كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر
يعتبر الهيدروجين الأخضر هو الأكثر انتشارًا على ساحة الاقتصاد العالمي، فقد أعلنت الكثير من الدول عن مبادرات الهيدروجين الأخضر، وسوف نلقي نظرة عليه اليوم عبر المقال، وسنتعرف على كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر.
محتويات المقال
كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر
يعرف الهيدروجين الأخضر بهذا الاسم لأنه ينتج كهرباء خضراء، فهو صديق للبيئة، ولا ينتج عنه غازات دفيئة، وطرق استخراجه كالآتي:
أولًا: طريقة التحليل الكهربائي
حيث يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر من الماء، وذلك باتباع عملية تعرف باسم عملية التحليل الكهربائي، وتتم كالآتي:
- تحتوي جزيئات الماء على الهيدروجين، والأكسجين.
- وبناء على ذلك، فإنه يتم تكسير جزيئات الماء باستخدام التيار الكهربائي، والذي يمر عبر محلل كهربائي، لإنتاج غاز الهيدروجين الأخضر.
- وشرط أساسي لهذه العملية أن لكي يكون الهيدروجين أخضر أن تكون الكهرباء المستخدمة في عملية التحليل الكهربائي لا يوجد بها كربون.
- فالهيدروجين الأخضر، ينتج باستخدام الكهرباء الخضراء، والتي يتم إنتاجها من مصادر متجددة، كالماء، والشمس، والرياح.
ثانيًا: طريقة تسخين المواد العضوية
وهي طريقة لا يتم من خلالها إنتاج غاز الهيدروجين الأخضر بشكل مباشر، ولكن ينتج عنها غاز مركب، وذلك كما يلي:
- هذا الغاز المركب يتم استخلاص الهيدروجين الأخضر منه.
- وهذه الطريقة لا تزال قيد العمل، ولم يتم اعتمادها رسميًا، ولذلك فإن الطريقة الأكثر شيوعًا للاستخدام هي طريقة التحليل الكهربائي.
- وتسخين المواد العضوية يتم بناء على تسخين مواد كالخشب، أو بقايا المحاصيل الزراعية، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من النفايات.
- ويتم إضافة النفايات التي يدخل فيها الكربون ضمن مكوناتها بشكل أساسي، كالنفايات الصلبة، والبلاستيك، والإطارات القديمة.
- وكذلك النواتج الصلبة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي، وإعادة تدويرها.
شاهد أيضا: طريقة فصل مشتقات النفط
التحديات التي تقف أمام إنتاج الهيدروجين الأخضر
على الرغم من أن الهيدروجين الأخضر متعدد الاستخدامات، إلا أنه يواجه الكثير من التحديات لإنتاجه، وذلك كما يلي:
- ارتفاع تكاليف إنتاجه، وذلك نظرًا لارتفاع تكاليف إنتاج الطاقة المتجددة.
- قلة الكفاءة لتخزين الكهرباء اللازمة لتوليد الطاقة المتجددة.
- عدم توفر إمكانيات عالية، وفعالة لتخزين الهيدروجين الأخضر، وقلة كفاءة الظروف التي تحتاجها عملية التخزين له.
- قلة الطلب عليه في العالم.
- ارتفاع تكاليف تحليه المياه، والتي تستخدم في إنتاج الهيدروجين الأخضر.
استخدامات الهيدروجين الأخضر
بعد أن علمنا كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر، سنتعرف على استخداماته في النقاط التالية:
أولًا: يعمل كوقود لوسائل النقل
فهو يستخدم في تزويد السيارات، والحافلات بالوقود، باستخدام تقنية خلية الوقود، ويتم ذلك كالآتي:
- وسائل النقل التي تعتمد على هذه الطاقة تحمل خزان هيدروجين.
- ويتم اتصاله بخليه الوقود، وبالتالي توليد الكهرباء لمحرك السيارة.
ثانيًا: عمليات التصنيع
حيث يتم استخدام الهيدروجين في العديد من مجالات الصناعة المختلفة، وبشكل أساسي، وذلك كما يلي:
- حيث يتم إنتاج الأمونيا، والأسمدة من خلال الهيدروجين الأخضر.
