين الأخضر المُنتَج من طاقة الرياح والطاقة الشمسية إلى النطاق التجاري، مُطلقًا العنان للابتكارات في تقنية تخزين الهيدروجين.

وتقوم أوعية الضغط العالي المُعززة وخزانات التبريد إلى هيدريدات المعادن الرائدة، بضخ مزيد من الوقود في مساحة أقل، وما كان في السابق مُكبّلًا أصبح الآن صناعةً مزدهرةً.

أهمية التعاون والشراكات

لا يمكن لأي جهة بمفردها إعادة صياغة قوانين الطاقة؛ ولذلك، يشهد العمل الجماعي بين مختلف القطاعات نموًا هائلًا.

وتعاونت شركة "إير ليكيد" (Air Liquide) مع شركة "هيكساغون بوروس" (Hexagon Purus) لإطلاق وحدات تعبئة أسطوانات خفيفة الوزن على طول الطرق السريعة الأوروبية.

وفي فرنسا، تعاونت شركة "نيل إيه إس إيه" (Nel ASA) مع شركة "ماك في إنرجي" (McPhy Energy) في مواقع تجريبية معيارية تجمع بين أجهزة التحليل الكهربائي وتخزين الحالة الصلبة؛ ما يُخفف من تقلبات الطلب.

وفي اليابان، تُدمج شركة "توشيبا إنرجي سيستمز آند سوليوشنز" (Toshiba Energy Systems & Solutions) أنظمة تحكم مدعومة بالذكاء الاصطناعي لضمان قدرة الشبكات الصغيرة على إدارة دورات الشحن تلقائيًا بناءً على حالة الطقس والأحمال والأسعار في الوقت الفعلي.

الشركات الرائدة في تخزين الهيدروجين

فيما يلي أبرز الشركات الرائدة التي تُحوّل تخزين الهيدروجين من مجرد فكرة إلى واقع:

شركة إير ليكيد الفرنسية: بجذورها التي تعود إلى عام 1902، تُدير الشركة، حاليًا، أكثر من 200 محطة لتزويد الهيدروجين بالوقود حول العالم.

وتشمل قائمة مشروعاتها الضغط العالي، والتسييل بالتبريد العميق، والتخزين الجوفي.

في عام 2025 وحده، افتتحت الشركة مراكز جديدة في ألمانيا، وكاليفورنيا، وكوريا الجنوبية، وفق تفاصيل اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

شركة إير برودكتس آند كيميكالز الأميركية: رائدة منذ ثلاثينيات القرن الماضي، وقد أشرفت على مشروع كهف الملح في تكساس، وتُزوّد ​​الهيدروجين لمشروعات الكهرباء الرئيسة وإزالة الكربون الصناعي عالميًا. وسيُنتج أحدث مُحلل كهربائي لديها بقدرة 50 ميغاواط في المملكة العربية السعودية 22.500 طن من الهيدروجين الأخضر سنويًا.

شركة هيكساغون بوروس النرويجية: خبراء في أسطوانات ألياف الكربون بضغط 700 بار، وقد خفّضوا وزن نظام التخزين بنسبة 20% مقارنةً بالفولاذ.

شركة نيل إيه إس إيه النرويجية: منذ عام 1927، دأبت الشركة على توريد أجهزة التحليل الكهربائي ووحدات تخزين الهيدروجين المعيارية.

ويتمثل أحدث مشروعاتها في جهاز تحليل كهربائي قلوي بقدرة 10 ميغاواط مزود بخزان هيدروجين بقدرة 1 ميغاواط/ساعة في موقع تعدين كندي.

شركة "ماك في إنرجي" الفرنسية: تُعد رائدة في مجال تخزين هيدريد المعادن في الحالة الصلبة؛ حيث تعمل وحداتها التي يبلغ وزنها 30 كغم في درجة حرارة الغرفة، دون الحاجة إلى ضغط عالٍ أو تبريد عميق؛ وستُطرح 200 وحدة في جميع أنحاء أوروبا هذا العام.

شركة توشيبا إنرجي سيستمز اليابانية: تتنبأ وحدات التحكم الرقمية في الشبكة، المدعومة بالذكاء الاصطناعي، بإنتاج الطاقة المتجددة بدقة 90%؛ ما يتيح تحويل الهيدروجين بسلاسة من الاحتياطي إلى الإنتاج، وأفادت التجارب الأولية بانخفاض التكلفة بنسبة 15%.

شركة فيول سيل إنرجي الأميركية، من خلال الجمع بين تخزين الهيدروجين ومحطات الكهرباء التي تعمل بخلايا الوقود؛ فإنها تُعرض شبكة كهربائية صغيرة بقدرة 20 ميغاواط في نيو إنغلاند، التي خفضت ذروة الرسوم بنسبة 30% وعملت بنسبة 80% على الهيدروجين المحايد كربونيًا على مدى 6 أشهر.

موضوعات متعلقة..

• تخزين الهيدروجين تحت الأرض.. تجربة أوروبية قد تخرج للنور قريبًا
• تخزين الهيدروجين في آبار الغاز.. مشروع تجريبي قد يستفيد من رؤية أوابك
• انبعاثات تخزين الهيدروجين ليست التحدي الوحيد.. 7 محاور أغفلتها الدراسات

اقرأ أيضًا..

• أنس الحجي: الطاقة النووية في السعودية مسار حتمي.. وهكذا تحقق الاستقرار
• قمة المناخ كوب 30.. كيف أصبح المشهد أسطوريًا بـ"أقرباء موانا"؟ (مقال)
• أكبر محطة طاقة شمسية حرارية في أميركا.. قصة فشل كلّفت 2.2 مليار دولار

المصدر:

• "تخزين الهيدروجين: نقلة نوعية في مجال الشبكات الذكية الصغيرة،" من منصة "هيدروجين فيول نيوز"