تقارير

الهيدروجين الأخضر.. بديل النفط النظيف يلقي بزمامه إلى بلاد العرب

 

يونس مسكين

مع تزايد الحديث عن بلوغ العصر النفطي لحظة ذروته وبداية أفوله، وفي الوقت الذي تشكله فيه هذه المصادر الطاقية المستخرجة من باطن الأرض أهم ثروات دول المنطقة العربية على مدى قرن مضى؛ بدأت ثورة طاقية جديدة تطل برأسها على العالم، جاعلة دول الشرق الأوسط وشمال إفريقيا مصدرها الأول، وهي الطاقة المتولدة عن الهيدروجين الأخضر.

يعتبر غاز الهيدروجين "النظيف" واحدا من عناوين مرحلة ما بعد النفط في الخليج العربي، فقد بدأت دول المنطقة تطوير مشاريع تمهّد لهذا الانتقال الاقتصادي-الطاقي.

 

ينتج الهيدروجين الأخضر من خلال تحليل كهربائي لجزيئات الماء، يؤدي إلى تفكيكها وفصل ذرات الهيدروجين عن ذرات الأوكسيجين. وتؤدي عملية التحليل الكهربائي للماء إلى الحصول على كل من الديوكسيجين (O2) وثنائي الهيدروجين (H2).

"مولد الماء".. غاز نظيف بلا لون ولا رائحة

تنحدر كلمة "هيدروجين" من أصل يوناني، وهي تعني "مولد الماء"، فقد أبانت الاكتشافات العلمية المبكرة أن الماء ينتج عن تفاعل الهيدروجين مع الأوكسيجين.

ويمتاز غاز ثنائي الهيدروجين بخفته الكبيرة، مما يجعله متحررا من قوة الجاذبية، وبالتالي لا يوجد داخل الغلاف الجوي للأرض إلا بنسبة ضئيلة، إذ تغادر قرابة ثلاث كيلوغرامات من الهيدروجين الغلاف الجوي للأرض كل ثانية.[1]

يتم استخراج الهيدروجين من فصل ذراتها عن ذرات الأكسجين في الماء السائل بطريقة كهربائية

 

ولا لون ولا رائحة لغاز ثنائي الهيدروجين، لكن هناك أنواع مختلفة من الهيدروجين الذي يستعمل لأغراض طاقية، ويميز بين هذه الأنواع من خلال الاصطلاح على كل نوع منها بلون محدد.

ونجد أن الهيدروجين البني هو الذي ينتج عن تعرض الفحم للبخار، والهيدروجين الرمادي هو الذي ينتج عن تعرض النفط أو الغاز للبخار، والهيدروجين الأزرق ينتج عن تعرض النفط أو الغاز للبخار مع عزل ثاني أوكسيد الكربون، بينما ينتج الهيدروجين الأخضر عن تحليل كهربائي للماء باستعمال طاقات متجددة.[2]

ويمكن استغلال الهيدروجين في إنتاج الحرارة من خلال مزجه بغاز الميثان، كما يمكن استعماله في محركات السيارات، إما لإنتاج الكهرباء بواسطة بطارية أو إنتاج طاقة حرارية عبر احتراق الهيدروجين، كما يمكن استعمال هذا الغاز لإنتاج الكهرباء.[3]

توليد الهيدروجين.. طاقة هائلة خالية من الغازات الضارة

الهيدروجين كمولّد للطاقة ليس بالاختراع الجديد، بل إن العام 2019 شهد إنتاج 70 مليون طن من الهيدروجين، إلا أن هذا الإنتاج يتأتى في غالبيته الساحقة من مصادر طاقة أحفورية، هي الغاز الطبيعي أو الفحم، أي أنه هيدروجين بني في العموم.[4]

وتسمح عملية التحليل الكهربائي للماء بإنتاج الأوكسيجين أيضا، إذ يؤدي إنتاج كيلوغرام واحد من الهيدروجين إلى إنتاج 8 كيلوغرامات من الأوكسيجين، ويمكن استغلال الأوكسيجين أيضا لأغراض مختلفة، من خلال توجيهه للأسواق المحلية أو تصديره.[5]

وتكمن الميزة الأساسية للهيدروجين الأخضر في كونه يوفر القدرة على توليد طاقة هائلة، مع انعدام تام للانبعاثات الغازية الضارة. كما أن الهيدروجين الأخضر عبارة عن مادة كيميائية قابلة للانفجار، أي أنه مصدر للطاقة، وهو ما يؤهله لتحقيق هدف تعويض أكثر من 10 مليارات برميل من النفط من الاستهلاك العالمي للطاقة، في غضون العام 2050.[6]

