الهيدروجين الأزرق .. 6 محطات مهمة نحو استدامة الطاقة

يبرز الهيدروجين كعنصر أساسي في مزيج الطاقة المستقبلي، مدفوعًا بـ 6 عوامل هامة نحو استدامة الطاقة من هذه العوامل الحاجة الملحة للتخفيف من آثار تغير المناخ وتحقيق الاستدامة البيئية، وقدرته على توفير حلول نظيفة وتعدد استخداماته. يلعب الهيدروجين  دورًا محوريًا كحل وسيط ومكمل في هذه المرحلة الانتقالية الحرجة.

سيتناول هذا المقال بالتفصيل دور الهيدروجين الأزرق في التحول نحو الطاقة النظيفة، مستعرضًا مشروعاته الطموحة في الشرق الأوسط وحول العالم، وحجم الاستثمارات العالمية المتزايدة فيه، كما سيلقي الضوء على المزايا البيئية والاقتصادية واستخداماته المتنوعة، وأبعاده المتعددة كجسر حيوي نحو مستقبل طاقي أنظف وأكثر استدامة.

إنتاج الهيدروجين الأزرق

يتم إنتاج الهيدروجين الأزرق عن طريق إعادة تشكيل الوقود الأحفوري، تمامًا مثل الهيدروجين الرمادي، ولكن تتبع هذه العملية خطوة التقاط وتخزين الكربون المنبعث.

يُعرف هذا النوع من الهيدروجين بـ “غاز منزوع الكربون” أو “غاز منخفض الكربون”، ويعتبره البعض مصدرًا نظيفًا للطاقة، ومع ذلك، هناك جدل في هذا الصدد، حيث أن تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه ليست دائمًا خالية من المشاكل البيئية.

إصلاح الميثان بالبخار 

تعتبر طريقة إصلاح الميثان بالبخار (SMR) الأكثر شيوعًا واقتصادية لإنتاج الهيدروجين الأزرق وهي عملية يتم فيها تسخين الميثان المستخلص من الغاز الطبيعي مع البخار، وعادةً ما يتم ذلك بوجود عامل محفز، لإنتاج خليط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين.

يُستخدم هذا الخليط في التخليق العضوي وكمصدر للوقود في مجال الطاقة. تُعد المفاعلات النووية الصغيرة العملية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لتوليد الهيدروجين .

الإصلاح الذاتي الحراري 

تُعد هذه الطريقة أكثر كفاءة من SMR من حيث استخدام الطاقة، إذ تجمع ATR بين إصلاح الميثان بالبخار والأكسدة الجزئية للميثان في مفاعل واحد.

تتضمن العملية تفاعل الميثان مع الأكسجين وبخار الماء في وجود عامل محفز. تنتج هذه العملية الهيدروجين، وغاز التخليق (خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون)، وثاني أكسيد الكربون. ومثل SMR، يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون الناتج من إنتاج الهيدروجين .

الأكسدة الجزئية 

يمكن استخدام هذه الطريقة لتحويل المواد الهيدروكربونية الثقيلة (مثل مخلفات التكرير) إلى هيدروجين، تتضمن الأكسدة الجزئية حرقًا غير كامل للمادة الخام بكمية محدودة من الأكسجين.

تنتج هذه العملية غاز التخليق، أول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد الكربون. ويتم بعد ذلك احتجاز ثاني أكسيد الكربون.

تغويز الفحم 

يُستخدم تغويز الفحم في الدول التي تعتمد بشكل كبير على الفحم، مثل الصين. يتم تغويز الفحم لإنتاج غاز التخليق، الذي يحتوي على الهيدروجين وأول أكسيد الكربون، ثم يتم بعد ذلك تحويل أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون لإنتاج المزيد من الهيدروجين، ثم يتم احتجاز ثاني أكسيد الكربون الناتج>

احتجاز وتخزين الكربون 

يُعد احتجاز وتخزين الكربون العنصر الأساسي الذي يميز إنتاج الهيدروجين الأزرق عن الهيدروجين الرمادي. بعد إنتاج الهيدروجين من الوقود الأحفوري، تُستخدم تقنيات احتجاز الكربون لفصل ثاني أكسيد الكربون عن تيار الغاز. ثم يتم حقن ثاني أكسيد الكربون الملتقط بأمان في تشكيلات جيولوجية عميقة تحت الأرض، مثل مكامن النفط والغاز المستنفدة أو طبقات المياه المالحة.

دور الهيدروجين الأزرق في مرحلة الانتقال الطاقي

يسهم الهيدروجين الأزرق في بناء نظام طاقة مستدام يحد من التلوث ويحفظ الموارد الطبيعية للأجيال القادمة. يُعدّ حلًا انتقاليًا واعدًا في سعينا نحو اقتصاد خالٍ من الكربون.

