الهيدروجين هو ناقل طاقة متعدد الاستخدامات ومفيد. في نظر الكثيرين ، يمكن أن يواجه تحديات الطاقة المتعددة التي نواجهها كمجتمع نبحث عن طرق معنوية نحو مستقبل خالي من انبعاثات الكربون الصافية.
مفهوم ‘اقتصاد الهيدروجين’ – وصف واسع لإنتاج واستخدام الهيدروجين كبديل للوقود الأحفوري وللتخفيف من تغير المناخ – لتحقيق مثل هذه الأهداف قد مر عليه أكثر من مائة عام. ولكن يُعتقد أن إعادة صياغتها الحديثة بدأت في تقرير تقني لجامعة ميشيغان في 1970.
حاليًا تتراوح حالات الاستخدام من النقل البري إلى البتروكيماويات. على الرغم من أن حرق الهيدروجين لا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون ، إلا أن فعاليته كوقود خالٍ من الكربون تعتمد على العمليات المستخدمة لإنتاجه. وهذا هو السبب في أن الهيدروجين يُشار إليه في كثير من الأحيان بـ ‘رمادي’ ، ‘أزرق’ أو ‘أخضر’ تبعًا لكمية ثاني أكسيد الكربون المولد خلال إنتاجه.
معظم الهيدروجين المنتج حاليًا في جميع أنحاء العالم هو هيدروجين رمادي مصنوع من الغاز الطبيعي من خلال عملية تعرف بالتحليل الحراري للميثان (SMR). تأتي ثم هيدروجين أزرق، وهو نسخة منخفضة الكربون مصنوعة لا تزال باستخدام SMR ولكن مع التقاط وتخزين الكربون، وأخيرًا هناك الهيدروجين الأخضر الناتج عن تحليل الماء باستخدام الطاقة المتجددة.
ومع ذلك، فإن الهيدروجين الأزرق والأخضر لم يمثلا أكثر من 1 ٪ من الإنتاج العالمي في عام 2022، وفقًا للوكالة الدولية للطاقة. هذا يتطلب تغييرًا لكي يلعب الهيدروجين دورًا معنويًا في اقتصاد خالي من الانبعاثات صافية.
بشجاعة، تم الإعلان عن جهود سياسية وتنموية بارزة من قبل نحو 40 بلدًا خلال السنوات الخمس الماضية. بشكل عام، تتوقع الوكالة الدولية للطاقة 115 جيجاواط من قدرة وحدات تحليل الماء لإنتاج الهيدروجين الأخضر بحلول عام 2030.
ولكن من المرجح أن يكون هناك العديد من التحديات على الطريق. وفقًا لـ PwC، معظم المشاريع الحالية الخضراء للهيدروجين التي تقوم ببنائها وتشغيلها، على الرغم من زيادة القدرات، تكاد تكون في المرحلة شبه التجارية تمامًا وتحتوي على قدرات وحدات تحليل الماء المحدودة، وعادة تكون أقل من 50 ميغاواط.
ويُشير PwC، “إلى أن هناك مشاريع مقترحة تمتلك قدرات وحدات تحليل الماء أكبر، تتجاوز 100 ميغاواط، ولكن ذلك لا يزال صغيرًا مقارنة بمصانع إنتاج الهيدروجين الرمادي الحالية”. وليس فقط سعة توليد الهيدروجين الأخضر التي يجب مراعاتها بالاعتبار، بل يجب تعبئة الهيدروجين بالتكثيف أو الضغط، نقله عبر المركبات السطحية أو الأنابيب، تخزينه ونقله.
لذا، سيتطلب العقبات أو الفرص البنية تحتاج أيضًا إلى استثمارات ضخمة قبل أن يمكن للوقود تحقيق الإمكانية الكربونية الصافية للتستهلك أو الصناعي. ومن المتوقع أن تكون هذه المسألة قيد الفحص والتداول في قمة الهيدروجين الأمريكية المقرر عقدها في 11-12 يونيو في واشنطن دي.سي.، الولايات المتحدة.
الحدث – الذي تعاونت معه وزارة الطاقة الأمريكية ومن المتوقع حضور أكثر من 4000 ممثل من الدول الدولية – قد توفر نظرة عن الاستجابة العالمية لتحدٍ يتمثل في القدرة المحتملة على تلبية الطلب المتزايد على الهيدروجين في خطوة مع خفض التكاليف.
