لقد تم وصف الهيدروجين بأنه “وقود المستقبل”. فهو ينبعث منه الحرارة والماء فقط عندما يحترق، مما يجعله بديلاً جذابًا للوقود الأحفوري.
لكن غالبية إنتاج الهيدروجين يعتمد حاليا على الغاز أو الفحم، في العمليات التي ينبعث منها الكثير من ثاني أكسيد الكربون.
يقدم الهيدروجين “الأخضر”، الذي يتم تصنيعه باستخدام الطاقة المتجددة، فرصة واعدة – ولكن غالي – بديل. فماذا لو كانت هناك طريقة لإلغاء عمليات الإنتاج هذه تمامًا؟
تحتوي الأرض على كميات هائلة من الهيدروجين الطبيعي الذي يمكن استخلاصه من الأرض.
أثار الاكتشاف الضخم لما يسمى بالهيدروجين “الأبيض” في فرنسا في وقت سابق من هذا العام الإثارة بأنه يمكن أن يصبح مصدرًا نظيفًا ورخيصًا ومفيدًا. طاقة متجددة مصدر.
وسرعان ما انضمت سويسرا إلى عملية البحث، ووجدت أنها طبيعية هيدروجين في كانتون غراوبوندن في فصل الربيع. وفي الصيف، بدأت البلاد في فحص الصخور في فاليه بحثًا عن المزيد من الرواسب.
هل يمكن للهيدروجين الأبيض أن يحمل مفتاح الأمان و الطاقة النظيفةولماذا يتم استكشافه فقط؟
ما هو الهيدروجين الأبيض؟
الهيدروجين هو العنصر الكيميائي الأكثر وفرة على وجه الأرض ويتواجد بشكل طبيعي في كل شيء من الماء إلى النباتات.
ولكن حتى وقت قريب، كانت هناك كميات كبيرة من هيدروجين ولم يكن من المعتقد أن الغاز في صورته النقية موجود في الأرض.
وقد تم اكتشاف عرضي في مالي في عام 2012. حيث تبين أن البئر التي تم حفرها قبل عقود من الزمن كانت تنبعث منها هيدروجين طبيعي نقي تقريبًا.
ومنذ ذلك الحين، قام الجيولوجيون بشكل متزايد بإجراء تجارب على استخراج إمدادات من هذا الغاز الطبيعي – الذي يُعتقد أنه يتشكل من خلال الماء –المعدنية ردود الفعل – من تحت سطح الأرض.
على عكس الوقود الاحفوري فالمخزونات التي يستغرق تكوينها ملايين السنين، يتم تجديد الهيدروجين الطبيعي أو “الأبيض” باستمرار.
هل الهيدروجين الأبيض هو مستقبل الطاقة الآمنة والنظيفة؟
ليس من الواضح حتى الآن بالضبط كيف تتشكل رواسب الهيدروجين الأبيض، وما إذا كانت قابلة للاستغلال تجاريًا.
وتستكشف الشركات الناشئة والعلماء هذا الاحتمال، مع بعض النتائج الواعدة.
يقول الدكتور مايكل ويبر، الأستاذ في جامعة كاليفورنيا: “تحتوي الأرض على العديد من المواقع حيث تتعايش الظروف المناسبة لإنتاج وتجميع الهيدروجين بشكل طبيعي، والذي يمكن بعد ذلك استخراجه للاستخدام المجتمعي”. طاقة مصادر في جامعة تكساس، أوستن، الولايات المتحدة الأمريكية، تقول ليورونيوز غرين.
“الخبر السار هو أنه من خلال ترك الأرض تقوم بالعمل نيابةً عنا، فمن المرجح أن يكون مصدر الهيدروجين هذا أكثر نظافة في الإنتاج من الطرق الحالية لتغويز الفحم، أو إصلاح الميثان، أو تحليل الماء كهربائيًا”.
على الرغم من أنه من المحتمل العثور على معظم الهيدروجين الطبيعي في مواقع بحرية لا يمكن الوصول إليها، فقد تم اكتشاف رواسب في أستراليا وأوروبا الشرقية وفرنسا وعمان وسلطنة عمان. إسبانيا والولايات المتحدة، وكذلك في مالي وغرب أفريقيا.
في مايو، إيداع كبير من الطبيعية هيدروجين تم اكتشافه بالصدفة في منطقة لورين بفرنسا. اكتشفه فريق بحث من مختبر GeoRessources بجامعة لورين والمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS) ومنتج الطاقة La Française de l’Energie أثناء اختبار مستويات الميثان في التربة.
