الهيدروجين والهيدروجين منخفض الكربون
تشغيل الدراجة النارية

الهيدروجين والهيدروجين منخفض الكربون

الهيدروجين الأخضر أو ​​منزوع الكربون: كيف يتغير مقارنة بالهيدروجين الرمادي

مصنفة على أنها طاقة متجددة مقارنة بالوقود الأحفوري

بينما تسعى البلدان في جميع أنحاء العالم جاهدة للحد من انبعاثاتها الملوثة ، تتم دراسة استخدام أنواع مختلفة من الطاقة بعناية ، لا سيما بمساعدة مصادر الطاقة المتجددة (الهيدروليكية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية) ، ولكن ليس فقط.

وبالتالي ، غالبًا ما يتم تقديم الهيدروجين كمصدر للطاقة المتجددة مع مستقبل مشرق لعدة أسباب: كفاءة الوقود بالنسبة للبنزين ، ووفرة الموارد ، ونقص الانبعاثات الملوثة. كما يتم اعتباره كحل لتخزين الطاقة حيث بدأت شبكة خطوط الأنابيب المنقولة من خلاله في التطور (4500 كم من خطوط الأنابيب المتخصصة في جميع أنحاء العالم). لهذا السبب غالبًا ما يُنظر إليه على أنه وقود الغد. بالإضافة إلى ذلك ، تستثمر أوروبا فيه بكثافة ، وكذلك فرنسا وألمانيا ، اللتين أطلقتا خططًا لدعم تطوير الهيدروجين بقيمة 7 مليارات يورو و 9 مليارات يورو لكل منهما.

ومع ذلك ، فإن الهيدروجين بعيد عن أن يكون غير معروف. في حين أنه لا يستخدم حاليًا على نطاق واسع كوقود لخلايا الوقود في المركبات الكهربائية ، إلا أنه يستخدم على نطاق واسع في مجال الصناعة. بل إنه عنصر أساسي لبعض العمليات مثل تكرير الوقود أو إزالة الكبريت. كما أنها تعمل في الصناعات المعدنية ، والصناعات الزراعية ، والكيمياء ... في فرنسا وحدها ، يتم إنتاج واستهلاك 922 ألف طن من الهيدروجين سنويًا لإنتاج عالمي يبلغ 000 مليون طن.

تاريخياً ، تلوث إنتاج الهيدروجين بشدة

لكن الصورة الآن بعيدة كل البعد عن كونها شاعرية. لأنه إذا لم يلوث الهيدروجين البيئة ، فهو عنصر غير موجود كما هو في الطبيعة ، حتى لو تم العثور على عدد قليل من المصادر الطبيعية النادرة. لذلك ، فهي تتطلب إنتاجًا محددًا ، في عملية ملوثة للغاية لأنها تنبعث الكثير من ثاني أكسيد الكربون وتعتمد على الوقود الأحفوري في 2 ٪ من الحالات.

اليوم ، يعتمد كل إنتاج الهيدروجين تقريبًا على تبخر الغاز الطبيعي (الميثان) ، أو الأكسدة الجزئية للنفط ، أو تغويز الفحم. على أي حال ، ينتج عن إنتاج كيلوغرام واحد من الهيدروجين حوالي 10 كجم من ثاني أكسيد الكربون. بالنسبة للبيئة ، سنعود حيث أن مستوى إنتاج الهيدروجين العالمي (2 مليون طن) يولد ما يعادل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من جميع الرحلات الجوية!

إنتاج التحليل الكهربائي

إذن كيف يمكن لهذا الهيدروجين أن يكون مفيدًا لتلوث الهواء إذا كان سيؤدي فقط إلى دفع التلوث إلى أعلى؟

هناك طريقة أخرى لإنتاج الهيدروجين: التحليل الكهربائي. يُشار بعد ذلك إلى الإنتاج القائم على الأحافير باسم الهيدروجين الرمادي ، بينما ينتج الإنتاج القائم على التحليل الكهربائي للماء منخفض الكربون أو هيدروجين منخفض الكربون.

كما يوحي الاسم ، تسمح عملية التصنيع هذه بإنتاج الهيدروجين مع الحد من توازن الكربون ، أي بدون استخدام الطاقة الأحفورية ومع انبعاثات قليلة من ثاني أكسيد الكربون. تتطلب هذه العملية هنا فقط الماء (H2O) والكهرباء ، مما يسمح لجزيئات ثنائي الهيدروجين (H2) والأكسجين (O) بالانفصال.

مرة أخرى ، يكون الهيدروجين الناتج عن التحليل الكهربائي "منخفض الكربون" فقط إذا كانت الكهرباء التي تشغل إنتاجه "مكربنة" أيضًا.

في الوقت الحاضر ، تكلفة إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي أعلى أيضًا ، حوالي مرتين إلى أربع مرات أعلى من التبخر اعتمادًا على المصادر والبحث.

عمل عناصر الهيدروجين

وقود سيارات الغد؟

إن هذا الهيدروجين الخالي من الكربون هو الذي طرحته خطط التنمية الفرنسية والألمانية. في البداية ، يجب أن يكون هذا الهيدروجين قادرًا على تلبية احتياجات الصناعة ، فضلاً عن تقديم بديل عالي الحركة ، والذي لا تعد البطاريات خيارًا له. وهذا ينطبق على النقل بالسكك الحديدية ، والشاحنات ، والنقل النهري والبحري ، أو حتى النقل الجوي ... حتى لو كان هناك تقدم فيما يتعلق بالطائرات الشمسية.

يجب أن يقال أن خلية وقود الهيدروجين يمكنها تشغيل محرك كهربائي أو شحن بطارية مرتبطة بمزيد من الاستقلالية أثناء التزود بالوقود بعد بضع دقائق ، كما هو الحال مع محرك الاحتراق الداخلي ، ولكن دون انبعاث ثاني أكسيد الكربون أو الجسيمات وبخار الماء فقط. ولكن مرة أخرى ، نظرًا لأن تكاليف التصنيع أعلى من تلك الخاصة بتكرير البنزين والمحركات ، والتي تعد حاليًا أغلى بكثير ، فمن غير المتوقع أن تنمو خلية وقود الهيدروجين بسرعة على المدى القصير ، على الرغم من أن مجلس الهيدروجين يقدر أن الوقود يمكن أن يشغل 2 ملايين إلى 10 مليون سيارة في العقد المقبل.

نظام الهيدروجين

إضافة تعليق