سمي الهيدروجين الأخضر يهذا الاسم لخلوه من الملوثات البيئية عند استعماله كمصدر طاقة

 

ويحل الهيدروجين الأخضر مشكلة كبيرة كانت تواجه الطاقات المتجددة، إذ يعتبر إنتاجه بواسطة طاقتي الريح والشمس نوعا من التخزين، حيث تحول الطاقة الناتجة عن استغلال أشعة الشمس أو تيارات الريح، إلى طاقة هيدروجينية يمكن استغلالها في تشغيل محركات السيارات أو أي استعمالات ميكانيكية أخرى، مع ضمان خلو مسار إنتاج الطاقة هذا من أي انبعاثات غازية مضرة.

كما يمكن استعمال الهيدروجين الأخضر كبديل عن الطاقات الملوثة المستعملة في بعض الصناعات، مثل تكرير البترول وإنتاج الفولاذ.

حرب روسيا.. لهيب النار الذي أيقظ مشاريع الهيدروجين الأخضر

كما لو أنها أيقظت عملاقا نائما، تسبّبت الحرب الروسية على أوكرانيا في ظهور مفاجئ وشبه متزامن لعدة مشاريع استثمارية ضخمة في مجال الهيدروجين الأخضر، فقد أدت أزمة الطاقة الناتجة عن هذه الحرب إلى تسريع المخططات التي كانت تنفذ من طرف دول وشركات متعددة الجنسيات، بعيدا عن الأضواء الإعلامية.

فخلال شهر مايو/أيار 2022 اجتمع أقطاب صناعة الطاقة في قمتين استضافتهما مدينتا روتردام في هولندا والعاصمة الفرنسية باريس، وناقشوا حلولا مستقبلية نظيفة لأزمة الطاقة مع سعي العالم إلى الابتعاد عن الوقود الأحفوري الضار بالبيئة. وانصب تركيز المجتمعين -على امتداد أسبوعين- على حل قد يبدو الأمثل لتلك الأزمة، وهو ما يُطلق عليه اسم "الهيدروجين الأخضر".[7]

هكذا أدى اندلاع الحرب الروسية الأوكرانية بداية يونيو/حزيران 2022، إلى التعجيل بإبرام اتفاقية بين شركة النفط والغاز الفرنسية "توتال إنيرجي"، والشركة الهندية "إنتربرايزس" للاستحواذ على حصة 25% منها لإنتاج الهيدروجين الأخضر.[8]

وتخطط الشركات الفرنسية والهندية لإنتاج مليون طن من الهيدروجين الأخضر سنويا بحلول عام 2030، على أن يوجه الإنتاج الأولي للسوق الهندية، باستثمارات أولية تبلغ 5 مليارات دولار.

يمكن استغلال الطاقة النظيفة كالرياح لاستخراج الهيدروجين الأخضر الذي سيكون بديلا جيدا عن الوقود الأحفوري

 

كما قام "روبرت هابك" -وهو زعيم سابق لحزب الخضر الألماني، ويشغل حاليا منصب نائب المستشار الألماني ووزير الاقتصاد- بجولة خليجية بعد أقل من شهر واحد على اندلاع الحرب الروسية على أوكرانيا أواخر شهر مارس/آذار 2022، منشطا مشاريع ضخمة في مجال الطاقة الهيدروجينية مع قطر والإمارات العربية المتحدة.

وكانت الجولة قرارا طارئا اتخذته الحكومة الألمانية بعد اندلاع الحرب الأوكرانية، لكون ألمانيا من أكثر الدول الأوروبية تضررا من أي انقطاع محتمل لإمدادات الغاز الروسي نحو أوروبا. وعلاوة على رغبة ألمانيا في رفع حصتها من الغاز الطبيعي القطري، كان مشروع إنتاج الهيدروجين الأخضر ضمن جدول أعمال جولة الوزير الألماني.[9]

منشآت الإنتاج.. سباق الدول الأوربية إلى نفط المستقبل

أعلنت إسبانيا في مارس/آذار 2022 عن افتتاح أول منشأة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، وتقع في جزيرة مايوركا الواقعة في مياه البحر الأبيض المتوسط. واستفاد هذا المشروع من التمويلات الأوروبية التي تحفز على إقامة مشاريع خاصة بإنتاج هذا النوع الجديد من الطاقة، وينتظر أن تنتج هذه المنشأة الجديدة حوالي 300 طن من الهيدروجين سنويا.[10]