إعلانويقومون حاليًا بالحفر بشكل أعمق لمعرفة كمية الهيدروجين الموجودة بالضبط، لكنهم يقدرون أنه قد يكون هناك حوالي 46 مليون طن – أي ما يعادل أكثر من نصف الإنتاج السنوي الحالي في العالم من الهيدروجين الرمادي – وفقًا لـ CNRS.
وفي الوقت نفسه، في شمال شرق إسبانيا، تقول شركة التنقيب هيليوس أراغون إنها عثرت على خزان يضم أكثر من مليون طن من هيدروجينوالتي تهدف إلى بدء الحفر في عام 2024.
إنه يبدو واعدًا كبديل رخيص للهيدروجين الأخضر، والذي يكلف حاليًا حوالي 5 يورو للكيلوغرام الواحد. تبلغ تكلفة الهيدروجين الأبيض 0.50 يورو فقط للكيلوغرام الواحد، حسبما أفادت وسائل الإعلام والأبحاث علوم التقارير.
ما هي مشاكل الطاقة الهيدروجينية؟
ومع ذلك، قد لا يكون الهيدروجين الأبيض حلاً سحريًا لأزمة الطاقة.
ويقول بعض العلماء عدم وجود بيانات عن تسرب الهيدروجين والضرر المحتمل الذي يمكن أن تسببه يمثل مشكلة بالنسبة للصناعة الناشئة.
إعلانلو هيدروجين وإذا تسرب إلى الغلاف الجوي، فإنه يمكن أن يقلل من تركيز الجزيئات التي تدمر الغازات الدفيئة هناك، مما يبطل فوائده البيئية.
ومع الافتقار إلى التكنولوجيا اللازمة لمراقبة تسرب الهيدروجين، فقد تكون هذه نقطة عمياء كبيرة.
يقول الدكتور ويبر: “كما هو الحال مع مصادر الهيدروجين الأخرى، يجب التعامل مع (الهيدروجين الطبيعي) بعناية لتقليل مخاطر السلامة وتجنب التسربات”.
لكنها قد لا تشكل خطرا بيئيا كبيرا كما يعتقد البعض.
“إن بحثنا في جامعة تكساس في أوستن، والذي تم تقديمه (يوم الأربعاء) في مؤتمر ASME IMECE في نيو أورليانز، يخلص إلى أن تأثير الاحتباس الحراري غير المباشر لانبعاثات الهيدروجين الهاربة هو في الواقع صغير جدًا مقارنة بتأثيرات غازات الدفيئة الأخرى في دورة الحياة، وبالتالي فإن الاحتباس الحراري المخاطر من غير المرغوب فيها هيدروجين التسريبات طفيفة.”
إعلانومع ذلك، فإن التسريبات ليست مصدر القلق الوحيد عند نقل الهيدروجين. فهو يشغل مساحة كبيرة في شكل غاز ويتطلب درجة حرارة -253 درجة مئوية لتسييله، وهو ما قد يكون مكلفًا للغاية.
هناك أيضًا نقص في خطوط الأنابيب وأنظمة توزيع الهيدروجين. ال الوقود الاحفوري وتأمل الصناعة أن تتمكن في نهاية المطاف من التحرك عبر البنية التحتية القائمة، مثل خطوط أنابيب الغاز. ومع ذلك، يقول العلماء أن الهيدروجين يمكن أن يؤدي إلى تآكل الأنابيب المعدنية ويؤدي إلى تشققها.
ليست فقط جزيئات الهيدروجين أصغر حجمًا وأخف وزنًا من تلك الموجودة فيها الميثانمما يزيد من صعوبة احتوائها، لكنها أيضًا أكثر قابلية للانفجار من الغاز الطبيعي، مما يثير مخاوف تتعلق بالسلامة.
هذه بعض الأسباب مضخات حرارية وتعمل بالبطارية المركبات الكهربائية فاز على البدائل القائمة على الهيدروجين، وفقا لمجلة ساينس.
يمكن أن يكون الوقود مناسبًا بشكل أفضل للمركبات الثقيلة التي لا يمكنها استخدام البطاريات بسهولة، مثل الشاحنات، السفن والطائرات، بالإضافة إلى صناعة الصلب والعمليات الكيميائية مثل إنتاج الأسمدة.