تعزيز أمن الطاقة

 يقلل تنويع مصادر الطاقة من الاعتماد على عدد محدود من الدول المنتجة للوقود الأحفوري، مما يعزز الاستقلالية الطاقوية للدول ويحد من تقلبات الأسعار. بالنسبة للدول التي تمتلك احتياطيات وافرة من الغاز الطبيعي، و يسهم دور الهيدروجين  في مرحلة الانتقال الطاقوي في تقليل الحاجة إلى استيراد النفط ومشتقاته، مما يدعم الاستقلال الطاقوي ويقلل من التعرض لتقلبات أسعار النفط العالمية.

مكافحة تغير المناخ 

يظهر دور الهيدروجين الأزرق في مرحلة الانتقال الطاقوي في تقليل البصمة الكربونية من خلال خفض الانبعاثات الناتجة عن إنتاجه مقارنة بالهيدروجين الرمادي (الذي يُنتج من الوقود الأحفوري دون احتجاز الكربون). هذا يجعله بديلاً “أقل تلويثًا” من الهيدروجين الرمادي.

التنمية الاقتصادية وخلق فرص العمل

• جذب الاستثمارات .
• تنشيط الصناعات القائمة المرتبطة بة .
• تصدير الهيدروجين ومشتقاته.
• تطوير التكنولوجيا والابتكار .
• زيادة الإيرادات الضريبية .
• خلق فرص عمل جديدة .

تحسين الصحة العامة

يساهم التحول إلى مصادر طاقة أنظف في تقليل تلوث الهواء الناتج عن حرق الوقود الأحفوري، مما يؤدي إلى تحسين الصحة العامة وتخفيض معدلات الإصابة بالأمراض التنفسية.

الاستفادة من البنية التحتية للغاز الطبيعي

يمكن أن يستفيد إنتاج الهيدروجين الأزرق من البنية التحتية القائمة للغاز الطبيعي، مما يقلل من الحاجة إلى استثمارات هائلة في بنية تحتية جديدة.

التكلفة التنافسية

 يُعتبر دور الهيدروجين في مرحلة الانتقال الطاقوي مثاليًا وأكثر تنافسية من حيث التكلفة مقارنة بالهيدروجين الأخضر، خاصة في المناطق التي يتوفر فيها الغاز الطبيعي بأسعار معقولة وتتوفر فيها مواقع مناسبة لاحتجاز الكربون وتخزينه.

إمداد الصناعات كثيفة الاستهلاك للطاقة

 يمكن للهيدروجين أن يلعب دورًا حيويًا في إزالة الكربون من الصناعات التي يصعب فيها التحول الكامل إلى الكهرباء المتجددة، مثل تكرير النفط، صناعة الصلب، وإنتاج الأمونيا والمواد الكيميائية.

وقود وسيط للانتقال الطاقي

الهيدروجين الأزرق جسرًا أو وقودًا وسيطًا في مرحلة الانتقال الطاقوي، حيث يمهد الطريق لتطوير تقنيات الهيدروجين الأخضر وتوسيع نطاقها في المستقبل.

دور الهيدروجين الأزرق في التحول نحو الطاقة النظيفة

يُنتج الهيدروجين من الغاز الطبيعي، ويتم ذلك عادةً من خلال عملية إصلاح الميثان بالبخار (SMR) أو الإصلاح الحراري التلقائي (ATR). توضح العناصر التالية دور الهيدروجين في التحول نحو الطاقة النظيفة:

خفض الانبعاثات الكربونية على المديين القصير والمتوسط

تعتمد عملية إنتاج الهيدروجين  على الوقود الأحفوري، إلا أن تقنية احتجاز وتخزين الكربون (CCUS) تقلل بشكل كبير من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. يُقدر أن الهيدروجين يمكن أن يقلل الانبعاثات بنسبة 60% إلى 70%.

الاستخدام في الصناعات صعبة التخفيف

 يُعد الهيدروجين الأزرق ذا أهمية خاصة للصناعات الثقيلة التي يصعب عليها إزالة الكربون، ويقلل من انبعاثاتها، ومن هنا يتجلى دور الهيدروجين في التحول نحو الطاقة النظيفة:

• تكرير المنتجات البترولية .
• صناعة الحديد والصلب .
• إنتاج الأمونيا والأسمدة .
• التدفئة الصناعية والعمليات الحرارية.

جسر انتقالي لاقتصاد الهيدروجين

 يمثل الهيدروجين الازرق حلًا واقعيًا على المديين القصير والمتوسط لدفع عجلة التحول الطاقوي، خاصةً في ظل التحديات التي تواجه التوسع السريع في إنتاج الهيدروجين الأخضر (الذي يعتمد بالكامل على الطاقة المتجددة).

الاستفادة من البنية التحتية الحالية للغاز الطبيعي

يعتمد إنتاج الهيدروجين على الغاز الطبيعي، مما يمنح الدول التي تمتلك بنية تحتية متطورة لشبكات الغاز ميزة تنافسية في هذا المجال.

