استخدامات الهيدروجين الأخضر: الصناعة والطاقة وحدود الانبعاثات

الخلاصة السريعة

يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر مادةً أولية للصناعة ووقودًا لإنتاج الكهرباء ووسيلةً لتخزين الطاقة. ويشير وصف «الأخضر» إلى إنتاجه بتحليل الماء كهربائيًا باستخدام طاقة متجددة، وليس إلى لون الغاز.^[1][2]

• يدخل الهيدروجين في إنتاج الأمونيا للأسمدة، وفي تكرير النفط؛ فبعض استعمالاته كيميائي لا يهدف إلى حرقه.^[3][4]
• الهيدروجين ناقل للطاقة؛ يمكن إنتاجه ثم تخزينه لاستعمال لاحق، ولا يمثل مصدرًا أوليًا للطاقة التي استُخدمت في إنتاجه.^[2]
• خلية الوقود تنتج الكهرباء بتفاعل كهروكيميائي؛ أما الاحتراق في الهواء فقد ينتج أكاسيد النيتروجين.^[4][5]
• تقييم الانبعاثات يشمل الكهرباء وتصنيع التجهيزات والنقل والتحويل، ولا تكفي ملاحظة انبعاثات نقطة الاستخدام وحدها.^[6]
• يتطلب استعمال الهيدروجين في تجهيزات الغاز القائمة تقييم توافق المواد وخصائص الاحتراق؛ فلا نفترض صلاحيتها له مباشرة.^[4]

مادة أولية للصناعة وإنتاج الأمونيا

توضح صناعة الأمونيا الفرق بين استعمال الهيدروجين مادةً أولية واستعماله وقودًا: يتحد الهيدروجين مع النيتروجين لإنتاج الأمونيا المرتبطة بصناعة الأسمدة.^[3]

ويُستعمل الهيدروجين أيضًا في تكرير النفط لتقليل محتوى الوقود من الكبريت. هذه تطبيقات للهيدروجين عمومًا؛ ووصفه بالأخضر يتعلق بمسار إنتاجه، فلا تتحول كل المنشآت التي تستخدمه تلقائيًا إلى منشآت تعمل بهيدروجين أخضر.^[4][1]

ناقل للطاقة: تخزين ثم استخدام

يمكن تحويل طاقة من مصادر أخرى إلى هيدروجين، ثم حفظه ونقله وإيصال تلك الطاقة عند الحاجة. لذلك ينبغي السؤال عن الطاقة التي دخلت إلى عملية إنتاجه قبل النظر إلى الوقود الناتج.^[2]

وعند استخدام الهيدروجين في خلية وقود، يجري تفاعل كهروكيميائي مع الأكسجين ينتج الكهرباء والماء والحرارة. ويمكن توجيه الكهرباء إلى تشغيل مركبة أو تغذية منشأة، وفق التطبيق وتجهيزاته.^[4]

هذا المسار يختلف عن الاحتراق لإنتاج الحرارة أو الكهرباء. كما أن استخدام الهيدروجين في تجهيزات الغاز القائمة يتطلب تقييم توافق المواد وخصائص الاحتراق؛ فلا يعني وجود شبكة غاز أنها تصلح له مباشرة.^[4]

ماذا يعني انخفاض الانبعاثات؟

تختلف نواتج نقطة الاستخدام بحسب التقنية. فخلية الوقود التي تستخدم الهيدروجين مباشرة تختلف عن لهب يحرقه في الهواء؛ إذ قد تتكون أكاسيد النيتروجين في الاحتراق عالي الحرارة.^[5]

وتتأثر البصمة المناخية كذلك بالكهرباء اللازمة للإنتاج وبالانبعاثات المرتبطة بتصنيع معدات الطاقة المتجددة. كما أن تحويل الهيدروجين إلى ناقل للنقل يستهلك طاقة؛ لذا يلزم مقارنة دورة المسار كاملة، بدل وصف كل استعمال بأنه عديم الانبعاثات.^[6]