ما هو الهيدروجين الأخضر وكيف يتم انتاجه واستخدامه ؟
هل سمعت يومًا عن الهيدروجين الأخضر .. والاستخدامات التي يدخل بها هذا العنصر الهام، إذ توجد العديد من العناصر المبهمة بالنسبة لنا على الرغم من وجوده في الطبيعة منذ آلاف السنين.. وإليك أبرز التفاصيل حوله في الفقرات المقبلة.
| من أين يصنع الهيدروجين الأخضر؟ | عبر التحليل الكهربي. |
| ما الذي ينتج عن حرق الهيدروجين؟ | الماء. |
محتوى المقال
الهيدروجين الأخضر
هو أحد أنواع الوقود العالمي.. كما يتسم بالخفة على الرغم من أنه عالي التفاعل في حال أن كان من العناصر المشاركة في أي عملية كيميائية.. فيما يعرف باسم التحليل الكهربائي، وتجدر الإشارة إلى أن تلك الطريقة يتم الاعتماد عليها باستخدام التيار الكهربائي لفصل الهيدروجين عن الأكسجين في الماء.
ففي تلك الحالة من المقرر أن يتم الحصول على هذه الكهرباء من مصادر متجددة.. وعليه فتنتج طاقة دون انبعاث لغاز ثاني أكسيد الكربون داخل الغلاف الجوي ، والجدير بالذكر أن هذا العنصر هو الأكثر وفرة في الكون.
إلا أنه لا يوجد على كوكب الأرض .. ولا يبدو وكأنه نقيًا في الطبيعة، حيث يتطلب توافر طاقة للفصل، وبالنسبة إلى الأسلوب الأكثر شيوعًا فيتمثل في استخراج الهيدروجين من الماء.. والذي يعد المكون الرئيسي إلى جانب الأكسجين في الماء.
حيث يمكنك القيام بتلك العملية بالاعتماد على استخدام الحرارة والتفاعلات الكيميائية.. وذلك لكي يتم إطلاق الهيدروجين من المواد العضوية، والتي تتمثل في الوقود الأحفوري .. مع العلم أنه يعد من المواد الملوثة للغاية.
إذ يعد إنتاج الهيدروجين في كل أنحاء العالم هو المسؤول الأول عن الانبعاثات التي يخلفها غاز ثاني أكسيد الكربون.. والتي عادةً ما تتم في بعض المناطق ومن أشهرها إندونيسيا والمملكة المتحدة .
حيث يتم استخدام الهيدروجين في الأغلب لصناعة تكرير النفط.. وكذلك إنتاج أسمدة الأمونيا ، وإليك المزيد من الاستخدامات التي يدخل بها في النقاط المقبلة:
- تعمل العديد من السيارات والحاويات بالاعتماد على خلايا الوقود الهيدروجينية.
- سفن الحاويات تعمل بالأمونيا السائلة.. والتي عادةً ما يتم تصنيعها بالاعتماد على الهيدروجين.
- يدخل في صناعة وعمل مصافي الفولاذ الأخضر.. التي تقوم بحرق الهيدروجين كمصدر للحرارة بدلًا من الفحم.
- يعد بديل للغاز الطبيعي فيما يتعلق بالطبخ والتدفئة داخل المنازل.
- يدخل في عمل توربينات الكهرباء التي تعمل بالاعتماد على الهيدروحين.. والتي يمكنها توليد الكهرباء في أوقات الذروة، عند طلب المساعدة في تثبيت شبكة الكهرباء.
اقرأ أيضًا: يتكون الماء من اتحاد غاز الهيدروجين
مخاطر وعيوب استخدام الهيدروجين الأخضر
على الرغم من المزايا التي لا حصر لها.. والتي يوفرها هذا النوع من العناصر، إلا أن هناك بعض المخاطر التي من الممكن أن يشتمل عليها كذلك.. ومنها ما سنتعرف عليه في الآتي:
- مثله كباقي أنواع الغاز التي يمكن ضغطها في خزانات.. ولكنه يحتاج إلى مساحة أكبر من تلك المساحة المخصصة إلى الهيدروكربونات الأخرى، بما يعادل الـ 4 أضعاف حجم الغاز الطبيعي تقريبًا.
- يحتاج تخزين هذا النوع من الغاز لما يعادل الـ 700 مرة من الضغط الجوي العادي أو التبريد.. إلى 253 درجة مئوية تحت الصفر، أي ما يقارب الصفر المطلق.
- تكلفة القيام بتخزينه مرتفعة بعض الشيء بالاستناد لما ورد في أحدث التقديرات.. والتي يمكنها أن تبدأ من 60 سنت إلى 7 دولار في مقابل 1 كيلو جرام فقط.
- من الصعب على هذا العنصر منافسة أيٍ من أنواع الوقود الأخرى.. علاوة على أن تكلفة التخزين الخاصة به مرتفعة للغاية، وخاصةً في حال أن تواجدت أزمة في الأنابيب.
- الهيدروجين من العناصر شديدة التقلب.. حيث إنه قابل للاشتعال، وهو ما يحتاج إلى ضرورة اتخاذ الإجراءات الاحترازية في المقابل لكي لا يتعرض أحد إلى الخطر.. ولتوفير القدر الكافي من الأمان لمنع التسرب أو الانفجار في بعض الأحيان.