قابلية التوسع والجدوى الاقتصادية

 يُعتبر الهيدروجين الأزرق غالبًا أكثر جدوى اقتصادية وأسهل في التوسع من الهيدروجين الأخضر، لا سيما في المناطق الغنية بالغاز الطبيعي. هذا يجعله خيارًا جذابًا للاستثمار على المدى القريب.

المعوقات التي تواجه الهيدروجين الأزرق في التحول للطاقة النظيفة

الانبعاثات المتبقية وتسرب الميثان

يُستخدم الهيدروجين ، الذي ينتج بالاعتماد على الغاز الطبيعي، تقنيات احتجاز الكربون، لكنه لا يخلو تمامًا من الانبعاثات. يكمن التحدي في أن الغاز الطبيعي يحتوي على الميثان، وهو غاز دفيء قوي يمكن أن يتسرب أثناء استخراجه ونقله.

تكلفة الإنتاج

 على الرغم من أنه أرخص حاليًا من الهيدروجين الأخضر، إلا أن تكلفة إنتاج الهيدروجين الأزرق أعلى من الهيدروجين الرمادي (المنتج من الوقود الأحفوري بدون احتجاز الكربون) بسبب التكاليف الإضافية المرتبطة بتقنيات احتجاز وتخزين الكربون.

الاعتماد على الوقود الأحفوري

 يعتمد الهيدروجين الأزرق بشكل أساسي على الغاز الطبيعي، وهو مورد أحفوري محدود. هذا يتعارض مع الهدف الأسمى للتحول الكامل إلى مصادر الطاقة المتجددة.

احتجاز وتخزين الكربون (CCS)

 لا تزال تقنيات CCS تواجه تحديات تتعلق بالتكلفة، وحجم التخزين، والمخاطر المحتملة للتسرب على المدى الطويل، والحاجة إلى استثمارات أولية كبيرة .

المنافسة مع الهيدروجين الأخضر

يواجه الهيدروجين الأزرق منافسة متزايدة من الهيدروجين الأخضر. مع التطور السريع في تقنيات الطاقة المتجددة وانخفاض تكلفتها، يُعتبر الهيدروجين الأخضر بديلًا أكثر استدامة وصداقة للبيئة.

استهلاك المياه

 تتطلب عملية إنتاج الهيدروجين الأزرق كميات كبيرة من المياه، مما قد يشكل تحديًا في المناطق التي تعاني من ندرة المياه.

مشروعات الهيدروجين الأزرق عالميًا

تتصدر الولايات المتحدة، أوروبا، آسيا، ومنطقة الشرق الأوسط جهود تطوير مشروعات الهيدروجين الأخضر والازرق عالميًا.

أهم الدول الرائدة في مشروعات الهيدروجين الأزرق 

• الولايات المتحدة الأمريكية: تُعتبر الولايات المتحدة رائدة عالميًا في إنتاج مشروعات الهيدروجين ، مستفيدة من مواردها الوفيرة من الغاز الطبيعي وريادتها التكنولوجية في احتجاز الكربون وتخزينه. من أبرز المشروعات:

  • مشروع إكسون موبيل في باي تاون، تكساس .
  • مشروع Air Products في لويزيانا و تعتبر أمريكا الشمالية من أكبر المناطق المنتجة لمشروعات الهيدروجين عالميًا، بإجمالي إنتاج يصل إلى 2091.6 كيلوطن.

• كندا: تركز كندا بشكل كبير على مقاطعة ألبرتا، الغنية بالغاز الطبيعي وتوفر مواقع تخزين ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض، في تطوير مشروعات الهيدروجين الأزرق عالميًا. تُعد المنطقة الصناعية في إدمونتون (ألبرتا) مركزًا حيويًا لتطوير الهيدروجين.

• الصين: تحتل آسيا المرتبة الثالثة من حيث إنتاج مشروعات الهيدروجين الأزرق عالميًا بإنتاج يصل إلى 1929.7 كيلوطن. من أبرز المشروعات:

  • مشروع احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه البحري .
  • مشاريع في قطاع الصلب والبتروكيماويات .
  • مشروع شيانغتشينغ .

• المملكة المتحدة: تعطي المملكة المتحدة أولوية لنمو مشروعات الهيدروجين الأزرق عالميًا كجزء من خطتها المكونة من عشر نقاط لتحقيق أهدافها الصفرية الصافية من الانبعاثات.

• النمسا: قامت RAG Austria بتشغيل ما تسميه “أول مرفق لتخزين الهيدروجين بنسبة 100% في خزان مسامي تحت الأرض” في العالم، مما يدعم مستقبل مشروعات الهيدروجين الأزرق عالميًا.

مشروعات الهيدروجين الأزرق في الشرق الأوسط

تشهد مشروعات الهيدروجين الأزرق في الشرق الأوسط تزايدًا ملحوظًا لما تتمتع به المنطقة من احتياطيات ضخمة من الغاز الطبيعي. ويعد الشرق الأوسط الثالث عالميًا في 2023 وذلك حسب تقرير لوحدة أبحاث الطاقة.

