في ظل مخاوف كبيرة من نفاد الوقود الأحفوري بمختلف أنواعه من نفط وغاز وغيره من مصادر الطاقة، تنامى بشكل ملحوظ خلال السنوات الأخيرة الاهتمام بمصادر الطاقة المتجددة، باعتبارها مصدر الطاقة الأهم والأفضل من أجل مستقبل مستقر ونظيف للعالم، حيث دفعت التغيرات المناخية إلى مضاعفة تلك الجهود للتوسع في الطاقة النظيفة، والتي كان أبرزها في الآونة الأخيرة «الهيدروجين الأخضر».
ولعل المشهد المهيب الذي شهدته الدورة 26 لقمة الأمم المتحدة لرؤساء الدول والحكومات لتغير المناخ، في مدينة غلاسكو نهاية أكتوبر الماضي، كان أبرز تعبير عن اتجاه العالم نحو الهيدروجين الأخضر، حيث استقبلت حافلة ضخمة مكونة من طابقين زعماء العالم المشاركين في القمة التي تستهدف مكافحة كل أوجه ومسببات «التغير المناخى»، وبالبنط العريض كتب على الحافلة غلاسكو - أول حافلة ذات طابقين تعمل بالهيدروجين في العالم «الآن رحلة الحافلة لا تكلف الأرض»، في دلالة على توجه عالمي نحو الطاقة النظيفة، من أجل الحد من الانبعاثات الكربونية، التي باتت تهدد استقرار كوكبنا.
خلال الأشهر القليلة الماضية، تنامى اهتمام القيادة السياسية في مصر بالهيدروجين الأخضر، حيث وجه الرئيس عبدالفتاح السيسي، في يوليو الماضي بإعداد استراتيجية وطنية متكاملة لإنتاج الهيدروجين الأخضر في مصر.
وتستعد الحكومة المصرية لإطلاق أولى مراحل المشروع الكبير لتوطين الهيدروجين الأخضر والتي تقدر قيمتها بنحو ٤ مليارات دولار، وفقا لتصريحات لوزارة الكهرباء، حيث قال الوزير محمد شاكر إن الهيدروجين الأخضر وسيلة لتعزيز مساهمة الطاقة الخضراء في مزيج الطاقة في مصر.
وفي منتصف أغسطس الماضي، وجه الرئيس السيسي بضرورة الاهتمام بعنصر التدريب ضمن الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين الأخضر، وطالب الرئيس بأن تتضمن مشروعات الاستراتيجية مركزًا للتدريب الفني لبناء القدرات في مجالات التشغيل والصيانة، إلى جانب مراكز للبحوث والتطوير بالتعاون مع المعاهد والمراكز البحثية المختلفة في مصر.
وبحسب بيان صادر عن وزارة الكهرباء، أكد الدكتور محمد شاكر وزير الكهرباء أن تنفيذ الاستراتيجية تأتي بالتعاون مع الخبرات الدولية العريقة في هذا المجال، وذلك استغلالًا للمصادر المتعددة من الطاقة المتجددة التي تحظى بها مصر، لا سيما طاقة الرياح والطاقة الشمسية، لإضافة طاقة الهيدروجين الأخضر للمنظومة المتكاملة للطاقة، وذلك في إطار خطة الدولة لتنويع مصادر إمدادات الطاقة، وتعزيزًا لمكانة مصر كمركز إقليمي رئيسي لتداول الطاقة في المنطقة.
اتفاقات توطين الهيدروجين
وقعت مصر في يناير ٢٠٢١ اتفاقًا مع شركة «سيمنس» الألمانية لتنفيذ مشروع تجريبي لإنتاج الهيدروجين الأخضر، كخطوة أولى نحو التوسع في هذا المجال، وصولًا إلى إمكانية التصدير.
