الإعلانات
لا يمكن للهيدروجين أن يغذي مستقبلاً خالياً من الكربون إلا إذا تم إزالة الكربون من عملية إنتاجه.
لقد استحوذت إمكانيات الهيدروجين كوقود خالٍ من الكربون على إبداع هذا المجال.
بغض النظر عن كونهم أطفالاً، علينا أن ندرك أن معظم الهيدروجين المنتج في العالم حالياً يعتمد على الاستخدام غير المستدام للوقود الأحفوري. ونتيجةً لذلك، يُسهم إنتاج الهيدروجين في انبعاث 830 ميغا طن من ثاني أكسيد الكربون سنوياً. ولتوضيح ذلك، لو تحولت صناعة الهيدروجين الحالية إلى دولة، لكانت سادس أكبر مُصدر للانبعاثات في المملكة.
تقليديًا، يُنتج الهيدروجين لاستخدامه في تطبيقات مشابهة لصناعات البترول والكيماويات. ويكمن التحدي، مع بدء تطور اقتصاد الهيدروجين وبنيته التحتية الداعمة، في توفير هيدروجين خالٍ من الكربون بطريقة أقل تكلفة وقابلة للتوسع وموثوقة. وهنا يبرز دور المعرفة الجديدة المحوري في جميع مراحل الإنتاج والنقل والتخزين والاستخدام النهائي.
إنتاج الهيدروجين الأخضر
في الوقت الحاضر، ربما تكون الطريقة الأكثر شيوعًا لتوفير الهيدروجين هي إعادة تشكيل الميثان بالبخار (SMR) من الوقود الأحفوري. لسوء الحظ، ينتج عن هذه العملية انبعاثات كربونية كبيرة. في الواقع، ينتج عن استخدام SMR كمية من ثاني أكسيد الكربون تفوق بقليل ما ينتج عن إنتاج البنزين.
لكن ثمة بديل خالٍ من الكربون. يكمن مستقبل الهيدروجين في التحليل الكهربائي للماء، الذي يُغذّى بمصدر طاقة خالٍ من الكربون، مثل محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، لإنتاج "الهيدروجين الأخضر". مع ذلك، تُكلّف عملية التحليل الكهربائي ضعف تكلفة عملية إصلاح الميثان بالبخار تقريبًا، وفقًا لبيانات وكالة الطاقة الدولية. يجب علينا خفض هذه التكلفة. هذه القدرة تسمح بتوسيع نطاق أجهزة التحليل الكهربائي لتشمل منشآت متعددة الميغاواط. كما يُمكن تحديد مواقع تتوفر فيها الطاقة الخالية من الكربون.
توجد مهارات لتحسين كفاءة التحليل الكهربائي من خلال التصميم الدقيق والإدارة السليمة للجهاز الكهربائي. وهذا لا يقلل فقط من معدلات الاستخدام الفعالة، بل يزيد أيضًا من سلامة العملية وموثوقيتها.
لإثبات جدوى هذا المشروع، تعاونت شركة ABB مع إحدى الشركات الرائدة في الولايات المتحدة لتوفير نظام كهربائي متكامل لمحطتي تحليل الهيدروجين الكهربائي اللتين تم إنشاؤهما حديثًا في نيويورك وجورجيا. علاوة على ذلك، ستلعب محركات ABB ووحدات التحكم دورًا محوريًا في ضغط الوقود لاستخدامه في النقل. ومن المقرر أن تنتج المحطتان معًا 600 طن من الهيدروجين الصديق للبيئة يوميًا، مما يساهم في خفض انبعاثات الوقود الأحفوري بنحو 1700 طن في قطاعي الخدمات اللوجستية والنقل.
تصميم البنية التحتية للهيدروجين
إنّ إطلاق النظام الاقتصادي للهيدروجين ليس بالأمر الهيّن. كما أنّ استيعاب الهيدروجين على نطاق واسع سيتطلب إنشاء أحياء منخفضة التكلفة وبناء منشآت صناعية جديدة تُشبه مزارع الخزانات. ويُضفي دمج الهيدروجين في البنية التحتية القائمة لخطوط الأنابيب جدوى اقتصادية، إذ من المرجّح أن تنقل هذه البنية الجزء الأكبر من الهيدروجين في المراحل الأولى من النمو.
يتطلب تخزين الهيدروجين خبرة متخصصة ومعرفة متعمقة، نظرًا لأهمية حمايته، حيث تُحفظ الغازات بتركيز عالٍ. فعلى سبيل المثال، تُقدم شركة ABB حلولًا للأتمتة والكهرباء وأجهزة القياس لمشروع تجريبي في أستراليا، يُمكن أن يُشكل نموذجًا للنقل الصناعي للبنزين. بعد إنتاج الهيدروجين خلال عملية تغويز الفحم البني، يُمكن تسييله وشحنه إلى اليابان على متن أول ناقلة هيدروجين متخصصة في العالم.
يُعدّ الاستخدام النهائي للهيدروجين جزءًا أساسيًا آخر من النظام الاقتصادي للهيدروجين. وسيساهم تحسين الكفاءة وخفض الأسعار في تحفيز الاستثمار في هذا المجال، وتُعدّ خلايا الوقود مثالًا على ذلك. تبلغ الأسعار الحالية حوالي 250 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط، مع وجود خبرة في التقنيات المتطورة لخفض التكلفة إلى 180 دولارًا أمريكيًا لكل كيلوواط. يجب تعزيز تصميم خلايا الغاز لخفض الأسعار بشكل أكبر، على الرغم من إمكانية تحقيق خصومات كبيرة في التكلفة من خلال وفورات الحجم. ويمكن تحقيق وفورات مماثلة في محطات تزويد المركبات التي تعمل بالوقود بالهيدروجين.
مستقبل الهيدروجين يقترب.
تتوفر اليوم معظم التقنيات والبنية التحتية اللازمة لإنتاج الهيدروجين. ولتعزيز نظام تمويل الهيدروجين، يجب علينا مواصلة البناء على هذه الأسس الراسخة لضمان أن تكون كل حلقة في سلسلة التوريد - من الإنتاج إلى التوزيع والتخزين والاستخدام - مستدامة وخالية من الكربون ومجدية اقتصادياً.
تعرف على المزيد حول كيفية استخدام شركة ABB للنمو من أجل مستقبل مستدام هنا.
