الهيدروجين الأخضر وقود المستقبل.. هل يصبح بديل الغاز والنفط في ظل أزمة الطاقة العالمية؟
وضعت غالبية دول العالم الهيدروجين الأخضر بوصفه وقود المستقبل.
وصفت غالبية دول العالم الهيدروجين الأخضر بوقود المستقبل، في ظل توقعات بأن يغطي نحو 12% من الطلب العالمي على الطاقة، ويقلل 10% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، بحلول 2050،
الهيدروجين وتصنيفاته
الهيدروجين هو العنصر الكيميائي الأكثر وجودًا في الطبيعة، وهو مصدر طاقة نظيف لا ينبعث منه إلا بخار الماء ولا يترك أي بقايا في الهواء، على عكس الفحم والنفط.
هناك 5 أنواع من الهيدروجين، وهي مصنّفة وفقًا لطريقة الإنتاج المستخدمة، ويشار إلى كل طريقة بلون محدد يمثل عملية الإنتاج، وذلك بحسب تقرير “أبحاث دبي للمستقبل” بالتعاون مع وزارة الطاقة والبنية التحتية ووزارة التغير المناخي والبيئي.
والـ5 أنواع من الهيدروجين هي: الهيدروجين الأخضر، الهيدروجين الأزرق، الهيدروجين الرمادي، الهيدروجين الأصفر، والهيدروجين الفيروزي.
الهيدروجين الأخضر
يُنتج الهيدروجين الأخضر عن طريق التحليل الكهربائي للماء، فتنفصل إلى جزء من الأكسجين وجزء هيدروجين، لكن يجب أن تكون الكهرباء ناتجة عن مصدر متجدد كطاقة الرياح أو الطاقة الشمسية، وفي هذه الحالة يُعرف بالهيدروجين المتجدد الخالي من الكربون.
وتوجد طرق أخرى لإنتاج الهيدروجين الأخضر من الوقود الحيوي ومعالجة الميثان الحيوي، لكنّها تنتج نسبة ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون، لذلك يسمى هيدروجين بصافي انبعاثات كربونية صفرية.
الهيدروجين الأصفر
الهيدروجين الأصفر أو ما يُطلق عليه الهيدروجين الوردي، يُنتج أيضًا عبر التحليل الكهربائي للماء مثل الهيدروجين الأخصر لكن باستخدام الكهرباء المنتجة من الطاقة النووية.
الهيدروجين الرمادي
الهيدروجين الرمادي يُنتج من الغاز الطبيعي أو الفحم، عن طريق فصل الهيدروجين عن الميثان، وما يفرقه عن الهيدروجين الأخضر أن الأول يضم مستويات عالية من انبعاثات الكربون.
الهيدروجين الأزرق
الهيدروجين الأزرق، يُنتج أيضًا من الوقود الأحفوري مثل الهيدروجين الرمادي، لكن مع خطوة إضافية يُحتجز فيها الكربون ويُخزّن عند الإنتاج، وهذا ما يجعله منخفض الكربون.
الهيدروجين الفيروزي
وأخيرًا الهيدروجين الفيروزي الذي يُنتج من خلال عملية تحليل الميثان مثل الهيدروجين الرمادي والأزرق، لكن يجري الحصول على الكربون في صورته الصلبة ما يجعله يتجنب الانبعاثات الكربونية في الغلاف الجوي.
الهيدروجين في الدول العربية
شهد الربع الأول من العام الحالي نشاطًا ملحوظًا من جانب الدول العربية في تعزيز التعاون والشراكة الدولية في مجال الهيدروجين والسعي نحو تنفيذ العديد من المشاريع وتوقيع مذكرات تفاهم، منها ما يقوم على إنتاج الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء، في حين تقوم أخرى على توسيع إنتاج الهيدروجين الأزرق، بالإضافة إلى تطبيقات الهيدروجين في مجال النقل البري والبحري والجوي، كما أظهر تقرير أوبك لتطورات الغاز الطبيعي المسال والهيدروجين خلال الربع الأول لعام 2022.
ارتفع عدد مشاريع إنتاج واستخدام الهيدروجين المُعلنة في الدول العربية حتي نهاية مارس/آذار 2022 إلى 38 مشروعًا، أغلبها لإنتاج الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء بإجمالي 24 مشروعًا، في حين خُصصت 9 مشاريع لإنتاج الهيدروجين الأزرق والأمونيا الزرقاء، و5 مشاريع لتطبيقات الهيدروجين في مجال النقل البري والبحري والجوي.
وتركزت هذه المشروعات في 8 دول عربية، وجاءت مصر في الصدارة تليها سلطنة عمان، ثم الإمارات، فالمملكة العربية السعودية، ثم العراق وموريتانيا، والجزائر والمغرب.