أهم الدول الرائدة في مشروعات الهيدروجين الأزرق في الشرق الأوسط

1. المملكة العربية السعودية: تلعب شركة أرامكو السعودية دورًا محوريًا في مشروعات الهيدروجين الأزرق في الشرق الأوسط، حيث قامت أرامكو بالاستحواذ على حصة 50% في شركة “الهيدروجين الأزرق للغازات الصناعية” التابعة لشركة إير برودكتس بقدرة، ومقرها الجبيل.

2. الإمارات العربية المتحدة: قامت دولة الإمارات بوضع الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين التي تهدف إلى إنتاج 1.4 مليون طن متري سنويًا من مشروعات الهيدروجين منخفضة الانبعاثات بحلول عام 2031 (منها 0.4 مليون طن متري .

3. مصر: تكتسب مشروعات الهيدروجين الأزرق في الشرق الأوسط أهمية كبرى كونها حجر الزاوية في مساعيها للتحول نحو مصادر الطاقة المتجددة. ويُتماشى هذا التوجه مع رؤية مصر 2030 الطموحة. تحتل مصر الترتيب الأول عربيًا في مشروعات الهيدروجين حسب عدد المشروعات المعلنة أو المخطط تنفيذها من عام 2021 وحتى عام 2023.

• وقعت شركة إيجاس مذكرة تفاهم مع شركة “Wintershall Dea” الألمانية للاستكشاف والإنتاج للقيام بدراسات جدوى فنية لإنتاج الهيدروجين الأزرق والفيروزي.
• وقعت شركة “إيني” الإيطالية اتفاقية مع الشركة المصرية القابضة للغازات الطبيعية لتقييم الجدوى الفنية والتجارية لمشاريع إنتاج الهيدروجين  من خلال تخزين ثاني أكسيد الكربون في حقول الغاز الطبيعي المستنفدة.
• تم اختيار تقنية شركة “كيه بي آر” الأميركية (KBR) لإنتاج الأمونيا الزرقاء في أحد المشاريع، ويتضمن بناء محطة بقدرة 3 آلاف طن يوميًا .

4. سلطنة عمان: مشروع الهيدروجين الأزرق والأمونيا (بلو هورايزونز) في المنطقة الاقتصادية الخاصة بالدقم مع شركة “كيه بي آر” لإنتاج الأمونيا بتكلفة تنافسية ومنخفضة الكربون. وهناك مشروع آخر مع شركة “شل” لمشروع الهيدروجين  في سلطنة عمان، مما يعكس التزام السلطنة بتحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050.

5. قطر: تخطط قطر لبناء أكبر مصنع للأمونيا الزرقاء في العالم، والمتوقع أن يبدأ تشغيله بحلول عام 2026 لينتج 1.2 مليون طن سنويًا. تستفيد قطر من مكانتها كمنتج رئيسي للغاز الطبيعي لتطوير الهيدروجين الأزرق عبر عملية إصلاح الميثان بالبخار كما تدعم اتفاقية “قطر للطاقة” مع “تحالف الهيدروجين” الكوري.

6. العراق: من الدول العربية التي تمتلك مشروعات الهيدروجين الأزرق في الشرق الأوسط دولة العراق، من المقرر أن تنفذها شركة توتال إنرجي الفرنسية (TotalEnergies).

7. الجزائر: تدرس الجزائر إمكانية إنتاج الهيدروجين الأزرق بالاستفادة من خبرتها في الغاز الطبيعي ومشروعات احتجاز الكربون وتخزينه التي تستهدف خفض انبعاثات الغازات الدفيئة بنحو 120 ألف طن سنويًا من خلال مشاريع احتجاز الكربون وتخزينه التي تدعم إنتاج الهيدروجين .

الاستثمارات العالمية في الهيدروجين الأزرق

تبرز الاستثمارات العالمية في الهيدروجين الأزرق التي تجاوزت مرحلة اتخاذ القرار النهائي، حيث من المتوقع أن يعزز ذلك النمو المستقبلي لهذا القطاع بشكل كبير.