- يتطلب إنتاج الهيدروجين بصفة عامة والهيدروجين الأخضر على وجه الخصوص طاقة أكثر من الحجم المعتاد.. كما أن تكلفة الحصول عليه مرتفعة للغاية، حيث إن الطاقة المتجددة تعد من العناصر الأساسية التي يحتاج لها الهيدروجين الأخضر لكي يتم إنتاجه.. وتحديدًا بالاعتماد على التحليل الكهربائي؛ مما يجعله الأعلى من حيث التكلفة ومن الصعب الحصول عليه في المقابل.
اقرأ أيضًا: من أين تأتي معظم الحرارة؟
مزايا الهيدروجين الأخضر
هناك العديد من المزايا التي يشتمل عليها الهيدروجين الأخضر .. والتي كانت السبب في السعي للحصول عليه، ومن أهم تلك المزايا ما يلي:
- من العناصر المستدامة التي لا تقود إلى انبعاث الغازات الملوثة.. سواء في حال أن تم إحراقه أو خلال عملية إنتاجه.
- من المواد القابلة للتخزين بسهولة.. ما يجعل من السهل استخدامه على اختلاف الأغراض التي يدخل فيها، وفي العديد من الأوقات بما يتناسب مع المستخدمين عقب الإنتاج.
- يدخل في العديد من الاستخدامات التي سبق وأشرنا إليها.. والتي من أهمها تحويله إلى كهرباء أو غاز اصطناعي؛ وعليه فمن الممكن أن يتم استخدامه في العديد من الأغراض المنزلية أو الصناعية أو التنقل أو الأغراض التجارية.
- من المواد القابلة للنقل.. حيث يمكن مزجه مع الغاز الطبيعي بما يعادل الـ 20%، واستخدامه في ذات الأنابيب المخصصة لتعبئة الغاز الطبيعي والبنية التحتية.. مع العلم أنك قد تحتاج إلى زيادة تلك النسبة في حال تغيير العناصر المختلفة في شبكات الغاز الحالية لكي تكون متوافقة.
اقرأ أيضًا: أهم العناصر الكيميائية في جسم الإنسان
الاختلاف بين الهيدروجين الأزرق والأخضر ومستقبله
عادةً ما يتم إنشاء الهيدروجين الأزرق من خلال المصادر الأحفورية.. على أن يتم التقاط انبعاثات الكربون وتخزينها، ولكن بالنسبة إلى الهيدروجين الأخضر فيتم الحصول عليه من خلال المصادر الغير أحفورية.
كما يفضل القيام بتلك العملية بالاعتماد على صانعي السياسة وأصدقاء البيئة .. لأنهم سيملكون القدر الكافي من الخبرة في هذا العمل، بالإضافة إلى أنهم سيكونون على دراية بكيفية الحفاظ على استمرار الاقتصاد الأحفوري.
أما بالنسبة إلى مستقبل الهيدروجين الأخضر.. فمن المقرر أن تدرك صناعات العمليات الكيميائية العالمية مدى أهمية الاتجاه إلى استخدام هذا النوع من العناصر وتوظيفه لصالحها.. على الرغم من أنها تقوم بإنشاء المشاريع الضخمة التي تهدف في الأساس إلى تسريع انتقال الطاقة .
الجدير بالذكر أن هذا النوع من الهيدروجين عادةً ما يتم استخدامه في تكرير النفط وإنتاج الأمونيا.. بالإضافة إلى إنتاج الميثانول، ومن الممكن كذلك أن يتم إنتاجه بشكل أساسي من الوقود الأحفوري.. بالاعتماد على إعادة تشكيل الغاز الطبيعي بالبخار، إلى جانب الأكسدة الجزئية التي تتم للفحم والميثان.
تجدر الإشارة إلى أن الغاز الطبيعي في الوقت الحالي هو المصدر الأساسي الذي يتم الاعتماد عليه في إنتاج الهيدروجين.. بحيث يمثل ما يعادل 75% من الإنتاج العالمي السنوي الذي من المقرر أن يتم من خلاله إنتاج الهيدروجين ، أي ما يعادل حوالي 70 مليون طن تقريبًا.
أما عن الدول المصدرة له.. فيأتي في مقدمتها المملكة العربية السعودية، والتي تحتل المركز الأول على المستوى العربي.. والمركز الخامس على المستوى العالمي، بالاستناد لما ورد في إحصائيات مؤشر بلومبرغ لاقتصاد الهيدروجين لعام 2019 .
بينما تقوم بتصديره كذلك أستراليا واليابان والنرويج وكوريا الجنوبية.. بالإضافة إلى أمريكا وألمانيا، فيما تعتمد عليه المملكة العربية السعودية بصورة أساسية في مشروع نيوم .
بذلك نكون قد تعرفنا على ماهية عنصر الهيدروجين الأخضر.. وأشرنا إلى أهم الاستخدامات التي يدخل بها؛ في سبيل الإلمام بأهم المعلومات حوله.. ولكي يتسنى لك إمكانية التعرف على أهم خصاصه.