ستُمكن هذه المشاريع الدول العربية من تأدية دور مهم في السوق العالمي، والظفر بحصة جيدة من هذه السوق الواعدة لتضيف إلى موقعها الريادي في أسواق الطاقة دورًا جديدًا بوصفه مصدرًا للهيدروجين، إلى جانب دورها التاريخي بوصفه مصدرًا عالميًا لإمدادات النفط والغاز منذ عقود.
مشروعات الهيدروجين بالمنطقة العربية في عام 2022
مصر
تعمل مصر على إقامة وتشغيل منشأة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بقدرة 100 ميغاواط في المنطقة الصناعية بالعين السخنة التابعة للمنطقة الاقتصادية لقناة السويس، بعد أن وُقّع اتفاق التطوير المشترك للمشروع بنهاية مارس/آذار الماضي بين كل من “صندوق مصر السيادي”، وشركة “سكاتك النرويجية” للطاقة المتجددة، وشركة “أوراسكوم للإنشاء”، وشركة “فرتيجلوب”.
وفيما يتعلق بأحدث مشروعات الهيدروجين في مصر، فقد وقّعت المنطقة الاقتصادية لقناة السويس و”رينيو باور” الهندية، في 27 يوليو/تموز الماضي، مذكرة تفاهم لإنتاج الوقود الأخضر باستثمارات مستهدفة 8 مليارات دولار.
وهو مشروع مبدئي مُقسّم على مرحلتين، المرحلة الأولى العاجلة في الفترة 2023-2025 والمرحلة التالية في الفترة 2025-2029، وتبلغ الطاقة الإنتاجية للمرحلتين من الهيدروجين الأخضر نحو 220 ألف طن ومن الأمونيا الخضراء 1.1 مليون طن.
كما وقّعت المنطقة الاقتصادية لقناة السويس وشركة H2 Industries الألمانية المتخصصة في تخزين الطاقة، في مطلع يونيو/حزيران الماضي، مذكرة تفاهم لإنشاء أول محطة تحويل المخلفات إلى هيدروجين أخضر في منطقة شرق بورسعيد، بطاقة إنتاجية للمحطة ٣٠٠ ألف طن سنويًا من الهيدروجين الأخضر، وباستثمارات تبلغ نحو ٤ مليارات دولار، ومن المتوقع أن تستوعب المحطة نحو ٤ ملايين طن من المخلفات سنويًا.
وكانت قد أعلنت المنطقة الاقتصادية لقناة السويس في مايو/أيار الماضي، بتوقيع ٦ مذكرات تفاهم لمشروعات الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء مع كبرى الشركات والتحالفات العالمية خلال مارس/آذار وإبريل/نيسان ومايو/آيار ٢٠٢٢.
منها اتفاقية مع شركة أبوظبي لطاقة المستقبل “مصدر” الإماراتية وشركة “حسن علام للمرافق” المصرية في أبريل/نيسان الماضي، لإنتاج الهيدروجين الأخضر، بقدرة إنتاجية تبلغ 4 غيغاواط بحلول عام 2030، لإنتاج ما يصل إلى 480 ألف طن من الهيدروجين الأخضر سنويًا.
وفي الشهر نفسه وقّعت أيضًا مذكرة تفاهم للتعاون مع شركة “أميا باور” الإماراتية لإنتاج 390 ألف طن من الأمونيا الخضراء سنويًا باستثمارات تبلغ 3 مليارات دولار.
كما وقّعت في 10 مارس/آذار الماضي، مذكرة تفاهم مع شركة “سكاتك” النرويجية، بشأن مشروع إنتاج الأمونيا الخضراء من الهيدروجين الأخضر بكلفة إجمالية تبلغ 5 مليارات دولار، وسيُنفّذ المشروع على مرحلتين، ليبدأ الإنتاج بحلول 2025.
ومن جانبه أفاد رئيس المنطقة الاقتصادية لقناة السويس، يحيى زكريا خلال كلمته التي ألقاها في جلسة البنك الأوروبي لإعادة الإعمار والتنمية EBRD في مايو/آيار الماضي، أن مشروعات الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء في المنطقة الاقتصادية وحدها قد تصل استثماراتها لأكثر من 10 مليارات دولار، لتبلغ الطاقة الإنتاجية من الوقود الأخضر نحو أكثر من 5 ملايين طن سنويًا بحسب موقع المنطقة الاقتصادية لقناة السويس.
ويأتي توقيع مذكرات التفاهم تلك، لحين إنهاء الشركات دراسات الجدوى للمشروعات المزمع إنجازها، ومن ثم اتفاق الطرفين على البنود التي سيجري التوافق عليها، تمهيدًا للتوقيع عليها بشكل نهائي خلال قمة تغير المناخ Cop27 .
