Flor Lucia De la Cruz

مع بدء تداخل ألوان قوس قزح الهيدروجيني، لن يكون الاختيار بين الهيدروجين الأخضر والأزرق بسيطًا. ومع ذلك، يبدو أن الهيدروجين الأخضر سيكون الفائز. يُصنع الهيدروجين الأخضر من الماء باستخدام أجهزة التحليل الكهربائي التي تعمل بالطاقة المتجددة، ويقدم إمكانية الحصول على هيدروجين خالٍ من الانبعاثات. إنه مكلف اليوم، ولكن من المتوقع أن تجعل الابتكارات وزيادة الإنتاج هذا النوع من الطاقة تنافسيًا بحلول أوائل الثلاثينيات من القرن الحالي.

بما أن الهيدروجين البني يُصنع من الفحم، والهيدروجين الرمادي والأزرق يُصنع من الغاز الطبيعي مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث، فإن الفكرة السائدة هي أن اللون الأخضر سيهيمن على خريطة ألوان إمداد الهيدروجين في المستقبل، متفوقًا على التكاليف وكثافة الكربون.

ولكن، هل الأمر واضح ومحسوم؟ حدد تقرير حديث من Wood Mackenzie أربعة عوامل تعقد صعود الهيدروجين الأخضر ويحتاج المطورون والمشترون المحتملون إلى الانتباه لها.

هناك درجات مختلفة من الهيدروجين الأخضر

أولًا، يتميز الهيدروجين الأخضر الحقيقي بكثافة كربونية منخفضة جدًا، تتراوح عادة بين صفر و0.5 كجم ثاني أكسيد الكربون المكافئ لكل كجم من الهيدروجين. وهذا أقل بعشرين مرة من الهيدروجين الأزرق، وخمسين مرة أقل من الهيدروجين الرمادي، ومئة مرة أقل من الهيدروجين البني. ومع ذلك، هذا الأداء المتميز للهيدروجين الأخضر ينطبق فقط عندما يتم إنتاجه باستخدام الطاقة المتجددة، كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح. وتقلبات هذه مصادر الطاقة تقلل بشكل كبير من كفاءة أجهزة التحليل الكهربائي المستخدمة في إنتاج الهيدروجين، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف.

الحل الذي يعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، هو توصيل جهاز التحليل الكهربائي بالشبكة المحلية أثناء فترات توقف الطاقة المتجددة لتعظيم استخدام جهاز التحليل الكهربائي. وهنا تكمن المشكلة. معظم الشبكات بعيدة كل البعد عن صفر الانبعاثات. لذا، فإن استخدام الطاقة من الشبكة سيزيد من كثافة الكربون للهيدروجين الأخضر المُنتج. ووفقًا لحساباتنا، يمكن أن تكون كثافة الكربون للهيدروجين المُنتج من الطاقة الكهربائية للشبكة بنسبة 100% أعلى حتى من الهيدروجين البني.

تؤدي تكنولوجيا جهاز التحليل الكهربائي دورًا أيضًا. وتهيمن الصين على القدرة الإنتاجية العالمية، لكن أجهزة التحليل الكهربائي القلوية المفضلة لديها تحتاج إلى حمل كهربائي مستمر للبقاء ضمن حدود الأمان، مما يؤدي حتمًا إلى زيادة الانبعاثات.

تكنولوجيا غشاء تبادل البروتون (PEM)، التي يفضلها مصنعو المعدات الأصلية (OEMs) في الغرب، تتيح للمطورين مطابقة إنتاج الهيدروجين مع توليد الطاقة المتجددة. القلق هنا، هو أننا قد ننتهي بسوق عالمية من طبقتين، حيث يدفع المصنعون الصينيون للمعدات الأصلية بأجهزة التحليل الكهربائي القلوية منخفضة التكلفة لكسب حصة في السوق في الدول التي تتمتع بقواعد أقل صرامة بشأن الانبعاثات.

قد تكون توافر اتفاقيات شراء الطاقة محدودة لمطوري الهيدروجين الأخضر

ثانيًا، يحاول واضعو السياسات وضع قواعد وحوافز لضمان أن جزيء الهيدروجين الأخضر الذي يدخل السوق هو فعلًا كما يُقال عنه. لقد وضع الاتحاد الأوروبي حدودًا صارمة على استخدام أجهزة التحليل الكهربائي المتصلة بالشبكة.