1. الولايات المتحدة الأمريكية: تُعد الولايات المتحدة من الدول الرائدة في إنتاج واستهلاك الهيدروجين، ولديها موارد وفيرة من الغاز الطبيعي وريادة تكنولوجية في احتجاز الكربون وتخزينه. تستعد الولايات المتحدة لقيادة سوق الهيدروجين .
2. كندا: وضعت كندا استراتيجية رسمية لإنتاج الهيدروجين، حيث ترى فيه عنصرًا أساسيًا لمعالجة مشكلة التغير المناخي وفرصة ضخمة لتحسين القدرة التنافسية التجارية. وأعلنت شركة “إير برودكتس” (Air Products) الأمريكية عن مشاريع ضخمة في مجال الهيدروجين .
3. الصين: تولي الصين اهتمامًا كبيرًا لمستقبل الهيدروجين،أطلقت الصين خطة تطوير الهيدروجين (2021-2035) وتستثمر في مشاريع احتجاز وتخزين الكربون .
4. السعودية: تخطط أرامكو السعودية لإنتاج 11 مليون طن من الأمونيا الزرقاء سنويًا بحلول عام 2030 واستحوذت أرامكو السعودية على حصة 50% في شركة “Blue Hydrogen Industrial Gases Company (BHIG)” .
5. سلطنة عمان: تحرز سلطنة عمان تقدمًا في مشاريع الهيدروجين الأزرق والأمونيا، وتسعى لتكون لاعبًا رئيسيًا في هذا السوق.
6. قطر: تعد من الدول التي لديها إمكانات كبيرة في إنتاج الهيدروجين الأزرق نظرًا لمواردها الغازية الوفيرة.
7. الإمارات العربية المتحدة: تسعى للاستحواذ على 25% من السوق العالمية للهيدروجين.
8. مصر: تُركز على 3 مشروعات لإنتاج الهيدروجين الأزرق ومشتقاته في مصر، بالإضافة إلى مشروعين لإنشاء محطات تموين للسفن بالهيدروجين، بحسب تقرير صادر عن منظمة أوابك.
9. المملكة المتحدة: خصصت الحكومة البريطانية ما يصل إلى 21.7 مليار جنيه إسترليني من التمويل على مدى 25 عامًا لدعم صناعة احتجاز الكربون، والتي تشمل مشروع “HyNet”.
10. ألمانيا: من الدول الرائدة في إنتاج الهيدروجين الأزرق وتعمل ألمانيا أيضًا على تطوير مشاريع الهيدروجين .
11. اليابان وكوريا الجنوبية: تستثمران بكثافة في تكنولوجيا الهيدروجين، لا سيما في المركبات التي تعمل بخلايا الوقود والبنية التحتية ذات الصلة.
12. الاتحاد الأوروبي: أطلق استراتيجيته للهيدروجين في عام 2020، ويسلط الضوء على دور الهيدروجين في جعل المنطقة أول قارة محايدة للمناخ، .

الهيدروجين الأزرق والاستدامة البيئية

يمثل الهيدروجين حلًا وسيطًا واعدًا على طريق التحول نحو اقتصاد طاقة مستدام وأكثر صداقة للبيئة، ونستعرض فيما يلي العوامل التي تدعم دور الهيدروجين الأزرق في تحقيق الاستدامة البيئية:

1. خفض الانبعاثات الكربونية: يساهم الهيدروجين الأزرق في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير مقارنة بالوقود الأحفوري التقليدي. يمكن لتقنيات احتجاز الكربون أن تلتقط ما بين 80% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

2. التحول الطاقي: يلعب الهيدروجين الأزرق دورًا حيويًا كجسر للتحول الطاقوي، حيث يمثل خيارًا انتقاليًا يمكن أن يساعد في خفض الانبعاثات الكربونية مع مواصلة الاعتماد على مصادر الطاقة الأحفورية في بعض القطاعات الصناعية.

3. تطوير البنية التحتية: يساهم إنتاج الهيدروجين الأزرق في تطوير البنية التحتية للطاقة، خاصة في المناطق التي لديها مصادر وفيرة من الغاز الطبيعي و يُعد حاليًا خيارًا أكثر تنافسية من حيث التكلفة مقارنة بنظيره الأخضر.

4. تخزين ونقل الطاقة: يمكن استخدام الهيدروجين الأزرق لتخزين الطاقة المنتجة من مصادر متجددة متقطعة (مثل الشمس والرياح)، ونقلها إلى أماكن الاستهلاك. هذا يعني أنه يمكن استخدامه لنقل الطاقة من مصدر إلى آخر، مثل الطاقة المتجددة، أو تخزين الطاقة.

5. دعم النمو الاقتصادي: يساهم الهيدروجين الأزرق بشكل كبير في النمو الاقتصادي. و يخلق فرص عمل جديدة ويزيد الإيرادات الضريبية، مما يعكس السير في الطريق الصحيح من خلال إنشاء برامج واضحة المعالم.

فيديو .. الهيدروجين الأزرق.. ما لا تعرفه عن مصدر الطاقة الأكثر صداقة للبيئة؟

تحديات إنتاج الهيدروجين الأزرق

1. تقنية احتجاز الكربون (CCS): لا تزال هذه التقنية مكلفة وغير ناضجة بالكامل، وتواجه تحديات في الكفاءة وفي إيجاد مواقع آمنة وطويلة الأمد لتخزين الكربون. على الرغم من ادعاءات البعض بإمكانية التقاط أكثر من 90% من انبعاثات الكربون الناتجة عن إنتاج الهيدروجين .