كما تم الاتفاق بين الصندوق السيادي وشركة فيرتيجلوب وشركة سكاتك النرويجية في أكتوبر الماضي، على إنشاء مشروع لإنتاج الهيدروجين الأخضر في العين السخنة، حيث تعتزم شركة سكاتك النرويجية إنشاء مشروع لإنتاج الهيدروجين الأخضر بقدرة ٥٠-١٠٠ ميجاوات في منطقة العين السخنة، في حين وقعت الشركة المصرية القابضة للغازات الطبيعية "إيجاس" والشركة القابضة لكهرباء مصر مذكرة تفاهم مع شركة إيني الإيطالية للتعاون في إنتاج الهيدروجين الأخضر والأزرق وإعداد دراسات الجدوى لمشروعات إنتاج الهيدروجين في مصر.
وفي نوفمبر الماضي، أعلنت شركة «أوراسكوم كونستراكشون» الانضمام إلى تحالف مكون من شركة «سكاتك» النرويجية، و«فيرتيجلوب»، وصندوق مصر السيادي لإنشاء مصنع الهيدروجين الأخضر بقدرة ١٠٠ ميجاوات في العين السخنة، ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل المنشأة من خلال عام ٢٠٢٤.
ونظرا لأهميته، أدرجت مصر الهيدروجين الأخضر على أولوياتها ليمثل أحد محاور استراتيجية مصر لتكون مركزا إقليميا ودوليا للطاقة، وعلى الرغم من كل تلك الجهود إلا أن قطاعا كبيرا من الشعب المصري لا يعرف ما هو الهيدروجين الأخضر أو أهميته للمصريين، وهو ما سنتناوله في السطور القليلة القادمة.
الهيدروجين وأنواعه
الهيدروجين هو أحد أنواع الطاقة المكتشفة في العقود الأخيرة، والتي تقوم على التحليل الكهربائي للماء من أجل فصل الهيدروجين عن الأكسجين، وهو ما يلزم توافر طاقة كهربائية من أجل إنتاجه، ويوجد نحو ٦ أنواع من الهيدروجين تختلف باختلاف مصدر الطاقة الكهربائية المستخدمة في عملية إنتاجه ومنها الهيدروجين الرمادي، والهيدروجين الأسود، والهيدروجين الأزرق، والهيدروجين الأصفر، والهيدروجين الفيروزي، والهيدروجين الأخضر.
ويعد الهيدروجين الأخضر وقودًا خاليًا من الكربون ومصدر إنتاجه هو الماء، وتشهد عمليات الإنتاج فصل جزيئاته عن نظيرتها من الأوكسجين في الماء، بواسطة كهرباء يتم توليدها من مصادر طاقة متجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
ويعد الهيدروجين الأخضر أحد أهم مصادر الطاقة النظيفة، ولعل هذا هو سبب تسميته بالهيدروجين الأخضر، حيث يعد مصدرا نظيفا للطاقة، ويعتمد في توليده على مصادر الطاقة المتجددة، ومن لا يخرج من إنتاجه أي غازات كربونية، ويمكن استخلاص الهيدروجين من الوقود الأحفوري والكتلة الحيوية، أو المياه، أو من مزيج من الاثنين معا.
العلاقة بين الغاز الطبيعي والهيدروجين الأخضر
ويعد المصدر الأساسي لإنتاج الهيدروجين في الوقت الحالي هو الغاز الطبيعي. وعلى الصعيد العالمي، ينتج ٦٪ من الغاز الطبيعي العالمي نحو ٧٥٪، أو ٧٠ مليون طن من إنتاج الهيدروجين السنوي، وفقا لوكالة الطاقة الدولية. ويأتي الفحم بعد الغاز الطبيعي، وذلك نظرا لاستخدامه بكثرة في الصين، كما ينتج جزءا صغيرا من استخدام النفط والكهرباء.
ولعل أهمية الهيدروجين الأخضر نبعت من احتوائه على ما يقرب من ثلاثة أضعاف الطاقة التي يحتويها الوقود الأحفوري، مما يجعله أكثر كفاءة، ولعل الميزة النسبية للهيدروجين الأخضر تأتي من إمكانية إنتاجه من مصادر الطاقة المتجددة عن طريق التحليل الكهربائي للماء الأمر الذي يجعله متاحا على نطاق واسع، بحسب أبحاث نشرتها كلية كولومبيا للمناخ.