الإمارات
تستهدف الإمارات الاستحواذ على 25% من سوق وقود الهيدروجين العالمي بحلول عام 2030، وتأتي الخطة لتعزيز الحلول المستقبلية لتحديات المناخ العالمية، التي كان آخرها الإعلان عن مبادرة الإمارات الاستراتيجية للحياد المناخي 2050، التي تُعد أول مبادرة من نوعها في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا متوافقة مع اتفاقية باريس للتغير المناخي بحسب وكالة أنباء الإمارات.
تسعى شركة مصدر الإماراتية، إلى تطوير مصنع لإنتاج الهيدروجين الأخضر في الإمارات بحلول 2025، الذي تصل طاقته إلى 200 ميغاوات، بالتعاون مع شركتي Engie الفرنسية وفرتيجلوب Fertiglobe التي تتخذ من أبو ظبي مقرًا لها، بعد توقيع اتفاق التعاون بينهم في يناير/كانون الثاني الماضي.
وأعلنت Engie ومصدر في ديسمبر/ كانون الأول الماضي، عن إنشاء تحالف استراتيجي للتعاون في إنشاء مركز لإنتاج الهيدروجين الأخضر في دولة الإمارات، إذ تهدف الشركتان لإنشاء استثمارات في المنطقة بقيمة إجمالية تصل إلى 5 مليارات دولار، وطاقة إنتاجية لا تقل عن 2 غيغاوات بحلول عام 2030.
كما تعمل شركة النفط الوطنية، أدنوك، التي تنتج أكثر من 300 ألف طن سنويًا من الهيدروجين، على تطوير منشأة عالمية المستوى لإنتاج الأمونيا “الزرقاء” ومن المتوقع صدور القرار النهائي للاستثمار في المشروع خلال العام الجاري، على أن يبدأ التشغيل في 2025، وذلك بالتعاون مع شركة “جي إس إنرجي” الكورية و”ميتسوي المحدودة” اليابانية إلى جانب “فرتيجلوب”.
أيضا، وقّعت وزارة الطاقة والبنية التحتية مذكرة تفاهم مع شركة “بيئة للطاقة”، في مطلع فبراير/شباط، لتعزيز التعاون بشأن استراتيجية طويلة المدى تُعنى بتطوير حلول عملية في مجال تحويل النفايات إلى طاقة نظيفة لا سيما الهيدروجين.
أطلقت دولة الإمارات، في نهاية مايو/أيار، أول محطة لتحويل النفايات إلى طاقة على مستوى منطقة الشرق الأوسط، وطوّرتها”شركة الإمارات لتحويل النفايات إلى طاقة”، وهي شركة مشتركة بين مجموعة بيئة، وشركة “مصدر”، وهذه المحطة قادرة على تحويل 300 ألف طن من النفايات عن المكبات سنويًا وتوليد 30 ميغاواط من الكهرباء منخفضة الكربون، ومن ثم فسوف يُسهم المشروع في تفادي انبعاث ما يصل إلى 450 ألف طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
كما اتفقت “أدنوك” و”BP”، في نهاية مايو/أيار الماضي، على الانتقال إلى مرحلة إجراء دراسة جدوى مشتركة لإنتاج الهيدروجين منخفض الكربون في إمارة أبوظبي، واستكشاف فرص إنتاج وقود مستدام للطائرات في الدولة بالاعتماد على الهيدروجين الأخضر .
يُذكر أن هيئة كهرباء ومياه دبي (ديوا) قد نفّذت بالتعاون مع إكسبو 2020 دبي وشركة سيمنس، العام الماضي، مشروعًا لإنتاج الهيدروجين الأخضر من الطاقة الشمسية في مجمع محمد بن راشد، الذي سينتج نحو 20.5 كيلوغرام من الهيدروجين في الساعة تقريبًا عند العمل بطاقته القصوى البالغة 1.25 ميغاواط، وسيُولد 5 آلاف ميغاواط من الطاقة النظيفة بحلول العام 2030.
سلطنة عمان
تعمل سلطنة عمان على تنفيذ أحد أكبر مشروعات الوقود الأخضر”مشروع عمان للطاقة الخضراء”، بسعة 25 غيغاواط من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح المتجددة، التي ستُستخدم في إنتاج أكثر من 1.8 مليون طن من الهيدروجين الأخضر الخالي من الكربون سنويًا، ويمكن استخدامه محليًا أو تصديره، ليدخل المشروع حيز التشغيل بحلول عام 2038، إذ أعلن التحالف الذي يضم عدة شركات منها الشركة العمانية “أوكيو”، وشركة “إنرتك القابضة” الكويتية، وشركة InterContinental Energy في أبريل/نيسان الماضي عن بدء عدد من الإجراءات لتنفيذ الدراسات اللازمة للمشروع.