2. انبعاثات الميثان: يُعتبر الغاز الطبيعي، المادة الخام الأساسية لإنتاج الهيدروجين الأزرق، مكونًا رئيسيًا من الميثان، وهو غاز دفيئة أقوى بكثير من ثاني أكسيد الكربون على المدى القصير.

3. تكلفة الإنتاج المرتفعة: تواجه عملية إنتاج الهيدروجين الأزرق تكاليف مرتفعة. تشمل هذه التكاليف أسعار الغاز الطبيعي المتقلبة، بالإضافة إلى التكاليف المرتبطة بتقنيات احتجاز الكربون وتخزينه التي لا تزال مرتفعة.

4. الاعتماد على الغاز الطبيعي: يعتمد الهيدروجين الأزرق على الغاز الطبيعي كمادة خام، مما يجعله عرضة لتقلبات أسعار الغاز الطبيعي والاعتماد على موارد غير متجددة. كما يتطلب كميات كبيرة من الطاقة.

5. المنافسة المتزايدة من الهيدروجين الأخضر: يواجه الهيدروجين الأزرق منافسة متزايدة من الهيدروجين الأخضر. مع التطور السريع لتقنيات الطاقة المتجددة وانخفاض تكلفتها، يُعتبر الهيدروجين الأخضر بديلًا أكثر استدامة وصداقة للبيئة.

اقتصاديات الهيدروجين الأزرق

يلعب الهيدروجين الأزرق دورًا متزايد الأهمية في جهود إزالة الكربون العالمية، إلا أن تحقيقه على نطاق واسع يواجه عددًا من التحديات والفرص الاقتصادية التي تستحق الدراسة المتعمقة.

1. عملية الإنتاج والتكاليف: تواجه اقتصاديات الهيدروجين  كونه قطاعًا ناشئًا، تكاليف أولية مرتفعة تتعلق ببناء البنية التحتية، وتوسيع نطاق الإنتاج، وتحقيق الانتشار في السوق. بدون حوافز مستهدفة، تتأثر التكلفة بعدة عوامل رئيسية، منها:

• • سعر الغاز الطبيعي .
  • كفاءة عملية تحويل الغاز .
  • تكلفة تقنيات احتجاز الكربون وتخزينه واستخدامه .

2. الجدوى والفرص الاقتصادية: تتمثل التحديات الاقتصادية الرئيسية لاقتصاديات الهيدروجين الأزرق في الحاجة إلى استثمارات رأسمالية ضخمة في البنية التحتية لاحتجاز الكربون ونقله وتخزينه. كما أن كفاءة احتجاز الكربون، التي تتراوح حاليًا بين 80% و 95%، تعني بقاء جزء من الانبعاثات.

3. الخطط المستقبلية والاستثمارات: تُستمد تقديرات القدرة الإنتاجية المستقبلية لـ الهيدروجين الأزرق التي أجراها مختبر تكنولوجيا الطاقة الوطني (NETL) إلى أن تكلفة الإنتاج تتراوح بين 1.5 إلى 3 دولارات للكيلوغرام، مع إضافة تقنيات CCUS التي تزيد التكلفة الإجمالية بين 20% و 50%.

4. عوائد اقتصاديات الهيدروجين الأزرق: يوفر الاستثمار في الهيدروجين الأزرق العديد من العوائد الاقتصادية الهامة:

• • خلق فرص العمل .
  • دعم الصناعات الثقيلة .
  • تعزيز أمن الطاقة واستقرار الأسواق .
  • مرونة البنية التحتية وانخفاض تكاليف الانتقال .
  • فرص التصدير والريادة العالمية .
  • المساهمة في إزالة الكربون من الاقتصاد.

مميزات الهيدروجين الأزرق

تكتسب مميزات الهيدروجين زخمًا كبيرًا كوقود مستقبلي مدعومًا بعوامل متعددة. سنسلط الضوء في هذا المقال على هذه المميزات بالتفصيل:

1. خفض الانبعاثات الكربونية: تُعد هذه الميزة الأبرز لإطلاق ثاني أكسيد الكربون الناتج عن عملية إصلاح الميثان بالبخار (SMR) في الغلاف الجوي، يتم احتجازه وتخزينه تحت الأرض في تشكيلات جيولوجية آمنة، أو إعادة استخدامه في تطبيقات صناعية أخرى.

2. التكلفة التنافسية وتوافر الغاز الطبيعي: يعتمد إنتاج الهيدروجين الأزرق على الغاز الطبيعي مع تطبيق تقنية احتجاز وتخزين الكربون (CCS). و التكلفة المنخفضة نسبيًا؛ حيث تبلغ في المتوسط 1.5 يورو لكل كيلوغرام.

3. الاستفادة من البنية التحتية القائمة للغاز الطبيعي: يمكن  الاستفادة من شبكات الغاز الطبيعي وخطوط الأنابيب ومرافق المعالجة الموجودة بالفعل. هذا يقلل بشكل كبير من تكاليف الاستثمار الأولية ووقت التنفيذ اللازم لعمليات الإنتاج على نطاق واسع.