وفي السياق ذاته شرعت بلجيكا في إنجاز مشروع ضخم، عبارة عن جزيرة تخزين الكهرباء وإنتاج الهيدروجين الأخضر في بحر الشمال. وأطلقت بلجيكا الدراسة الخاصة بهذا المشروع ساعية إلى الانتهاء منه بحلول عام 2025، وذلك عبر إنتاج الكهرباء بطاقة الرياح وتخزينها، ثم استعمالها في إنتاج الهيدروجين الأخضر.[11]

كما أطلقت الدنمارك مشروعا فريدا من نوعه، يتمثل في إقامة جزيرة اصطناعية خاصة بإنتاج الكهرباء بطاقة الرياح وإنتاج الهيدروجين الأخضر، وذلك بأفق الانتهاء من هذا المشروع سنة 2033، على أن تطلق الإنتاج في العام 2030.

سيحتاج الهيدروجين الأخضر إلى خزانات ذات مواصفات خاصة لتخزينه ونقله إلى مستهلكيه

 

وتعتزم الدنمارك إنتاج ما يقرب من مليون طن من الهيدروجين سنويا بعد الانتهاء من إقامة المشروع، وهو ما يساوي 7% من احتياجات الاتحاد الأوروبي من هذه المادة سنويا.[12]

بينما كانت أسكتلندا صاحبة أحد المشاريع المبكرة والرائدة في مجال إنتاج الهيدروجين الأخضر، فقد أطلقت عام 2013 وثيقة مرجعية تسمى "إطار سلوكيات أسكتلندا منخفضة الكربون" (Low Carbon Scotland). ووفرّت هذه الخطة إمكانات كبيرة لتوليد الطاقة باستخدام توربينات الرياح والمد والجزر، ليتعزز هذا المسار عام 2017 بمبادرة خاصة بتوجيه الطاقة الناتجة عن الرياح وقوة المد والجزر، لتصبح هيدروجينا يستعمل في وقت لاحق لتوليد الكهرباء والحرارة.[13]

مشروع نيوم.. استثمارات البديل النظيف في سيدة النفط

إن المؤهلات الطبيعية مثل طاقة الشمس والرياح وشساعة حقول الطاقة والقرب الجغرافي من السوق الأوروبية، تجعل المنطقة العربية من بين أكثر مناطق العالم قابلية لإنتاج هذه الطاقة الجديدة.

ورغم ما يشكله هذا النوع من الطاقة من فرص للدول غير النفطية، فإن الدول المنتجة للبترول تقبل عليه بقوة، باعتباره بديلا لها عن صادرات النفط في حال تراجع الطلب عليها، وبالنظر إلى الاستثمارات الكبيرة التي يتطلبها هذا المجال، وتسمح به الاحتياطيات المالية للدول النفطية.

لتلبة حاجات المدينة من الطاقة، ستقوم مدينة نيوم السعودية بإنتاج كمية كافية من الهيدروجين الأخضر

 

وقد بادرت المملكة العربية السعودية مثلا إلى إطلاق برامج استثمارية كبرى في مجال الهيدروجين الأخضر، وجعلته أحد مكونات مشروع "المدينة الذكية" (نيوم). ويعتمد هذا المشروع -الذي يقام بشراكة أمريكية- على مزيج من الطاقات المتجددة، مع توفير بنية تحتية وموقع جغرافي يسهلان عملية التصدير نحو أوروبا.[14]

وبدورها تتجه مصر نحو الاقتصاد الأخضر، بعد أن خصصت له نصف ميزانية العام المالي 2024-2025. وتعتمد الإستراتيجية المصرية في الاقتصاد الأخضر على خطط تدشين عدد من المشروعات الضخمة في ما يتعلق بمجال الطاقة المتجددة.[15]

وتنوي الحكومة المصرية إنجاز نحو 691 مشروعا بتكلفة كلية تبلغ نحو 447.3 مليار جنيه في مجال الاقتصاد الأخضر، تشمل مجالات الطاقة والكهرباء والنقل والإسكان. وتعول مصر على المؤتمر الأممي لتغير المناخ، الذي تستضيفه أواخر العام 2022، في تعزيز جهودها في تنفيذ إستراتيجية "مصر للتنمية المستدامة 2030″.

