يعد الهيدروجين أكثر العناصر وفرة في الكون، وهو أيضًا أبسط وأخف عنصر. وعلى عكس مصادر الطاقة التقليدية التي غالبًا ما تكون مقيدة جغرافيًا، يمكن إنتاج الهيدروجين النظيف في أي مكان تقريبًا، باستخدام مجموعة واسعة من مصادر الطاقة بما في ذلك الطاقة المتجددة، والطاقة النووية، وحتى الوقود الأحفوري مع التقاط الكربون.

في السنوات الأخيرة، اكتسب الهيدروجين النظيف سمعة كـ “سكين الجيش السويسري” للطاقة النظيفة، نظرًا لدوره الحيوي في عدة قطاعات يصعب أو يتعذر فيها استبداله بمصادر طاقة أخرى. وتشمل هذه القطاعات التطبيقات التي تكون فيها الكهربة تحديًا مكلفًا أو صعبًا، مثل النقل الثقيل والمتوسط والعمليات الصناعية. ومع استمرار الدول حول العالم في السعي لخفض انبعاثات الكربون والانتقال إلى أنظمة طاقة مستدامة، يظهر الهيدروجين كحل حاسم في عملية إزالة الكربون.

مصدر طاقة نظيف ومتعدد الاستخدامات

الإمكانات التي يقدمها الهيدروجين كحل للطاقة النظيفة هائلة. فعند استخدامه كوقود، لا ينتج الهيدروجين سوى بخار الماء كمنتج ثانوي، مما يجعله خيارًا مثاليًا للطاقة الخالية من الانبعاثات. وتتيح تعددية استخداماته إمكانية توظيفه في مجموعة واسعة من القطاعات التي تشكل العمود الفقري للاقتصادات الحديثة وجودة الحياة.

من بين التطبيقات الأكثر وعدًا للهيدروجين هو النقل الثقيل والمتوسط، بما في ذلك الشاحنات والحافلات والقطارات والسفن والطائرات. لطالما اعتمدت هذه القطاعات على الوقود الأحفوري، وكان التحول إلى الكهرباء يشكل تحديات كبيرة نظرًا للوزن والمدى ومشاكل البنية التحتية للشحن. في المقابل، يوفر الهيدروجين بديلاً جذابًا، حيث يقدم الكثافة الطاقية اللازمة وأوقات تعبئة تشبه تلك الموجودة في المركبات التي تعمل بالوقود الأحفوري.

إزالة الكربون من الصناعات الثقيلة

إضافة إلى النقل، يلعب الهيدروجين دورًا حيويًا في إزالة الكربون من العمليات الصناعية والكيميائية. على سبيل المثال، يمكن استخدام الهيدروجين في صناعة الصلب، وهي صناعة تستهلك كميات كبيرة من الكربون، عن طريق استبدال الفحم في عملية الفرن العالي. هذا يمكن أن يقلل بشكل كبير من الانبعاثات في واحدة من أكثر القطاعات صعوبة في تقليص انبعاثاتها.

مجال آخر حيث يكون الهيدروجين أساسيًا هو إنتاج الأسمنت، الذي يساهم بشكل كبير في انبعاثات الكربون العالمية. يمكن استخدام الهيدروجين كوقود نظيف أو مادة خام في هذه العملية، مما يوفر وسيلة لتقليل البصمة الكربونية لهذه الصناعة الحيوية.

كما يعد الهيدروجين ضروريًا في إنتاج الأسمدة و الوقود السائل، مثل الوقود الحيوي والوقود الصناعي. من خلال استخدام الهيدروجين النظيف في هذه العمليات، يمكن للصناعات تقليل انبعاثات غازات الدفيئة مع الاستمرار في إنتاج منتجات أساسية تدعم الزراعة والنقل وقطاعات أخرى.

دور الهيدروجين في تخزين الطاقة

بعيدًا عن كونه وقودًا، يمكن للهيدروجين أيضًا أن يلعب دورًا مهمًا في تخزين الطاقة. فباعتباره وسيطًا مرنًا وعالي الكثافة الطاقية، يمكن للهيدروجين تخزين الكهرباء الزائدة الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية. هذا أمر بالغ الأهمية في المناطق التي يمكن أن تكون فيها توليدات الطاقة المتجددة غير ثابتة، حيث يمكن تخزين الهيدروجين وتحويله إلى كهرباء عند الحاجة.

كما يمكن للهيدروجين أن يساعد في استقرار شبكات الكهرباء، خاصة مع زيادة حصص الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة. باستخدام الهيدروجين كوسيلة تخزين، يمكن للمرافق ضمان استمرارية وكفاءة الطاقة في النظام.

حل عالمي للطاقة النظيفة

أحد الجوانب المثيرة للهيدروجين هو توفره العالمي. بينما كثير من الدول مقيدة جغرافيًا في الوصول إلى الموارد التقليدية مثل النفط والغاز الطبيعي، يمكن إنتاج الهيدروجين النظيف في أي مكان. وهذا يعني أن الدول يمكنها الاستفادة من مواردها الطبيعية، سواء كانت طاقة متجددة أو نووية أو حتى الغاز الطبيعي مع التقاط الكربون، لإنتاج الهيدروجين وبناء أنظمة طاقة أنظف وأكثر مرونة وعدالة.

كما أن الاقتصاد العالمي للهيدروجين يوفر فرصًا اقتصادية ضخمة. فإن تطوير البنية التحتية لإنتاج الهيدروجين وتخزينه ونقله سيخلق فرص عمل ويحفز النمو الاقتصادي. والدول التي تستثمر في تقنيات الهيدروجين اليوم تضع نفسها في موقع القيادة في المستقبل المستدام للطاقة.

فعلى الرغم من العديد من مزايا الهيدروجين، لا تزال هناك تحديات كبيرة في توسيع نطاق إنتاجه واستخدامه. حاليًا، يعد إنتاج الهيدروجين مكلفًا، خاصة عندما يتم إنتاجه من مصادر منخفضة الكربون. ومع ذلك، من المتوقع أن تؤدي التقدمات في التحليل الكهربائي (الذي يقوم بتقسيم الماء إلى هيدروجين وأوكسجين باستخدام الكهرباء المتجددة) و تقنيات التقاط الكربون إلى خفض التكاليف في السنوات القادمة.

علاوة على ذلك، فإن البنية التحتية المطلوبة لإنتاج الهيدروجين ونقله وتخزينه ما زالت في مراحلها الأولى. سيتطلب بناء هذه البنية التحتية استثمارات ضخمة وتنسيقًا عبر الحكومات والصناعات والمؤسسات البحثية.

بينما يتحرك العالم نحو مستقبل أكثر استدامة، يعد الهيدروجين لاعبًا رئيسيًا في هذا التحول. تعدد استخداماته في القطاعات التي يصعب إزالة الكربون منها، مثل النقل الثقيل، العمليات الصناعية، وتخزين الطاقة، يجعله لا غنى عنه في الجهود الرامية لتحقيق انبعاثات صفرية.

يوفر الهيدروجين طريقًا واعدًا للحد من انبعاثات غازات الدفيئة عالميًا، بينما يعزز النمو الاقتصادي واستقلالية الطاقة. من خلال الاستمرار في الاستثمار في البحث والتطوير والبنية التحتية، يمكننا أن نفتح المجال أمام إمكانيات الهيدروجين الكاملة ونمهد الطريق لمستقبل أكثر نظافة واستدامة.