حجم الإنتاج العالمى
وينتج العالم نحو ١٢٠ مليون طن من الهيدروجين سنويا، معظمه باستخدام الغاز والفحم الأحفوري اللذين يمثلان معا ٩٥٪ من الإنتاج العالمي، وفق تقرير إمدادات الهيدروجين العالمي لعام ٢٠٢١ الصادر عن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة.
وفي عام ٢٠٢٠، جرى استخدام أكثر من ٦٠٪ من سوق الهيدروجين العالمية البالغة ١٥٠ مليار دولار في عملية إنتاج الأمونيا، تلتها عملية تكرير النفط وإنتاج الميثانول، كما وجدت عدة استخدامات تجارية بالفعل للهيدروجين كمصدر للوقود، بما في ذلك في سيارات الركوب والحافلات وحتى المكوكات الفضائية، ومن المتوقع أنه وبحلول عام ٢٠٥٠ ستصل قيمة تلك السوق إلى ٦٠٠ مليار دولار، وستستخدم بشكل رئيسي في قطاعات الطاقة والصناعة والنقل والكيمياء والإنشاءات، طبقا لصحيفة «فايننشال تايمز».
خبراء: الهيدروجين الأخضر مصدر الطاقة النظيفة والأعلى كفاءة
أكد خبراء البيئة والطاقة أن الهيدروجين الأخضر أصبح خلال السنوات الأخير هو البديل الأقرب والمستقبلي لمصادر الطاقة غير المتجددة وعلى رأسها النفط، حيث يعد مصدر الطاقة الأكثر كفاءة.
ويقول الدكتور مجدي علام، مستشار وزير البيئة الأسبق، إن الهيدروجين الأخضر واحد من أنظف أنواع الطاقة المتجددة بل ويعد وقود المستقبل والذي يعتمد على استغلال الموارد المتوافرة لديها والتي ظلت لفترات طويلة غير مستغلة، وذلك عن طرق تقنيات تكنولوجية متطورة تمكنه من التحول إلى مصدر نظيف للطاقة.
ويضيف «علام» فى حديثه لـ«البوابة نيوز» أن الهيدروجين الأخضر هو أحد مصادر الطاقة النظيفة، ولذلك يسمى بالهيدروجين الأخضر، ولعل عدم توليد أي نوع من أنواع الكربون أو غازات الاحتباس الحراري يجعله على رأس أنواع الطاقة النظيفة والخضراء، كما أنه الأقرب في طبيعته واستخداماته إلى الغاز الطبيعي، فالغاز الطبيعي ظل لسنوات غير مستخدم وكنا نراه في الشغلة المتواجدة فوق آبار وأماكن استخراج البترول، وكان هذا هو السبيل للتخلص من الغاز، قبل أن يتحول العالم لاستخدام الغاز الطبيعي ليصبح واحدا من أهم مصادر الطاقة.
ويتابع: «وعلى غرار الغاز الطبيعي يأتي الهيدروجين الأخضر الذي يخزن بنفس الطرق وينقل عبر أنابيب على غرار الغاز الطبيعي، ولعل خلاؤه من الغازات الكربونية، يجعله على رأس أولويات الحكومات في العديد من الدول، حيث يبحث العالم عن كل الوسائل التي تحد من الغازات الضارة المتسببة في التغيرات المناخية».
وعن طريقة توليد الهيدروجين الأخضر، يقول «علام» إنه يتم فصل الهيدروجين عن الأكسجين الموجود في الماء عن طريق تقنيات متطورة تسمى التحليل الكهربي، من أجل استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة، ومن هنا سمي بالهيدروجين الأخضر حيث يعتمد في كل مراحل إنتاجه على مصادر طبيعية ومتجددة.
ويجدد «علام» تأكيده على أن طبيعة الهيدروجين الأخضر المماثل للغاز الطبيعي يجعل من طريقة استخدامه أمرًا في غاية السهولة، مشددًا على أن وزارة البترول تمتلك من الخبرات والقدرات ما يؤهلها لتقود المنطقة في إنتاج واستخدام الهيدروجين الأخضر.
