الهيدروجين الأخضر هو الأكثر شعبية في الاقتصاد العالمي، وقد أعلنت العديد من البلدان عن مبادرات الهيدروجين الأخضر واليوم سنقوم بتغطيته من خلال مقال ونتعلم كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر.
كيف تستخرج الهيدروجين الأخضر؟
يعرف الهيدروجين الأخضر بهذا الاسم لأنه ينتج الكهرباء الخضراء، وهو صديق للبيئة ولا ينتج غازات الدفيئة. طرق استخراجه كالتالي:
أولا، طريقة التحليل الكهربائي
حيث يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر من الماء بعد عملية تعرف باسم عملية التحليل الكهربائي، فهي على النحو التالي:
- 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 أن يكون الهيدروجين أخضر، ويجب ألا تحتوي الكهرباء المستخدمة في عملية التحليل الكهربائي على الكربون.
- يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام الكهرباء الخضراء المولدة من مصادر متجددة مثل المياه والطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
ثانياً: طريقة تسخين المادة العضوية
وهي طريقة لا يتم فيها إنتاج غاز الهيدروجين الأخضر بشكل مباشر، بل يتم إنتاج غاز مركب على النحو التالي:
- يتم استخراج الهيدروجين الأخضر من هذا الغاز المعقد.
- لا تزال هذه الطريقة قيد التنفيذ ولم تتم الموافقة عليها رسميًا، لذا فإن الطريقة الأكثر شيوعًا للاستخدام 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 المحتوية على الكربون بشكل عام إلى مكوناته، مثل النفايات الصلبة والبلاستيك والإطارات القديمة.
- وكذلك المنتجات الصلبة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي وإعادة تدويرها.
أنظر أيضا: كيفية فصل المشتقات النفطية
تحديات إنتاج الهيدروجين الأخضر
على الرغم من تنوع الهيدروجين الأخضر، إلا أنه يواجه العديد من التحديات لإنتاجه، مثل:
- تكاليف إنتاجها مرتفعة بسبب ارتفاع تكاليف إنتاج الطاقة المتجددة.
- عدم كفاءة تخزين الكهرباء اللازمة لإنتاج الطاقة المتجددة.
- الافتقار إلى قدرات تخزين الهيدروجين الأخضر عالية الكفاءة والظروف غير الفعالة اللازمة لعملية التخزين.
- هناك طلب ضئيل عليه في العالم.
- ارتفاع تكاليف تحلية المياه المستخدمة في إنتاج الهيدروجين الأخضر.
استخدام الهيدروجين الأخضر
بعد أن تعلمنا كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر، سنتعرف على استخداماته في النقاط التالية.
أولاً، يعمل كوقود للنقل
يستخدم في تزويد السيارات والحافلات بالوقود بتقنية خلايا الوقود ويتم ذلك على النحو التالي.
- المركبات التي تعتمد على هذه الطاقة تحمل خزان الهيدروجين.
- وهي متصلة بخلية وقود، وبالتالي تنتج الكهرباء لمحرك السيارة.
ثانيا. عمليات الانتاج
حيث يستخدم الهيدروجين في صناعات مختلفة وبشكل رئيسي كالآتي:
- حيث يتم إنتاج الأمونيا، سماد، باستخدام الهيدروجين الأخضر.
- كما أنها تستخدم في الصناعة الكيميائية.
ثالثا الوقود والتدفئة للمنزل
حيث يتم بذل جهود كبيرة لتقديم برامج يتم من خلالها تنفيذ ما يلي:
- استبدال شبكات الغاز الطبيعي بشبكات غاز الهيدروجين الأخضر.
- لاستخدام الوقود والتدفئة المنزلية.
مزايا الهيدروجين الأخضر
هناك العديد من الأشياء المفيدة التي يقدمها لنا الهيدروجين الأخضر، ويمكن حرقها في محطات توليد الطاقة، وكذلك ما يلي:
- يمكن إضافته إلى الغاز الطبيعي.
- يمكنه تشغيل خلايا الوقود مباشرة في السفن والسيارات.
- كما يمكن استخدامه لاستبدال الهيدروجين الصناعي الذي ينتج من الغاز الطبيعي بمعدل 10 ملايين طن سنويًا.
- يعتبر أحد الحلول التي يتم من خلالها التخلص من انبعاثات الكربون.
- فهو يعتبر وقود المستقبل والقائد الحقيقي للمرحلة الثانية من التحول العالمي للطاقة.
- يعتبر من أكثر العناصر شيوعًا على وجه الأرض وبالتالي فهو يتمتع بالعديد من الإمكانيات المبتكرة، مثل استخدامه في الوقود والمبردات والكهرباء.
- يمكن نقلها إلى الأماكن التي يتوفر فيها إنتاج الطاقة المتجددة، وهذا يؤدي إلى انخفاض أسعار الطاقة لأنها لا تحتوي على انبعاثات ملوثة.
- إن تطبيق الهيدروجين الأخضر سيجعل عددًا كبيرًا من الشركات تستفيد منه اقتصاديًا، وستحقق ازدهارًا اقتصاديًا كبيرًا.
- وبدأت شركات النفط الكبرى في التنافس على مركز الصدارة في تطوير الهيدروجين الأخضر.
اقرأ أيضا: المراحل التي يمر بها الزيت
تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر
يقال إن الهيدروجين الأخضر مكلف حتى اليوم، وتشير التقارير إلى أن تكلفته هي:
- قدرت وكالة الطاقة الدولية تكلفة الهيدروجين الأخضر بما يتراوح بين 3 دولارات و 7.50 دولارات للكيلوغرام الواحد.
- وخفض تكلفتها يعتمد على تقليل تكلفة المحلل الكهربائي، لكن الأمر سيستغرق وقتًا طويلاً.
- أكدت وكالة الطاقة الدولية أنه بحلول عام 2040 يمكن خفض تكاليف المحلل الكهربائي إلى النصف.
- هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الكهرباء المتجددة الرخيصة لإجراء دراسة جدوى للهيدروجين الأخضر، لأنه يتم فقد الكثير في التحليل الكهربائي.
كم يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
يمثل إنتاج الهيدروجين حاليًا أقل من 1٪ من إجمالي إنتاج الهيدروجين السنوي ومن المتوقع أن:
- يزدهر إنتاج الهيدروجين الأخضر في السنوات القادمة حيث تضاعفت مشاريع المحلل الكهربائي للهيدروجين ثلاث مرات مؤخرًا.
- من المرجح أن يرتفع متوسط أنظمة المحلل الكهربائي إلى 600 ميجاوات بحلول عام 2027.
ما هي الدول التي تتطلع إلى 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 إلى تلك الأسواق.
مشاهدة هنا. كيف يتم الحصول على النفط الخام؟
لذلك، من خلال موقعنا، قدمنا لك كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر الذي تخطط الدول لاستخدامه واستخدامه لشبكة الطاقة الحالية لتطويره.