استخدامات الهيدروجين الأخضر .. 8 مجالات تُشكل مستقبل الطاقة المستدامة

استخدامات الهيدروجين الأخضر

يدخل الهيدروجين الأخضر في العديد من المجالات والقطاعات، ومن أبرزها ما يأتي:

1- قطاع النقل

يُستخدم الهيدروجين الأخضر كوقود لخلايا الوقود ومحركات الاحتراق الداخلي في وسائل النقل المختلفة، ولا ينبعث منه أي غازات ضارة أثناء عملية الاحتراق.

وقد بدأت عدة شركات باستخدام طاقة الهيدروجين كطاقة لشاحناتها، وتم الإعلان عن مخطط لتصميم أول طائرة تجارية تعمل باستخدام طاقة الهيدروجين بحلول عام 2035م.

• السيارات: يمكن لخلايا الوقود الهيدروجينية توليد الكهرباء لتشغيل المحركات الكهربائية في السيارات، وتتميز هذه السيارات بوقت تعبئة قصير ومدى قيادة طويل، ولا ينتج عنها أي انبعاثات ضارة سوى الماء.
• الحافلات والشاحنات: يُستخدم الهيدروجين الأخضر في تشغيل الحافلات والشاحنات، خاصة تلك التي تحتاج إلى قطع مسافات طويلة وحمل أوزان ثقيلة، ويمكن أن يوفر أداءً مشابهًا لمحركات الديزل مع فوائد بيئية كبيرة.
• القطارات: بدأت بعض الدول في تجربة وتشغيل قطارات تعمل بخلايا الوقود الهيدروجينية، وتوفر هذه القطارات بديلاً نظيفًا للقطارات التي تعمل بالديزل، خاصة على الخطوط غير المكهربة.
• وقود بديل لمحركات الاحتراق الداخلي: إضافة كميات صغيرة من الهيدروجين إلى الوقود التقليدي (مثل الغاز الطبيعي أو الديزل) في محركات الاحتراق الداخلي يقلل الانبعاثات. ولا تحقق هذه الطريقة الانبعاثات الصفرية الكاملة، ويجري تطوير محركات احتراق داخلي يمكنها العمل بالكامل على الهيدروجين، وتوفر هذه التقنية حلاً لبعض تطبيقات النقل الثقيل.
• وقود مستدام للطائرات: يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر في إنتاج وقود طيران اصطناعي مستدام، بدمج الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون المستخلص من الهواء لإنتاج وقود سائل، كما يُستخدم للطائرات التي تعمل بخلايا الوقود الهيدروجينية.
• وقود للسفن: يمكن استخدام خلايا الوقود الهيدروجينية لتوفير الطاقة الكهربائية للسفن، سواء للدفع أو لتشغيل الأنظمة المساعدة على متنها.

2- التدفئة السكنية والتجارية:

 تعد استخدامات الهيدروجين الأخضر في أنظمة التدفئة للمنازل والمباني التجارية أفضل بديل للغاز الطبيعي يمكن حرقه مباشرة في الغلايات أو استخدامه في خلايا الوقود لتوليد الحرارة والكهرباء معًا.

يوفر هذا طريقة نظيفة وفعالة لتلبية احتياجات التدفئة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري في القطاع السكني والتجاري.

3- إنتاج الأمونيا الخضراء

استخدامات الهيدروجين الأخضر في إنتاج وقود بديل مثل الأمونيا الخضراء والميثانول الأخضر، مصدر متجدد للطاقة الخضراء والتي يمكن استخدامها في محركات السفن التقليدية بعد تعديلها.

يتميز هذا الوقود بكثافة طاقة أعلى من الهيدروجين النقي، مما يجعله أكثر عملية للتخزين والنقل البحري. وتعد الأمونيا المكون الرئيسي للأسمدة، ويتوقع أن تنافس الأمونيا الخضراء المنتجة عن طريق الهيدروجين الأخضر الأمونيا الرمادية التي يتم إنتاجها بشكل تقليدي بحلول عام 2030م.

4- قطاع الطاقة

استخدامات الهيدروجين الأخضر في قطاع الطاقة عديدة حيث يمكن حرقه في محطات توليد الطاقة لإنتاج الكهرباء، خاصة في أوقات ذروة الطلب أو عندما تكون مصادر الطاقة المتجددة متقطعة.

علاوة على ذلك، يمكن استخدامه لتخزين الطاقة المتجددة الزائدة. فعندما يكون إنتاج الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح أعلى من الطلب، يمكن تحويل الكهرباء الفائضة إلى هيدروجين وتخزينه لاستخدامه لاحقًا عند الحاجة، ويوفر هذا حلاً لتحدي تقطع مصادر الطاقة المتجددة ويضمن إمدادًا مستقرًا من الطاقة النظيفة.

5- تخزين الطاقة

تعمل خزانات الهيدروجين الأخضر المضغوطة على تخزين الطاقة لفترات طويلة جدًا، وتعتبر بديلاً أفضل من بطاريات الليثيوم لخفة وزنها مقارنة ببطاريات الليثيوم.

6- توليد الماء والكهرباء

يتم توليد الماء والكهرباء من خلال الهيدروجين الأخضر وذلك عن طريق التفاعل الذي يحدث بين الهيدروجين والأكسجين داخل خلية الوقود.

وتجدر الإشارة هنا إلى أن البعثات الفضائية كانت تتزود بالماء والكهرباء بطريقة مستدامة وذلك من خلال خلية الوقود الهيدروجينية.

7- القطاع الصناعي

تعتمد العديد من الصناعات الثقيلة مثل صناعة الصلب والكيماويات على الوقود الأحفوري لتوفير الحرارة والطاقة اللازمة لعملياتها.

ويمكن للهيدروجين الأخضر أن يحل محل الفحم والغاز الطبيعي في هذه العمليات، مما يقلل بشكل كبير من انبعاثات غازات الدفيئة.

على سبيل المثال، يمكن استخدام الهيدروجين كعامل اختزال في إنتاج الصلب الأخضر، مما يلغي الحاجة إلى فحم الكوك، كما يمكن استخدامه في إنتاج الأمونيا الخضراء، وهي مادة أساسية للأسمدة، مما يجعل الزراعة أكثر استدامة.

8- مادة وسيطة في العمليات الكيميائية

بالإضافة إلى استخدامات الهيدروجين الأخضر في مجموعة متنوعة من التطبيقات الأخرى. يمكن استخدامه كمادة وسيطة في العمليات الكيميائية المختلفة، وفي إنتاج مواد جديدة، وفي تشغيل المعدات والآلات في مواقع البناء والمصانع. كما يمكن استخدامه في توفير الطاقة للمناطق النائية أو خارج الشبكة.

ختامًا، تلعب استخدامات الهيدروجين الأخضر دورًا حاسمًا في تحقيق أهداف الحياد الكربوني وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري في مختلف القطاعات، بإمكانيات هائلة كمصدر للطاقة النظيفة والمتعددة الاستخدامات، مما يساهم في بناء مستقبل أكثر استدامة.