اقتصاديات الهيدروجين الأخضر.. 4 عوامل تؤثر على تكلفة الوقود النظيف

تستند اقتصاديات الهيدروجين الأخضر بشكل أساسي إلى 4 مكونات رئيسية مترابطة بداية من الإنتاج حتي وصول هذا الوقود النظيف إلى المستهلكين في سبيل تحقيق مستقبل يعتمد على هذا المصدر الواعد المستدام للطاقة.

اقتصاديات الهيدروجين الأخضر

المشكلة الرئيسية في اقتصاديات الهيدروجين الأخضر التكلفة العالية للإنتاج، إذ إنها العامل الرئيسي وراء انخفاض استخدامه، إلا أنه من المتوقع أن ينمو سوق الهيدروجين، حيث من المتوقع أن تنخفض تكلفة إنتاجه من 6 دولارات / كجم في عام 2015 إلى حوالي 2 دولار / كجم بحلول عام 2025، ويعتبر هذا السعر المتوقع نقطة تحول محتملة تجعل الهيدروجين الأخضر منافسًا لمصادر الوقود الأخرى.

1-تكاليف الكهرباء المتجددة

تكاليف الكهرباء المتجددة العنصر الأكبر : العنصر الأكثر أهمية في تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر. التحليل الكهربائي يتطلب كميات هائلة من الكهرباء، واعتمادنا على مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح هو ما يمنح الهيدروجين صفة “الأخضر” و أدي انخفاض تكلفة إنتاج الكهرباء المتجددة بشكل كبير على مدى العقد الماضي كان له تأثير مباشر على الجدوى الاقتصادية للهيدروجين الأخضر. فكلما كانت تكلفة الكيلووات ساعة من الطاقة الشمسية أو الرياح أقل، كلما كان الهيدروجين المنتج أرخص.
تقلبات إنتاج الطاقة المتجددة: تتطلب حلولًا مثل تخزين الطاقة أو دمج مصادر متعددة لضمان إمداد مستمر للتحليل الكهربائي. هذا يضيف تعقيدًا وتكلفة إضافية.
استمرار التطور التكنولوجي ، تطوير شبكات نقل أكثر كفاءة، و العمل على انخفاض تكاليف الألواح الشمسية وتوربينات الرياح ويجب أن يستمر هذا المكون في الانخفاض، مما يجعل الهيدروجين الأخضر أكثر تنافسية.

اقتصاديات الهيدروجين الأخضر.. 4 عوامل تؤثر على تكلفة الوقود النظيف

2. تكنولوجيا التحليل الكهربائي

التكنولوجيا الأساسية:التي تستخدم الكهرباء لفصل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين و هناك عدة عوامل مؤثرة في اقتصاديات الهيدروجين الأخضر من حيث تكلفة الإنتاج حيث تؤثر كفاءة جهاز التحليل الكهربائي وتكاليف رأس المال الأولية والتشغيل والصيانة بشكل كبير على تكلفة إنتاج الهيدروجين. هناك أنواع مختلفة من تقنيات التحليل الكهربائي (مثل القلوي، وتبادل البروتون الغشائي – PEM، وأكسيد صلب – SOEC)، ولكل منها مزاياها وعيوبها من حيث التكلفة والكفاءة ومستوى النضج التكنولوجي.
تكاليف رأس المال الأولية لأجهزة التحليل الكهربائي: تعد مرتفعة نسبيًا و هناك حاجة إلى تطوير تقنيات أكثر كفاءة ومتانة وبأسعار معقولة.
زيادة الاستثمارات في البحث والتطوير : لتحسين أداء التحليل الكهربائي وخفض تكاليفه. مع زيادة حجم الإنتاج، من المتوقع أن تنخفض تكاليف التصنيع بشكل كبير.

3. توازن المصنع

توزان المصنع : في اقتصاديات الهيدروجين الأخضر يشمل جميع المكونات والأنظمة الأخرى اللازمة لتشغيل مصنع إنتاج الهيدروجين باستثناء جهاز التحليل الكهربائي نفسه.
تكاليف تطوير الأنظمة: تطوير أنظمة معالجة المياه، وأنظمة تنقية الهيدروجين، وأنظمة الضغط والتبريد، وأنظمة التحكم والسلامة، والمباني والبنية التحتية الأخرى. هذه التكاليف يمكن أن تكون كبيرة ويجب أخذها في الاعتبار عند تقييم الجدوى الاقتصادية.
تصميم ودمج هذه الأنظمة بكفاءة وأمان: يتطلب خبرة هندسية متخصصة. يمكن أن تختلف التكاليف بشكل كبير اعتمادًا على حجم المصنع والموقع والمواصفات المطلوبة.
تحقيق وفورات الحجم: من خلال بناء مصانع أكبر. كما أن الابتكارات في تصميم المصانع وتقنيات التكامل يمكن أن تساعد في خفض التكاليف.

4. تكاليف النقل والتخزين

تكاليف إنتاج الهيدروجين : يصبح نقله وتخزينه لتلبية احتياجات المستخدمين النهائيين أمرًا بالغ الأهمية ويضيف تكلفة إضافية على المنتج مثل .
كثافة الطاقة المنخفضة للهيدروجين الغازي: في الظروف القياسية تجعل نقله لمسافات طويلة مكلفًا. يمكن نقله عبر خطوط الأنابيب (إذا كانت موجودة ومناسبة)، أو بالشاحنات أو السفن في صورة غاز مضغوط أو سائل مبرد. يتطلب التخزين حلولًا مثل الخزانات تحت الأرض أو فوقها، أو حتى تحويله إلى ناقلات طاقة أخرى مثل الأمونيا.
تطوير بنية تحتية واسعة النطاق لنقل وتخزين الهيدروجين: يتطلب استثمارات ضخمة. تكنولوجيا التخزين والنقل لا تزال قيد التطوير والتحسين لزيادة الكفاءة وخفض التكاليف.
جهود بحث وتطوير مكثفة لإيجاد طرق أكثر فعالية: من حيث التكلفة لنقل وتخزين الهيدروجين، مثل تطوير مواد جديدة لخزانات الضغط العالي أو تحسين عمليات التسييل.

ختاما اقتصاديات الهيدروجين الأخضر معقدة وتعتمد على تحقيق هيدروجين أخضر تنافسي يتطلب خفض التكاليف في كل من هذه المجالات من خلال الابتكار التكنولوجي، وزيادة حجم الإنتاج، وتطوير البنية التحتية المناسبة، ووضع السياسات الداعمة. مع استمرار الجهود العالمية للتحول نحو الطاقة النظيفة، من المتوقع أن يصبح الهيدروجين الأخضر جزءًا حيويًا من مزيج الطاقة المستقبلي.