هشام سعد الشربيني: COP27 والتحول إلى الهيدروجين الأخضر

ما تم الإعلان عنه في مؤتمر شرم الشيخ عن تقديم مصر رؤية جديده عن العمل على أن يكون الهيدروجين الأخضر أحد مصادر الطاقة، مما يعزز مكانتها الجيوسياسية، كما يشهد نجاحا تجاريا، ويؤكد أن مصر في طريقها لتصبح قوة عالمية في سلسلة قيمة الطاقة الخضراء..

الوقود الأحفوري (Fossil Fuel)

أي فئة من المواد المحتوية على الهيدروكربونات ذات الأصل البيولوجي التي تحدث داخل قشرة الأرض، والتي يمكن استخدامها كمصدر للطاقة، يشتمل الوقود الأحفوري على الفحم والبترول والغاز الطبيعي والصخر الزيتي والبيتومين، وتحتوي جميعها على عنصر الكربون، وقد نتج ذلك الوقود نتيجة لعمليات جيولوجية تعمل على بقايا المواد العضوية الناتجة عن التمثيل الضوئي، وهي عملية بدأت (منذ 4.0 مليار إلى 2.5 مليار سنة).

معظم المواد الكربونية التي كانت تحدث قبل (419.2 مليون إلى 358.9 مليون سنة مضت) كانت مشتقة من الطحالب والبكتيريا، في حين أن معظم المواد الكربونية التي تحدث أثناء وبعد تلك الفترات كانت مشتقة من النباتات.

استخدامات الوقود الأحفوري،

يستخدم الوقود الأحفوري، أولا كمصدر للطاقة، حيث أن البترول هو المصدر الرئيسي للطاقة المستخدمة اليوم لتشغيل أشكال مختلفة من وسائل النقل.

كما يستخدم الفحم في الغالب لتوليد الكهرباء، ثانيا كمصدر للحرارة ، حيث يستخدم الغاز الطبيعي بشكل شائع في المنازل للطهي والتدفئة، ثالثا يستخدم كماده خام ، حيث يستخدم الفحم أيضا كمواد خام في العديد من الصناعات مثل صناعه الحديد والصلب كما يستخدم الفحم في تصنيع منتجات مثل الأصباغ، والشمع والأدوية والمبيدات الحشرية كما يستخدم البترول لصنع المنتجات البلاستيكية ومواد التشحيم.

انبعاثات الوقود الأحفوري

يشكل ثاني أكسيد الكربون (CO2) الغالبية العظمى من انبعاثات الغازات الدفيئة (Greenhouse gases)، ولكن تنبعث أيضا كميات أصغر من الميثان (CH4) وأكسيد النيتروز (N2O). يتم إطلاق هذه الغازات أثناء احتراق الوقود الأحفوري، مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي، لإنتاج الكهرباء.

قطاع النقل (27٪ من انبعاثات غازات الدفيئة)

ينتج قطاع النقل أكبر حصة من انبعاثات غازات الدفيئة. تأتي انبعاثات غازات الدفيئة من وسائل النقل في المقام الأول من حرق الوقود الأحفوري لسياراتنا وشاحناتنا، وسفننا، وقطاراتنا، وطائراتنا. أكثر من 90٪ من الوقود المستخدم في النقل يعتمد على البترول، والذي يشمل في المقام الأول البنزين والديزل.

قطاع توليد الطاقة (25٪ من انبعاثات غازات الدفيئة)

كما ينتج قطاع الطاقة الكهربائية ثاني أكبر حصة من انبعاثات غازات الدفيئة. ما يقرب من 60 ٪ من الكهرباء لدينا تأتي من حرق الوقود الأحفوري، ومعظمها من الفحم والغاز الطبيعي.

القطاع الصناعي (24٪ من انبعاثات غازات الدفيئة)

تأتي انبعاثات غازات الدفيئة من الصناعة في المقام الأول من حرق الوقود الأحفوري للحصول على الطاقة، وكذلك انبعاثات غازات الدفيئة من بعض التفاعلات الكيميائية اللازمة لإنتاج السلع من المواد الخام.

القطاع التجاري والسكني (13٪ من انبعاثات غازات الدفيئة)

تنشأ انبعاثات غازات الدفيئة من الشركات والمنازل في المقام الأول من الوقود الأحفوري المحترق لتوليد الحرارة، واستخدام بعض المنتجات التي تحتوي على غازات الدفيئة، والتعامل مع النفايات.

قطاع الزراعة (11٪ من انبعاثات غازات الدفيئة)

تأتي انبعاثات غازات الدفيئة من الزراعة من الماشية مثل الأبقار والتربة الزراعية وإنتاج الأرز.

