من أعماق الأرض إلى البطاريات.. الهيدروجين الطبيعي قد يكون وقود المستقبل

يُعتبر الهيدروجين الطبيعي موردًا ناشئًا وغير مستغل بالكامل في سعي البشرية لمصادر طاقة نظيفة ومتجددة. على عكس الهيدروجين الصناعي، يتكوّن هذا النوع طبيعيًا عبر تفاعلات جيولوجية داخل قشرة الأرض، ما يعني أنه متاح دون تكلفة إنتاج، رغم وجود تكلفة لاستخراجه، ولا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون أو ملوثات بشرية أخرى.

استخدامات الهيدروجين حالياً

يُستخدم الهيدروجين اليوم أساسًا في تكرير النفط، وإنتاج الأمونيا للأسمدة، وصناعة الميثانول، الذي يمكن استخدامه كوقود أو مكون في البلاستيك. ومع تقدم التكنولوجيا، يصبح الهيدروجين وقودًا قابلًا للاستخدام في السيارات والطائرات والسفن والمصانع. ومن المتوقع أن يرتفع الطلب العالمي على الهيدروجين من حوالي 90 مليون طن متري في 2022 إلى أكثر من 500 مليون طن متري بحلول 2050.

ألوان الهيدروجين وأنواعه

يستخدم الباحثون وصناعة الطاقة مجموعة ألوان لتصنيف مصادر الهيدروجين:

الهيدروجين الرمادي والأزرق: يُنتَج من حرق الوقود الأحفوري، مع التقاط الكربون في الأزرق للحد من الانبعاثات.

الهيدروجين الأخضر: يُنتَج عبر التحليل الكهربائي للماء باستخدام طاقة متجددة.

الهيدروجين الأبيض أو الذهبي: طبيعي التكوّن في الأرض ويستخرج مباشرة بأقل معالجة.

تكوين الهيدروجين الطبيعي

أكثر الآليات دراسة هو تفاعل السربنتينيزايشن، حيث يتفاعل الماء مع صخور غنية بالحديد تُعرف بالصخور الفوق أساسية، مطلقًا غاز الهيدروجين، يحدث هذا في مناطق متنوعة حول العالم، بما في ذلك أحزمة محيطية وتكوّنات قارية مثل Midcontinent Rift في أمريكا الشمالية.

هناك أيضًا الهيدروجين الحراري الذي يتشكل في أحواض رسوبية عميقة عندما تتحلل المواد العضوية عند درجات حرارة عالية (250–500°C)، وينتج أحيانًا مع غازات أخرى مثل الميثان والنيتروجين.

البحث عن احتياطيات واعدة

تسعى الشركات والباحثون باستخدام تقنيات مشابهة للتنقيب عن النفط والغاز، للعثور على تجمعات الهيدروجين في ثلاثة أنواع من التكوينات:

– التسربات المركزة: تتسرب عبر الشقوق والصدوع بسرعة وتكون صعبة الجمع على نطاق واسع.

– طبقات الفحم: قد تحتوي على كثافة أعلى من الهيدروجين لكنها صعبة الاستخراج.

– أنظمة الاحتباس (Reservoir-Trap-Seal) تشبه تكوينات الغاز الطبيعي، وتعد الأكثر وعدًا للاستخراج التجاري، لكنها لا تزال غير مثبتة عمليًا.

الاحتياطيات العالمية

تقدر الـالمسح الجيولوجي الأمريكي أن هناك أكثر من 5 تريليونات طن متري من الهيدروجين الجيولوجي حول العالم، حتى 2% من هذا المجموع يمكن أن يغطي الطلب العالمي لأكثر من 200 عام.

المواقع الحالية

حاليًا، ينتج حقل واحد في قرية بوراكبوغو، مالي الهيدروجين تجاريًا. ويتركز البحث في الولايات المتحدة، أستراليا، كندا، وأوروبا، مشروع Nemaha في كانساس يؤكد وجود تركيزات عالية تصل إلى أكثر من 90% هيدروجين و3% هليوم.

التحديات التقنية والاقتصادية

استخراج الهيدروجين الطبيعي يتطلب التغلب على صعوبات علمية وتقنية، منها صعوبة الكشف عن الغاز تحت الأرض، وفصل الهيدروجين عن الغازات الأخرى عند تركيزات منخفضة.

إلا أن الطبيعة الجيولوجية للغاز تجعل التكلفة المحتملة لاستخراجه أقل بكثير من طرق الإنتاج التقليدية، وربما تصل إلى عشر تكلفة الهيدروجين الصناعي.

الخلاصة

الهيدروجين الطبيعي ليس “حفلة ذهبية” سريعة، لكنه يمثل مصدرًا كبيرًا ومنخفض الكربون للطاقة يمكن أن يكمل مصادر الطاقة المتجددة الأخرى، مع الاستمرار في البحث العلمي الدقيق واستكشاف التكوينات الغنية والهامة اقتصاديًا.