4. توفير مصدر طاقة موثوق ومستقر: يمكن إنتاج الهيدروجين الأزرق طالما يتوفر الغاز الطبيعي، مما يوفر مصدرًا ثابتًا وموثوقًا للطاقة.

5. دعم إزالة الكربون في الصناعات “صعبة الخفض”: يلعب الهيدروجين  دورًا حيويًا في إزالة الكربون من القطاعات الصناعية التي يصعب فيها التحول الكامل إلى الكهرباء المباشرة. وتشمل هذه الصناعات إنتاج الصلب، والإسمنت، والأمونيا، وتكرير النفط .

6. جسر نحو الهيدروجين الأخضر: يُنظر إلى الهيدروجين الأزرق كجسر تكنولوجي مهم نحو التوسع في إنتاج الهيدروجين الأخضر (الناتج عن التحليل الكهربائي للماء باستخدام الطاقة المتجددة)، حيث يسمح بتطوير الخبرات والبنية التحتية اللازمة. هذا الدور الانتقالي

7. تعزيز أمن الطاقة: بالنسبة للدول التي تمتلك احتياطيات وفيرة من الغاز الطبيعي، يساهم الهيدروجين  في تعزيز الاستقلال الطاقوي وتقليل الاعتماد على استيراد الوقود الأحفوري الآخر، مما يقلل من التعرض لتقلبات الأسعار العالمية.

8. فرص التنمية الاقتصادية وخلق فرص العمل: يتطلب تطوير ونشر الهيدروجين  استثمارات في البحث والتطوير، وبناء وتشغيل المنشآت، وصيانة البنية التحتية، مما يخلق فرص عمل جديدة ويدعم النمو الاقتصادي في القطاعات ذات الصلة.

9. البحث والتطوير المستمر: يساهم استمرار تطوير تقنية احتجاز وتخزين الكربون من خلال دعم وتمويل البحث والتطوير في خفض تكلفتها، ومن ثم يمكن بناء سوق تجاري للهيدروجين بأسعار تنافسية.

استخدامات الهيدروجين الأزرق

يُعدّ الهيدروجين  خيارًا واعدًا لمصادر الطاقة النظيفة لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة. فيما يلي أبرز استخدامات الهيدروجين الأزرق:

1. وقود في مختلف القطاعات ووسائل النقل: تتعدد استخدامات الهيدروجين كوقود لتشغيل المركبات الثقيلة مثل السفن والطائرات والمعدات العسكرية، كما يُستخدم في تشغيل مرافق توليد الطاقة الكهربائية والتدفئة.

2. تخزين ونقل الطاقة: من أبرز استخداماتة كونه وسيلة فعالة لتخزين الطاقة. يمكن لشركات إنتاج الطاقة الكهربائية تخزين الطاقة المستمدة من المصادر المتجددة في الهيدروجين، ثم تصديره إلى البلدان التي تفتقر إلى هذه المصادر.

3. تخفيض الانبعاثات الكربونية: يظهر دور الهيدروجين في مرحلة الانتقال الطاقي بوضوح من خلال قدرته على تقليل البصمة الكربونية.

4. الصناعات الثقيلة وصناعة الصلب: تُعدّ استخدامات الهيدروجين  في الصناعات الثقيلة واعدة للغاية، حيث يمكن استخدامه كبديل للفحم في أفران الصهر لإنتاج “الصلب الأخضر”. كما يلعب دورًا حيويًا في إزالة الكربون من الصناعات التي يصعب فيها التحول الكامل إلى الكهرباء المتجددة.

5. إنتاج الأمونيا الزرقاء: من بين استخدامات كونه مكونًا أساسيًا في إنتاج الأمونيا، والتي تُستخدم بدورها في إنتاج الأسمدة النيتروجينية الاصطناعية والعديد من الصناعات الكيميائية.

6. إنتاج الميثانول الأزرق: تُبرز استخدامات الهيدروجين الأزرق في قطاع الكيمياء أهمية خاصة، فهو يُستخدم في إنتاج الميثانول، حيث يتفاعل مع أول أكسيد الكربون لإنتاج المادة الخام الكيميائية. يمكن تقليل الانبعاثات عن طريق استبدال الهيدروجين النظيف في عملية الهدرجة.

7. تكرير النفط: يُعدّ استخدام الهيدروجين في تكرير النفط مجالًا آخر يمكن فيه للهيدروجين النظيف أن يقلل من انبعاثات الكربون، وهي من استخدامات الهيدروجين الأزرق الواعدة. يُعدّ استخدام النفط أساسيًا للاقتصاد العالمي.

8. تعزيز أمن الطاقة: من ضمن استخدامات الهيدروجين  المساهمة في تنويع مصادر الطاقة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري التقليدي، مما يعزز أمن الطاقة للدول.