(13٪ من انبعاثات غازات الدفيئة) – يمكن أن تكون مناطق الأراضي بمثابة بالوعة (امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف

الجوي) أو مصدر لانبعاثات غازات الدفيئة

ويجدر الإشارة الي إن زيادة غازات الدفيئة تثير تغيرات مناخية شديدة مثل الفيضانات والجفاف والحرارة، والتي تحفز أنواع الأكسجين التفاعلية والإجهاد التأكسدي في النباتات.

أنواع الهيدروجين الثلاثة 

أولا الهيدروجين الرمادي

وهو الشكل الأكثر شيوعا من الهيدروجين، يتم إنتاجه بواسطة من الوقود الأحفوري وينبعث عن تلك العملية ثاني أكسيد الكربون الذي لا يتم التقاطه.

ثانيا الهيدروجين الأزرق

يستخدم الهيدروجين الأزرق نفس العملية مثل اللون الرمادي، باستثناء هذه المرة يتم التقاط الكربون وتخزينه. هذا يجعلها أكثر ملاءمة للبيئة، ولكنها تأتي مع تحديات تقنية إضافية وزيادة كبيرة في التكلفة.

ثالثا الهيدروجين الأخضر

حيث انه يتم ‘نتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام عملية تسمى التحليل الكهربائي لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين وإذا كانت هذه العملية مدعومة بمصدر طاقة متجددة، مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية، فيشار إلى الهيدروجين على أنه أخضر.

إن الرؤية المستدامة للمستقبل للهيدروجين الأخضر هي تحقيق عالم ذو (صفر انبعاثات) ، حيث يتم إنتاج كل ما لدينا من الكهرباء والوقود من مصادر خالية من الانبعاثات. هذا يعني السعي لصناعة الهيدروجين الأخضر على نطاق عالمي بالكامل.

استخدام الهيدروجين الأخضر في صناعه الحديد

الهيدروجين الأخضر كمادة حقن بديلة لحقن الفحم المسحوق (PCI) يحسن أداء الأفران الصاخبة التقليدية.

يمكن أن يقلل الهيدروجين الأخضر من انبعاثات الكربون في الأفران العالية بنسبة 20٪.

ومع ذلك، لا يتم إنتاج الصلب الكربوني لأن الفرن العالي لا يزال يستخدم الفحم كعامل تخفيض.

بينما يمكن للهيدروجين كبديل مختزل إنتاج الحديد المختزل المباشر (DRI)، والذي يمكن تحويله بعد ذلك إلى صلب في فرن القوس الكهربائي (EAF).

يستخدم الغاز الطبيعي حاليا كمختزل في مسار DRI أو EAF … هذا من قبل الصناعات في الشرق الأوسط التي لديها إمكانية الوصول إلى إمدادات الغاز الطبيعي الرخيصة. يمكن ان استخدام الهيدروجين في عملية الاختزال المباشر.

يوفر ترتيب DRI / EAF عملية تصنيع الصلب الكربوني بفضل استخدام الهيدروجين الأخضر والكهرباء المتجددة من الشمس أو الرياح أو الماء.

استخدام الهيدروجين الأخضر كوقود لوسائل النقل

محركات الاحتراق التقليدية يمكن أن تجعل السيارة ثقيلة وأقل كفاءة، بدلا من محرك الاحتراق، تحتوي المركبات التي تعمل بالهيدروجين على خلايا وقود الهيدروجين، والتي تحول الطاقة إلى كهرباء بشكل أكثر كفاءة.

تقوم خلايا الوقود بتحويل الطاقة الكيميائية للوقود إلى طاقة كهربائية ويمكن أن تكون أكثر كفاءة مرتين إلى ثلاث مرات من محركات الاحتراق الداخلي.

تجعل خلايا الوقود السيارة أكثر كفاءة وهدوء، لأن هناك اهتزازات أقل من الأجزاء المتحركة.

يسمح وقود الهيدروجين للمركبات بالسفر لمسافات أطول مع كمية أقل من التزود بالوقود، لذلك فهو مثالي لتزويد مقطورات الجرارات الثقيلة وحافلات النقل العام، التي تسافر مئات الأميال في وقت واحد.

يمكن للمركبات الخالية من الانبعاثات، مثل الحافلات العامة التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين وشاحنات السحب، أن تكون خاملة دون المساهمة في تلوث الهواء.

يمكن للسائقين الحفاظ على تشغيل سياراتهم أثناء توقفها لتوفير التبريد أو التدفئة للراحة

تابعنا على تطبيق نبض