- كما أنه يستخدم في قطاع الصناعات الكيميائية.
ثالثًا: الوقود والتدفئة للمنزل
حيث يتم بذل الكثير من الجهد، لتوفير المشاريع التي يتم من خلالها يتم الآتي:
- استبدال شبكات الغاز الطبيعي بشبكات غاز الهيدروجين الأخضر.
- وذلك لاستخدامها في الوقود المنزلي، وللتدفئة.
فوائد الهيدروجين الأخضر
هناك الكثير من الأشياء المفيدة التي يمنحها لنا الهيدروجين الأخضر، فيمكن حرقة في محطات الطاقة، وكذلك الآتي:
- يمكن إضافته إلى الغاز الطبيعي.
- ويمكنه تشغيل خلايا الوقود مباشرة في السفن والسيارات.
- كما أنه يمكن استخدامه لاستبدال الهيدروجين الصناعي، والذي يتم إنتاجه سنويًا من الغاز الطبيعي بمعدل 10 مليون طن متري.
- ويعتبر أحد الحلول التي يتم من خلالها التخلص من انبعاثات الكربون.
- يعتبر وقود المستقبل، والقائد الحقيقي للمرحلة الثانية من تحول الطاقة العالمية.
- يعتبر من العناصر الأكثر انتشارًا على الأرض، وبالتالي له الكثير من الإمكانيات الابتكارية، كاستخدامه في الوقود، وسائل التبريد، والكهرباء.
- يمكن نقله إلى الأماكن المتوفر فيها توليد الطاقة المتجددة، ويترتب عليه انخفاض أسعار الطاقة لأنه لا يحتوي على انبعاثات ملوثة.
- وتطبيق الهيدروجين الأخضر سيجعل عدد كبير من الشركات تستفيد اقتصاديًا منه، وستحظى على ازدهار اقتصادي كبير.
- وبدأت شركات النفط الكبرى تتنافس على مركز الصدارة لتطوير الهيدروجين الأخضر.
اقرأ أيضا: المراحل التي يمر بها النفط
تكلفة صناعة الهيدروجين الأخضر
يقال أن إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلفًا حتى اليوم، وأشارت التقارير إلى أن تكلفته تكون كالآتي:
- قدرت وكالة الطاقة الدولية تكلفة الهيدروجين الأخضر بما يتراوح ما بين 3 دولارات إلى 7.50 دولارات للكيلو منه.
- وخفض تكلفته تعتمد على خفض تكلفة المحلل الكهربائي، ولكن ذلك سوف يستغرق الكثير من الوقت.
- وأكدت وكالة الطاقة الدولية، أن تكاليف المحلل الكهربائي قد تنخفض إلى النصف بحلول عام 2040.
- وتحتاج دراسة الجدوى للهيدروجين الأخضر إلى كمية كبيرة من الكهرباء المتجددة الرخيصة، لأنه تم ضياع قدر كبير في التحليل الكهربائي.
كم يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر؟
يمثل إنتاج الهيدروجين حاليًا أقل من 1% من إجمالي الهيدروجين السنوي، ومن المتوقع الآتي:
- ازدهار إنتاج الهيدروجين الأخضر في السنوات القادمة، وذلك لأنه تضاعفت مشاريع المحلل الكهربائي للهيدروجين 3 مرات مؤخرًا.
- ومن المرجح زيادة متوسط أنظمة المحلل الكهربائي إلى 600 ميجاوات في عام 2027.
ما هي الدول التي تسعى لإنتاج المزيد من الهيدروجين الأخضر؟
أعلنت الكثير من الدول حول العالم، عن مبادراتها للهيدروجين الأخضر، ومن هذه الدول ما يلي:
- استراليا.
- فرنسا.
- الأسواق الناشئة كالهند، والبرازيل.
- وانضمت إلى تلك الأسواق مصر.
شاهد من هنا: كيف يتكون النفط الخام
وبذلك نكون قد قدمنا لكم من خلال موقعنا maqall.net كيفية استخراج الهيدروجين الأخضر، والذي أصبحت الدول تخطط لاستخدامه، والاسفادة منه لشبكة الطاقة الحالية، لتطويرها.