ففي مجال إنتاج الهيدروجين الأخضر، عقدت الحكومة المصرية اتفاقية لإنتاجه في مصر بالشراكة بين صندوق مصر السيادي وشركات نرويجية وهولندية وإماراتية.[16]

المغرب والجزائر.. سباق طموح إلى صدارة الإنتاج العالمي

في منطقة المغرب العربي اختار المغرب والجزائر أن يكونا في طليعة التوجه العالمي نحو انتقال طاقي يحمي البيئة ويقلل من كلفة الإنتاج، واضعين نصب أعينهما الريادة في إنتاج الهيدروجين الأخضر.

وقد نشرت الوكالة الدولية للطاقة المتجددة "آيرينا" في يناير/كانون الثاني 2022 تقريرا يصنف المغرب في المركز الرابع ضمن تصنيف البلدان الأكثر قابلية لتصبح منتجة رئيسية للهيدروجين الأخضر بحلول العام 2050.[17]

ومن المحتمل أن يصبح المغرب من بين البلدان الأسرع تطورا في مجال إنتاج الهيدروجين الأخضر، فقد وضعت المملكة خططا عملية لتحقيق هذا الهدف، تتمثل أساسا في إنشاء لجنة وطنية لإنتاج الهيدروجين سنة 2020، وكانت من بين أولى الدول التي وقعت اتفاقات مع ألمانيا الساعية إلى خفض تبعيتها للطاقات الأحفورية لصالح الطاقة المتجددة.[18]

ويسعى المغرب إلى تحقيق إمدادات طاقية إجمالية تصل إلى 14 تيرا واط/ساعة بحلول العام 2030، منها 10 تيرا واط/ساعة منها موجهة للتصدير. وقد رصد المغرب استثمارات مالية كبرى لهذا الغرض، وهي تحقق -إلى جانب الإنتاج الطاقي- فرص شغل تقدّر بالآلاف. ويستفيد المغرب في هذا المجال من استثماراته السابقة في مجال الطاقة الشمسية التي تعتبر من الطاقات النظيفة القابلة للاستعمال في إنتاج الهيدروجين الأخضر.

 

وسيمكّن إنتاج الهيدروجين الأخضر المغرب من تقليص وارداته من مادة الأمونيا المستعملة في إنتاج الأسمدة المستخرجة من الثروة الفوسفاتية التي يحوزها المغرب، مما يسمح للمملكة باستقلالية أكبر في إنتاج مواد حيوية في اقتصادها.[19]

من جانبها تتوفر الجزائر الجارة الشرقية للمغرب على إمكانات واعدة في مجال إنتاج الهيدروجين الأخضر، لتوفرها على إمكانات بيئية شبيهة بالمغرب، مما يسمح لها باستعمال الطاقتين الشمسية والرياح لإنتاج الهيدروجين الأخضر.

وقد كشفت الجزائر في مايو/أيار 2022، عن تكليف وزارة الطاقة بوضع استراتيجية وطنية لتطوير الهيدروجين، بينما تحتل البلاد الرتبة التاسعة عالميا من حيث قابلية البلدان لإنتاج هذه الطاقة الجديدة حسب مؤشر "آيرينا"، وذلك خصوصا بفضل شبكة أنابيب نقل الغاز الطبيعي التي تحصل عليها الجزائر حاليا لتصدير الغاز الطبيعي نحو أوروبا، وهو ما يمكن أن يصبح بنية تحتية لتصدير الهيدروجين الأخضر.[20]

كلفة الإنتاج.. عقبة أمام تطور الاستهلاك والتنافسية

رغم أن الطلب على الهيدروجين الأخضر بات أوروبيا بالأساس، فإن الريادة العالمية في إنتاجه ستظل آسيوية، إذ تحتل بلدان شمال آسيا موقعا متقدما، خصوصا اليابان التي تعمل على تصميم سفن لنقل الهيدروجين لتلبية حاجاتها الكبيرة، وكوريا الجنوبية، وخصوصا الصين.[21]

ويرمي الاتحاد الأوروبي إلى الاعتماد على الهيدروجين بنسبة تراوح بين 12% و14% ضمن مزيج الطاقة في 2050، في مقابل 2% حاليا. طموح دفع كبرى شركات الطاقة الحالية، وجلها ينتج طاقات من مصادر أحفورية، إلى استباق الاستثمارات الموعودة وشراء حصص في الشركات والصناديق المخصصة لتطوير إنتاج الهيدروجين الأخضر.

لكن، وكما كان الحال مع النفط الصخري الأمريكي في فترات سابقة، تعتبر كلفة الإنتاج المرتفعة العقبة الأساس أمام تطور استهلاك الهيدروجين الأخضر في أوروبا.