وفي ذات السياق، يقول الدكتور ماهر عزيز، استشاري الطاقة والبيئة عضو مجلس الطاقة العالمي، إنه على الرغم من الاهتمام الكبير من الدولة المصرية بإنتاج الهيدروجين الأخضر، وتطوير طرق وأساليب إنتاجه إلا أنه يعد من أهم وأبرز مصادر الطاقة، وعلى خلاف ما يعلمه الكثيرون منا وهو أنه مصدر طاقة حديث إلا أنه مصدر للطاقة يستخدم منذ سنوات طويلة بل وعقود كاملة حيث بدأ استخدامه في ستينيات القرن الماضي في الدول المتقدمة حيث انطلقت رحلة استخدامه في سفن الفضاء.
ويوضح «عزيز» لـ«البوابة نيوز»، أن بدايات استخدام الهيدروجين الأخضر بدأ بنسب ضئيلة جدًا نظرًا للتكلفة العالية في إنتاجه وعن طريق تطبيقات حساسة للغاية وهي التي بدأت في استخدامه لأول مرة، إلا أنه مع التطور التكنولوجي اكتشف العالم أن الهيدروجين الأخضر من أهم وأبرز مصادر الطاقة مثل مصادر الطاقة المتجددة الأخرى التي تتميز بالتجدد والاستمرار وعدم الاندثار، لأنه يولد من التحليل الكهربي للمياه.
ويشدد عضو مجلس الطاقة العالمى فى حديثه على أن الهيدروجين الأخضر إلى جانب أنه مصدر مهول للطاقة نتيجة لتوليده من المياه، وهو الذي يمكن كل الدول التي لديها مصادر للمياه على امتلاك مصدر مهم للطاقة إذا وجدت وسيلة للتحليل الكهربي لهذه المياه. ويرى خبير الطاقة إلى أن الاهتمام الهيدروجين الأخضر تنامى بشكل كبير في السنوات الأخيرة نتيجة لسعي العالم لخفض الانبعاثات الكربونية الضارة، والوصول إلى صفر كربون بهدف الحد من التغيرات المناخية الضارة والاحتباس الحراري، وكل ذلك يستطيع الهيدروجين الأخضر أن يكافحه بقوة وبشكل غير مسبوق.
ويلفت «عزيز» إلى أنه بحلول ٢٠٥٠ سنكون على موعد مع انتهاء مصادر الطاقة الناتجة عن استخدامات النفط والغاز «الوقود الاحفورى»، وبالتالي بدأت العديد من دول العالم في وضع استراتيجيات بعيدة المدى من أجل جعل الهيدروجين الأخضر ومصادر الطاقة المتجددة لتكون المصدر الرئيسي للطاقة.
وتتنوع أنواع الهيدروجين بحسب خبير الطاقة العالمي، حيث يؤكد أن هناك العديد من الأنواع وهي ثلاثة أنواع رئيسية، والهيدروجين الرصاصي أو الرمادي هو النوع المولد من الوقود الأحفوري وفي ظل انخفاض الوقود الأحفوري واندثاره بعد ٤٠ سنة، تضاءل الاهتمام بالهيدروجين الرمادي.
أما عن الهيدروجين الأزرق فيقول «عزيز» إنه أثناء توليد الهيدروجين من المصادر الأحفورية إذا نجحنا في إيجاد وسيلة للاحتفاظ بالكربون الناتج من هذه العملية فيمكننا إنتاج الهيدروجين الأزرق، أما الهيدروجين الأخضر، وهو الأهم من بين أنواع الهيدروجين والذي ينتج من تحليل المياه تحليل كهربي للمياه من أجل فصل الهيدروجين عن الأوكسجين وهما من العناصر الأساسية للمياه، وبجانب تحليل المياه باستخدام الكهرباء والتي تنتج من المصادر المتجددة عن طريق الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، وهو الذي يمثل تعظيما مضاعفا للاستفادة من الطاقة النظيفة «الخضراء» من خلال استخدام الطاقة الكهربائية المولدة من مصادر الطاقة المتجددة «الشمسية – الرياح»، وبالتالي لا ينتج عنه أي من غازات الاحتباس الحراري.