هذه الديناميكية السوقية أمر حاسم لضمان أن يكون بإمكان الهيدروجين التداول والنقل بكميات كافية لتحقيق فارق في خفض الانبعاثات الكربونية بحلول عام 2030.
وهناك واضحة الحاجة إلى التصرف الآن، وإذا كانت الهدف النهائي هو أن يلعب اقتصاد الهيدروجين دورًا محوريًا في تحقيق أهداف صافية صفرية لعام 2050 للدول والشركات على حد سواء. ومع ذلك، لا زال الجواب معلقًا حول أفضل طريقة لتحقيق هذا ووضع الهيدروجين الأخضر في قلب ذلك. تبقى التوقعات الحالية لحجم سوق إنتاج ودعم الهيدروجين الأخضر مثيرة، على سبيل المثال، لاحظ تقرير حديث من ديلويت أن “الدعم” المتزايد للهيدروجين الأخضر قد يرى أنه يتجاوز قيمة التجارة السائلة للغاز الطبيعي (LNG) بحلول عام 2030 ويزيد ليصل إلى 1.4 تريليون دولار سنويًا بحلول عام 2050.
تدفع هذا الدعم يدعمه حاليًا الإعلانات السياسية بشأن التحفيزات الضريبية والدعم المالي للهيدروجين الأخضر في أسواق رئيسية مثل الولايات المتحدة والمملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي والصين. قامت عدة دول في الشرق الأوسط بزيادة جهودها أيضًا. في سياق هذا، فإن قانون تخفيض التضخم الأمريكي الصادر في أغسطس 2022 يقدم العديد من الحوافز المالية لنشر التكنولوجيا الخضراء للهيدروجين وتكنولوجيا الخلايا الوقود.
وقد أنشأ الاتحاد الأوروبي بنكًا أوروبيًا للهيدروجين للاستثمار بينما حكومة المملكة المتحدة في طريقها لمنح عقود تصل إلى 250 ميغاواط من قدرة وحدات تحليل المياه لمجموعة متنوعة من المطورين الرئيسيين مثل فيليبس 66، بي بي، أوكتوبوس ريجنوبلز، اي دي اف انرجي و ماروبيني يوروباور.
وقد زادت المؤسسات المالية العالمية من جهودها في مجال تمويل وقود الهيدروجين الأخضر وتمويل مرافق التخزين في أمريكا اللاتينية (على سبيل المثال مبادرات البنك الدولي في البرازيل وشيلي وكولومبيا وكوستاريكا وباناما).في ظل الأمور الراهنة، هناك تلميحات واضحة عن تفاهم قطاع القطاع الخاص واعتقاد معقول بأن تعزيز اقتصاد الهيدروجين قد يترك للأسواق الحرة تقرر شكل الخليط الطاقة منخفضة الكربون أو صفر الكربون النهائي.
ولكن هذا أسهل قال من فعل. حاليًا، تُستخدم تسعة أعشار استخدام الهيدروجين العالمي فقط لبثين تطبيقات صناعية – إنتاج الميثانول لمانحي الوقود، تصنيع الأمونيا للأسمدة والمواد الكيماوية، وخفض محتوى الكبريت في الديزل من قبل المصافي. العديد من الصناعات التي يُفترض أنها مستخدمون محتملون ممكنين للهيدروجين الأخضر في عالم مستقبل محايد من الصفر، حاليًا لا تستخدم أيًا منه. تتطلب تغيير هذا الحجم، خصوصًا استخدام الهيدروجين الأخضر كمصدر حراري للصناعات، كميات هائلة من الاستثمار وإعادة تجهيز كامل لأنظمة الطاقة لتشغيلها بفعالية.
هذا يعني أن الضرائب أو الدعم المالي سيظلان ضروريان لجذب القطاع الخاص في العقد الحالي حيث تدخل السوق في مرحلة محورية. ولكن مزيج ديناميكي من التحفيزات الضريبية، والدعم المالي، واستثمار القطاع الخاص قد يدفع صناعة الهيدروجين الأخضر إلى أن تكون صناعة تتجاوز تريليون دولار بحلول نهاية العقد. وفي هذا الوقت يكون الروح التجارية الخاصة مستعدة لتولي الزمام في السوق.
