كيفية استخلاص الهيدروجين الأخضر
يعرف الهيدروجين الأخضر بهذا الاسم لأنه ينتج الكهرباء الخضراء. إنه صديق للبيئة ولا ينتج غازات الدفيئة. طرق الحصول عليها هي كما يلي:
أولا ، طريقة التحليل الكهربائي
- تحتوي جزيئات الماء على الهيدروجين والأكسجين.
- وفقًا لذلك ، يتم تكسير جزيئات الماء بواسطة تيار كهربائي يمر عبر محلل كهربي لإنتاج غاز الهيدروجين الأخضر.
- الشرط الأساسي لهذه العملية هو أنه لكي يكون الهيدروجين أخضر ، يجب ألا تحتوي الكهرباء المستخدمة في عملية التحليل الكهربائي على أي كربون.
- يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام الكهرباء الخضراء التي يتم توليدها من مصادر متجددة مثل الماء والشمس والرياح.
ثانياً: طريقة تسخين المواد العضوية
إنها طريقة لا يتم فيها إنتاج غاز الهيدروجين الأخضر بشكل مباشر ، بل يتم إنتاج غاز مركب على النحو التالي:
- يتم الحصول على الهيدروجين الأخضر من هذا الغاز المعقد.
- لا تزال هذه الطريقة قيد التطوير ولم تتم الموافقة عليها رسميًا ، لذا فإن طريقة الاستخدام الأكثر شيوعًا هي طريقة التحليل الكهربائي.
- يعتمد تسخين المواد العضوية على مواد التسخين مثل الخشب أو بقايا المحاصيل الزراعية ، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من النفايات.
- تضاف النفايات التي تحتوي على الكربون بشكل أساسي إلى مكوناته ، مثل النفايات الصلبة والبلاستيك والإطارات القديمة.
- وبالمثل ، المنتجات الصلبة من محطات معالجة المياه العادمة وإعادة التدوير.
التحديات التي تواجه إنتاج الهيدروجين الأخضر
على الرغم من تنوع الهيدروجين الأخضر ، إلا أن إنتاجه يواجه العديد من التحديات ، على النحو التالي:
- تكاليف إنتاجها مرتفعة بسبب التكلفة العالية لإنتاج الطاقة المتجددة.
- عدم الكفاءة في تخزين الكهرباء اللازمة لإنتاج الطاقة المتجددة.
- الافتقار إلى قدرات تخزين الهيدروجين الأخضر عالية الكفاءة والظروف غير الفعالة المطلوبة لعملية التخزين.
- هناك طلب ضئيل عليه في العالم.
- التكلفة العالية لتحلية المياه والتي تستخدم في إنتاج الهيدروجين الأخضر.
استخدام الهيدروجين الأخضر
أولاً ، يعمل كوقود للنقل
يستخدم في تزويد السيارات والحافلات بالوقود بتقنية خلايا الوقود على النحو التالي:
- النقل الذي يعتمد على هذه الطاقة يحمل خزان هيدروجين.
- وهي متصلة بخلية وقود وبالتالي تنتج الكهرباء لمحرك السيارة.
ثانياً: عمليات التصنيع
حيث يستخدم الهيدروجين في العديد من مجالات الصناعة المختلفة وخاصة على النحو التالي:
- حيث يتم إنتاج الأمونيا ، سماد ، من خلال الهيدروجين الأخضر.
- كما أنها تستخدم في الصناعة الكيميائية.
ثالثا: وقود وتدفئة للمنزل
حيث يتم بذل جهد كبير لتوفير المشاريع التي يتم من خلالها القيام بما يلي:
- استبدال شبكات الغاز الطبيعي بشبكات الهيدروجين الخضراء.
- للاستخدام في الوقود المنزلي وللتدفئة.
فوائد الهيدروجين الأخضر
يزودنا الهيدروجين الأخضر بالعديد من الأشياء المفيدة ويمكن حرقه في محطات توليد الطاقة ، وكذلك ما يلي:
- يمكن إضافته إلى الغاز الطبيعي.
- يمكنه تشغيل خلايا الوقود مباشرة في السفن والسيارات.
- كما يمكن أن يحل محل الهيدروجين الصناعي ، والذي يتم إنتاجه سنويًا من الغاز الطبيعي بمقدار 10 مليون طن متري.
- يعتبر أحد الحلول التي يتم من خلالها التخلص من انبعاثات الكربون.
- فهو يعتبر وقود المستقبل والقائد الحقيقي للمرحلة الثانية لانتقال الطاقة العالمي.
- تعتبر واحدة من أكثر العناصر شيوعًا على وجه الأرض ، ولديها العديد من الإمكانيات المبتكرة مثل استخدامها في الوقود والمبردات والكهرباء.
- يمكن نقله إلى الأماكن التي تتوفر فيها الطاقة المتجددة ويؤدي إلى انخفاض أسعار الطاقة لأنه لا يحتوي على انبعاثات ملوثة.
- إن استخدام الهيدروجين الأخضر سيفيد عددًا كبيرًا من الشركات اقتصاديًا ويحقق ازدهارًا اقتصاديًا كبيرًا.
- وبدأت شركات النفط الكبرى في التنافس على مكانة رئيسية في تطوير الهيدروجين الأخضر.
تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر
يقال إن الهيدروجين الأخضر مكلف حتى اليوم وتشير التقارير إلى أن سعره على النحو التالي:
- قدرت وكالة الطاقة الدولية سعر الهيدروجين الأخضر بما يتراوح بين 3 دولارات و 7.50 دولارات للكيلوغرام الواحد.
- وخفض تكلفته يعتمد على تقليل تكلفة المحلل الكهربائي ، لكن هذا سيستغرق الكثير من الوقت.
- أكدت وكالة الطاقة الدولية أن تكلفة المحلل الكهربائي يمكن أن تنخفض إلى النصف بحلول عام 2040.
- تحتاج دراسة جدوى الهيدروجين الأخضر إلى كميات كبيرة من الكهرباء المتجددة الرخيصة بسبب فقدان الكثير في التحليل الكهربائي.
كم يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
يمثل إنتاج الهيدروجين حاليًا أقل من 1٪ من إجمالي حجم الهيدروجين السنوي ومن المتوقع أن:
- يزدهر إنتاج الهيدروجين الأخضر في السنوات القادمة حيث تضاعفت مشاريع المحلل الكهربائي للهيدروجين ثلاث مرات في الآونة الأخيرة.
- من المرجح أن يرتفع متوسط قدرة المحلل الكهربائي إلى 600 ميجاوات في عام 2027.
ما هي الدول التي تحاول إنتاج المزيد من الهيدروجين الأخضر؟
أعلنت العديد من الدول حول العالم عن مبادراتها الخاصة بالهيدروجين الأخضر ، بما في ذلك ما يلي:
- أستراليا.
- فرنسا.
- الأسواق الناشئة مثل الهند والبرازيل.
- انضمت مصر لهذه الأسواق.