كانت قد وقّعت الهيئة العامة للمناطق الاقتصادية الخاصة والمناطق الحرة في 22 يونيو/حزيران الماضي، اتفاقية حق انتفاع بالأرض مع شركة الهيدروجين الأخضر والكيماويات، التي أسستها شركتا “أكمي” الدولية التي تتخذ من المملكة المتحدة مقرًا لها، وشركة “سكاتيك” النرويجية لتطوير المرحلة الأولى من مشروع إنتاج الهيدروجين الأخضر والأمونيا، الذي تعتزم الشركة تنفيذه بالمنطقة الاقتصادية الخاصة بالدقم.
وبموجب الاتفاقية، ستُنفذ شركة الهيدروجين الأخضر والكيماويات المرحلة الأولى من المشروع على مساحة تبلغ 12 كيلومتر مربع في المنطقة الاقتصادية الخاصة بالدقم، وذلك بطاقة إجمالية تقدر بنحو 100 ألف طن متري من الأمونيا سنويًا، ومن المتوقع أن تصل الطاقة الإنتاجية بعد اكتمال المشروع بأكمله إلى 1.2 مليون طن من الأمونيا الخضراء سنويًا.
كما وقّعت مجموعة “أوكيو العمانية”، في 26 مايو/أيار الماضي، على اتفاقية التطوير المشترك لمشروع هيدروجين عُمان، مع كل من شركتي “إير برودكتس” الأميركية وأكوا باور السعودية بهدف إنشاء محطة لإنتاج الأمونيا باستخدام الهيدروجين الأخضر في سلطنة عُمان، اعتمادًا على مصادر الطاقة المتجددة.
هل يُعد الهيدروجين الحل الأمثل لأزمة الطاقة الحالية؟
استبعد مدير إدارة شؤون البيئة في جامعة الدول العربية، محمود فتح الله، لفوربس استخدام الهيدروجين بوصفه بديلًا للنفط والغاز في الأمد القريب، خصوصًا في ظل أزمة الطاقة الحالية، بسبب عدد من العوائق المرتبطة بارتفاع التكلفة ومشاكل النقل، كما أن ضعف مرونة إحلال الهيدروجين محل الطاقة التقليدية في قطاع النقل والقطاع الصناعي تجعل من التعويل عليه في حل أزمة الطاقة الحالية أمرًا مستبعدًا إلى حد كبير، “ويبقى الأمل في إحلال الهيدروجين محل الطاقة التقليدية في الأجل الطويل مع التطور التكنولوجي السريع الذي يخفض من تكلفة الإحلال مستقبلًا”.
أما المدير العام لوكالة الطاقة الدولية، فرانشيسكو لا كاميرا، فيعد عام 2022 يشكّل “مثالًا حيًا على الجدوى الاقتصادية لمشاريع توليد الطاقة المتجددة بوصفها أرخص أشكال الطاقة في وقتنا الراهن، وتسهم هذه المشاريع في تحرر الاقتصادات من تقلب الأسعار وواردات الوقود الأحفوري، والحد من تكاليف الطاقة، ولا سيما إذا استمرت أزمة الطاقة الراهنة”.
ونظرًا لأن الهيدروجين أصبح سلعة يجري تداولها دوليًا بشكل متزايد، فإن قطاع الهيدروجين سوف يجذب مبالغ متزايدة من الاستثمار، إذ تتطلب تلبية الطلب العالمي استثمارًا بنحو 4 تريليونات دولار بحلول عام 2050، بحسب الوكالة الدولية للطاقة المتجددة.
ومن جانب آخر تشكل التكلفة العالية للهيدروجين الأخضر مقارنة بالوقود الأحفوري تحديًا كبيرًا لنشر الهيدروجين الأخضر، وقد أوردت الوكالة الدولية للطاقة المتجددة مختلف السيناريوهات لهذا الأمر، فهناك السيناريو الأكثر تفاؤلًا الذي يمكن أن تصل تكاليف الإنتاج إلى مستويات 0.65 دولار/ كجم في الساعة بحلول عام 2050، أما عن السيناريو الأقل تفاؤلًا ستصل التكلفة إلى مستويات 1.15 دولار/ كجم في الساعة.
وبصفة عامة لا يمكن أن يكون الهيدروجين حلًا مناخيًا قابلًا للتطبيق إلا إذا كانت الطاقة اللازمة لإنتاجه تأتي من مصادر متجددة.