ويشير الخبير إلى أن مصر لديها خطة طموحة للتوسع في الهيدروجين الأخضر، ومع انخفاض تكاليف إنتاج الهيدروجين الأخضر والطاقة المتجددة بشكل عام حيث وصلت إلى ٣ سنتات لكل كيلو وات ساعة، والهيدروجين الأخضر بالنسبة لمصر له أهمية قصوى حيث يساعد على التوسع في الطاقة المتجددة من أجل إنتاج الهيدروجين، وهو الذي يساعد على الدخول بقوة في مجال الطاقة المتجددة واستخدامها الاقتصادي، حيث يعد الهيدروجين الأخضر حاملا للطاقة مما يساعد على تحقيق أقصى استفادة ممكنة من الطاقة المتجددة المولدة من محطات الطاقة الشمسية والرياح، وبالتالي سهولة نقله وتصديره.
وعن طريقة استخدامه، يؤكد خبير الطاقة أن استخدامات الهيدروجين الأخضر هي نفس استخدامات الغاز الطبيعي، وبذلك يصلح لجميع استخدامات الغاز الطبيعي في الاستخدام المنزلي والنقل والبتروكيماويات.
وأكد الدكتور جمال القليوبي، أستاذ هندسة البترول بالجامعة الأمريكية، أن الهيدروجين الأخضر يعد من أنقى أنواع الهيدروجين، والذي يعتمد في إنتاجه بالكامل على الطاقة النظيفة، وعلى رأسها طاقة الرياح والطاقة الشمسية.
وأضاف «القليوبى»، أن فرصة مصر للتوسع في إنتاج الهيدروجين الأخضر كبيرة نظرا لامتلاك مصر شواطئ على البحرين الأحمر والمتوسط، بالإضافة إلى امتلاك مصر لقدرات كبيرة في مجال البترول والتي تؤهلها لتخزين الهيدروجين بكل سهولة.
وشدد أستاذ هندسة البترول، على ضرورة أن تضع مصر ضمن أهدافها «توطين التكنولوجيا الدقيقة» المستخدمة في إنتاج وإسالة الهيدروجين الأخضر، والعمل على التدريب والتأهيل للكوادر العاملة في هذا القطاع.
الهيدروجين الأخضر في مصر والعالم
• يعد الهيدروجين الأخضر أحد محاور استراتيجية مصر لتكون مركزا إقليميا ودوليا للطاقة.
• يناير ٢٠٢١: وقعت مصر اتفاقا مع "سيمنس" الألمانية لتنفيذ مشروع إنتاج الهيدروجين الأخضر.
• يوليو ٢٠٢١: وجه الرئيس عبدالفتاح السيسي، في يوليو الماضي بإعداد استراتيجية وطنية متكاملة لإنتاج الهيدروجين الأخضر في مصر.
• أغسطس ٢٠٢١: طالب الرئيس السيسي بضرورة الاهتمام بعنصر التدريب ضمن الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين الأخضر.
• أكتوبر ٢٠٢١: توقيع اتفاق بين الصندوق السيادي وشركة فيرتيجلوب وشركة سكاتك النرويجية لإنتاج الهيدروجين الأخضر بقدرة ٥٠-١٠٠ ميجاوات في منطقة العين السخنة.
• ٣-٤ مليارات دولار قيمة مشروعات إنتاج الهيدروجين الأخضر في مصر.
• يوجد ٦ أنواع من الهيدروجين وأشهرها الهيدروجين الأخضر والأزرق.
• يعد الغاز الطبيعي هو المصدر الأساسي لإنتاج الهيدروجين في العالم حاليًا.
• ينتج ٦٪ من الغاز الطبيعي العالمي نحو ٧٥٪، أو ٧٠ مليون طن من إنتاج الهيدروجين السنوي.
• ينتج العالم ١٢٠ مليون طن من الهيدروجين سنويًا معظمه باستخدام الغاز والفحم الأحفوري.
• في عام ٢٠٢٠، جرى استخدام أكثر من ٦٠٪ من سوق الهيدروجين العالمية البالغة ١٥٠ مليار دولار في عملية إنتاج الأمونيا.
• يستخدم الهيدروجين الأخضر في عملية تكرير النفط وإنتاج الميثانول، كما يستخدم مصدر وقود لسيارات الركوب والحافلات والمكوكات الفضائية.