عدد من الدول العربية التي تعمل على استثمار إنتاج الهيدروجين الأخضر كطاقة بديلة

 

فقد كشفت دراسة مسحية قام بها بنك الاستثمار الأوروبي بداية 2022، وشملت حوالي 20 شركة متخصصة في إنتاج الهيدروجين وعددا من المستثمرين المحتملين، أن الكلفة التي يتطلبها إنتاج الهيدروجين الأخضر ما زالت تحد من تنافسيته في السوق الأوربية، مما يتطلب تسريع الاستثمارات الأوربية المرتقبة في هذا المجال، وتقدّر بأكثر من 500 مليون دولار في أفق العام 2050.[22]

إلا أن العقبة الأساس التي كانت تحد من تنافسية الهيدروجين الأخضر، أخذت في الانسحاب من المشهد، بعدما أصبح هذا الغاز الوسيلة الأمثل لاستثمار فائض الإنتاج الطاقي من المصادر المتجددة، حيث عجزت التكنولوجيا عن حل معضلة التخزين، فأصبحت محطات إنتاج الطاقة المتجددة بين فترات عطلة حين تغيب أشعة الشمس أو الرياح، أو أمام فائض طاقي لا يستغل خلال فترات ذروة الإنتاج.

وتحويل هذا الفائض من الطاقة إلى هيدروجين قابل للتخزين والاستعمال لإنتاج الكهرباء أو الحرارة، بات الحل الأمثل لهذه المعضلة، في انتظار خفض كلفة الإنتاج أكثر ليصبح الاستثمار في محطات الطاقات المتجددة الخاصة بإنتاج الهيدروجين، هدفا في حد ذاته.

وتقدّر كلفة إنتاج الكيلوغرام الواحد من الهيدروجين بحوالي أربعة دولارات، وهي أقل كلفة عرفها هذا المجال، وتحديدا في شبه الجزيرة الأيبيرية (جنوب غرب أوروبا)، لكنها تظل مرتفعة مقارنة بمصادر الطاقة الأحفورية.

ومن العقبات التي أتى المستثمرون على ذكرها في هذه الدراسة، غياب التشريعات التي تسمح بجذب الاستثمارات المالية الكافية، وعدم كفاية التحفيزات التي توفرها الدول الأوروبية لتسريع نمو سوق الهيدروجين الأخضر.[23]

 

المصادر

[1] http://aqlame.com/node/6421
[2] https://www.argaam.com/ar/article/articledetail/id/1492742
[3] https://www.mem.gov.ma/Lists/Lst_rapports/Attachments/36/Feuille%20de%20route%20de%20hydrog%C3%A8ne%20vert.pdf
[4] https://www.rte-france.com/actualites/hydrogene-vert-mythe-realite
[5] https://www.mem.gov.ma/Lists/Lst_rapports/Attachments/36/Feuille%20de%20route%20de%20hydrog%C3%A8ne%20vert.pdf
[6] shorturl.at/BCNV5
[7] https://newstartnews.com/archives/3038
[8] shorturl.at/iU459
[9] https://thepressfree.com/lallemagne-conclut-des-accords-denergie-verte-aux-emirats-arabes-unis-et-au-qatar-nouvelles-dw/
[10] shorturl.at/gIRX8
[11] shorturl.at/ersw8
[12] https://www.seetao.com/details/158826.html
[13] shorturl.at/fGUW1
[14] shorturl.at/bFM78
[15]shorturl.at/iJU09
[16] shorturl.at/gow48
[17] shorturl.at/bLS78
[18]shorturl.at/HW278
[19] https://www.mem.gov.ma/Lists/Lst_rapports/Attachments/36/Feuille%20de%20route%20de%20hydrog%C3%A8ne%20vert.pdf
[20] shorturl.at/anpRT
[21]shorturl.at/jouJN
[22] https://www.pv-magazine.com/2022/05/31/investors-present-european-legislators-with-hydrogen-economy-wishlist/
[23] https://www.pv-magazine.com/2022/05/31/investors-present-european-legislators-with-hydrogen-economy-wishlist/

ذات صلة

الطاقة الشمسية.. هل هي فعلا بديل حقيقي للمستقبل؟
نقد سينمائي

الطاقة الشمسية.. هل هي فعلا بديل حقيقي للمستقبل؟

الاستثمار في الطاقة الشمسية يمكن أن يكون بديلا حقيقيا في بعض المناطق التي تتميز بطقس مشمس في أغلب أوقات السنة، كما أن بعض الدول بدأت فعلا في إنتاج الطاقة الكهربائية النظيفة من الألواح الشمسية، ومن بينها دول عربية.