في الولايات المتحدة، تعتمد القواعد المتعلقة باستخدام الطاقة من الشبكة والطاقة المتجددة لأجهزة التحليل الكهربائي، والتي تحدد أهلية الحصول على ائتمانات ضريبية، على كثافة الكربون. وأسواق أخرى مثل اليابان وأستراليا والهند، متأخرة في هذا الجانب.

الخيار الواضح في أي سوق هو أن يقوم المطور بشراء طاقة خضراء بنسبة 100% من خلال اتفاقيات شراء الطاقة (PPAs). ومع ذلك، يجد المطورون أن اتفاقيات شراء الطاقة بالحجم والمدة المطلوبة ليست متوفرة اليوم في معظم أسواق الطاقة.

يجب أخذ الانبعاثات من نقل ومعالجة الهيدروجين في الاعتبار

ثالثًا، لا تقتصر الانبعاثات الناتجة عن الهيدروجين الأخضر على عملية الإنتاج فقط. سيتم إنتاج إمدادات الهيدروجين المستقبلية المتداولة عالميًا في الدول الغنية بالطاقة المتجددة، مثل السعودية وأستراليا، ثم تصديرها إلى مراكز الطلب الكبيرة في أوروبا وشمال آسيا. بمجرد أن يتم أخذ تحويل الهيدروجين وضغطه ونقله وإعادة تحويله في الحسبان، تصبح كثافة الانبعاثات لعبة كرة جديدة تمامًا.

لنقل الهيدروجين، الذي يتميز بكثافة منخفضة، بحرًا، يجب ضغطه أو تسييله، أو تحويله إلى مشتقات مثل الأمونيا أو الميثانول، التي تعد بالفعل من الشحنات الشائعة في التجارة البحرية. تشير تحليلاتنا إلى أن تخليق الأمونيا وشحنها وتكسيرها سيضيف من 20% إلى 25% إلى كثافة الانبعاثات لمعظم الهيدروجين الأخضر والأزرق المُصدر.

قد تعني معايير كثافة الكربون أن الوقت قد حان للتخلي عن “قوس قزح الهيدروجين”

رابعًا، تعقد القواعد المتعلقة بكثافة الكربون للشبكات وسلسلة قيمة النقل، الأمور بخصوص ما يشكل الهيدروجين الأقل كثافة كربونية. الرهان المؤكد هو الهيدروجين الأخضر المدعوم بنسبة 100% من الطاقة المتجددة، الذي يسجل أقل من سقف الاتحاد الأوروبي لكثافة الكربون، والذي يبلغ 3.4 كجم CO2 مكافئ لكل كجم H2. ومع ذلك، فإن هذا المعيار يتجاوز قدرات معظم المطورين، ولا يمكن سوى النرويج الغنية بالموارد المائية أن تضمن 100% من الطاقة المتجددة على نطاق واسع.

معظم مشاريع الهيدروجين الأخضر في الشرق الأوسط والولايات المتحدة وأستراليا، ستضطر على الأرجح إلى استخدام الشبكة المحلية لبعض الطاقة على الأقل. مع أخذ الأمونيا والشحن في الاعتبار، لن تتجاوز هذه المشاريع الهيدروجينية الخضراء العتبة الأوروبية فحسب، بل قد تكون لها كثافة كربونية مماثلة أو أعلى من مشاريع الهيدروجين الأزرق في نفس البلد.

يقدم الهيدروجين الكهربائي إمكانية لتوفير طاقة خضراء حقيقية. ولكن كما يظهر تقريرنا، سيكون طريق الوصول إلى انبعاثات صفرية طويلًا ومليئًا بالتحديات لصناعة الهيدروجين الأخضر الناشئة. ستؤثر الجهود المبذولة لتقليل كثافة الكربون عبر سلسلة القيمة في التكاليف وأهلية الحصول على الدعم الحكومي. يجب أن يكون البدء في زيادة الوصول إلى الطاقة المتجددة من خلال اتفاقيات شراء الطاقة الخضراء (PPAs)، نقطة الانطلاق.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات

المصدر: World Economic Forum