9. التنمية الاقتصادية: الاستثمار في مشاريع الهيدروجين  يدعم التنمية الاقتصادية و يلعب الهيدروجين دورًا مهمًا في التنمية الاقتصادية من خلال تعزيز أمن الطاقة، وخلق فرص عمل، وخفض الانبعاثات.

مستقبل الهيدروجين الأزرق

هناك عدد من العوامل تشير إلى مستقبل الهيدروجين المشرق كركيزة أساسية في تلبية احتياجات الطاقة المتزايدة ودوره الهام في مستقبل الطاقة المستدامة كالتالي:

1. الهيدروجين الأزرق عنصر أساسي في التحول الطاقي: يُعتبر الهيدروجين جسرًا محتملًا نحو اقتصاد الهيدروجين النظيف. يساهم في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة بشكل كبير مقارنة بالهيدروجين الرمادي، مما يدعم جهود مكافحة تغير المناخ، وتعزيز أمن الطاقة .

2. توقعات نمو الطلب على الهيدروجين الأزرق: من المتوقع أن يشهد سوق الهيدروجين  نموًا ملحوظًا في السنوات القادمة، مدفوعًا بعدة عوامل رئيسية:

   • السياسات الحكومية الداعمة .
   • الوعي العالمي المتزايد .
   • الاستثمارات الضخمة .
   • التطورات التكنولوجية المستمرة .

3. الهيدروجين الأزرق والطاقة المستدامة: يمر قطاع الطاقة بمرحلة انتقالية حاسمة، مع التركيز المتزايد على مصادر الطاقة النظيفة والتقنيات التي تقلل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتُسهم في مستقبل أكثر استدامة.

4. تسريع إزالة الكربون وزيادة الطلب على الهيدروجين الأزرق: “تسريع إزالة الكربون” (AEDS)، الذي جرى تطويره في إطار الإصدار السابع من توقعات الغاز العالمية الصادرة عن منتدى الدول المصدرة للغاز، يقدم رؤى قيّمة بشأن مستقبل الهيدروجين بصفته موجهًا للطاقة، مع توقعات بزيادة الطلب

5. انخفاض تكلفة إنتاج الهيدروجين الأزرق: يُقدر في الوقت الحالي متوسط تكلفة إنتاج الهيدروجين الأزرق بنحو 1.5 دولارًا إلى 3 دولارات لكل كيلوغرام، في حين أن تكلفة الهيدروجين الأخضر أعلى، تتراوح من 3 دولارات إلى 6 دولارات للكيلوغرام.

يمثل الهيدروجين ، بصفته خطوة انتقالية حاسمة، محطة مهمة على طريق سعي البشرية نحو استدامة الطاق و يوفر الهيدروجين حلاً واقعيًا وقابلًا للتطبيق على المدى القريب مع رؤية واضحة للمستقبل، سيضمن أن الهيدروجين الأزرق لا يمثل مجرد حل مؤقت، بل جسرًا متينًا وفعالًا يعبر بنا نحو مستقبل طاقوي أكثر استدامة ونظافة، مما يقلل من اعتمادنا على الوقود الأحفوري ويحمي كوكبنا للأجيال القادمة.

مراجع : 

• التوجة نحو الهيدروجين ومستقبل منخفض الكربون – aramco
• استخدام الهيدروجين النظيف – fchea
• الهيدروجين الأزرق والأخضرتطورات محتملة – منظمة الإسكوا
• مستقبل الهيدروجين –  وكالة الطاقة الدولية 
• التوجة نحو الهيدروجين ومستقبل منخفض الكربون – أرامكو 

أقرأ ايضا :

• إنتاج الهيدروجين الأزرق .. 5 طرق شائعة عالميًّا
• 5 عوامل توضح دور الهيدروجين الأزرق في التحول نحو الطاقة النظيفة
• 8 نقاط تسلط الضوء على دور الهيدروجين الأزرق في مرحلة الانتقال الطاقي
• مشروعات الهيدروجين الأزرق عالميًا .. 8 دول تُشَكل اقتصاد الطاقة المتجددة
• مشروعات الهيدروجين الأزرق في الشرق الأوسط ..7 دول عربية في المقدمة
• الاستثمارات العالمية في الهيدروجين الأزرق تتجاوز 20 مليار دولار في 2023
• تحديات إنتاج الهيدروجين الأزرق .. 5 عقبات تواجه مسار الطاقة النظيفة
• استخدامات الهيدروجين الأزرق .. 7 مجالات رئيسية لمستقبل مستدام
• الهيدروجين الأزرق والاستدامة البيئية .. 5 عوامل نحو مسار الطاقة النظيفة
• مميزات الهيدروجين الأزرق .. 9 عناصر تجعله وقود المستقبل

• 5 عوامل ترسم ملامح مستقبل الهيدروجين الأزرق في قطاع الطاقة