كتبت : حبيبة جمال
تكتسب إمكانات الهيدروجين كمصدر نظيف للطاقة زخماً مع قيام الشركات الكبرى بالاستثمار بكثافة فيه والعمل على تعميمه.
فيما يلي الأشياء الثلاثة المهمة التي تتكشف في الصناعة الآن والتي تستحق المعرفة.
كشفت شركة Duke Energy Corp عن خطط لبناء وتشغيل نظام الهيدروجين الأخضر الرائد في محطة DeBary للطاقة الشمسية في فلوريدا، في حين ستعرض شركة First Hydrogen الإمكانات التي لا مثيل لها للهيدروجين في تشغيل المركبات.
في غضون ذلك، حذر مختبر وزارة الطاقة الأمريكية من أن خلط الهيدروجين في خطوط أنابيب الغاز الطبيعي له حدود بسبب التسرب، ثم اقترحوا إصلاحات لمساعدة مشغلي خطوط الأنابيب في تحديد قطاعات خطوط النقل التي تحتاج إلى تعديل أو استبدال.
الكشف عن نظام الهيدروجين الأخضر الأول من نوعه
وقالت شركة الطاقة العملاقة، إن هذه المبادرة ستكون “أول نظام في البلاد قادر على إنتاج وتخزين وحرق الهيدروجين الأخضر بنسبة 100% في توربينات الاحتراق”. ومع بدء أعمال البناء في وقت لاحق من هذا العام، من المتوقع أن يعمل النظام بكامل طاقته بحلول عام 2024.
سيقوم المشروع بدمج الطاقة الشمسية لتشغيل وحدتي التحليل الكهربائي بقدرة 1 ميجاوات، لإنتاج الأكسجين والهيدروجين الأخضر للتخزين الآمن والاستخدام اللاحق في توربينات الاحتراق. سيتم تحديث هذا النظام ليعمل على مزيج الغاز الطبيعي/الهيدروجين أو الهيدروجين النقي باستخدام تقنية GE Vernova.
يعكس هذا المسعى المبتكر توقعات شركة Duke Energy للإمكانات الكبيرة للهيدروجين في تحقيق إزالة الكربون عبر قطاعات الاقتصاد الأمريكي. كما سيساعد شركة الطاقة في ضمان موثوقية الشبكة وسط التكامل المتزايد لمصادر الطاقة المتجددة.
هذه المبادرة عبارة عن تعاون بين Duke وGE Vernova وSargent & Lundy LLC، وهي جزء من برنامج “Vision Florida” الشامل التابع لـ Duke. ويضم العديد من المشاريع المتطورة مثل الشبكات الصغيرة، وتخزين البطاريات، ومنشآت الطاقة الشمسية والتخزين، بميزانية مشروع تبلغ 100 مليون دولار.
الهيدروجين منخفض الكربون
وبينما تتوقع الصناعة الجدوى الاقتصادية لمحطات الطاقة التي تعمل بوقود الهيدروجين الأخضر، تؤكد التقارير الأخيرة الصادرة عن وكالة الطاقة الدولية على الحاجة إلى دعم سياسي قوي وجهود استثمارية، وهذا أمر بالغ الأهمية لتسريع اعتماد إنتاج الهيدروجين منخفض الكربون في جميع أنحاء العالم، حيث يلعب إنتاج الهيدروجين الأخضر دورا محوريا.
وقدرت الوكالة أن إنتاج الهيدروجين منخفض الكربون يمكن أن ينمو بشكل كبير بحلول عام 2030، ليصل إلى 38 مليون طن متري سنويا، أما بالنسبة لحجم السوق، تشير التقديرات إلى أن توليد الهيدروجين العالمي قد يصل إلى أكثر من 230 مليار دولار.
إحدى الشركات المعينة التي تتخذ الخطوة الأولى للاستفادة من هذا النمو الهائل في إنتاج الهيدروجين هي شركة First Hydrogen Corp.
عرض إمكانات الهيدروجين التي لا مثيل لها
تقوم شركة First Hydrogen ببيع وتأجير الجيل التالي من المركبات التجارية التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين، إنها النوع المحدد الذي تتوقع وزارة الطاقة أن ينفجر.
أصبحت السيارة التجريبية للشركة، FCEV، قانونية على الطرق، ويبلغ مداها 500 كيلومتر أو أكثر، وتغلبت نتائج التجارب على هذا النطاق، حيث تجاوزت FCEV نطاقًا يبلغ 630 كيلومترًا في اختبار مع SSE Plc.
كما أشادت شركة Rivus، التي تضم أسطولها 120 ألف مركبة، بالنتائج غير المسبوقة في تحليلها. يمكن للمركبات التجارية الهيدروجينية الخفيفة والمتوسطة الحجم التابعة لشركة First Hydrogen التزود بالوقود في دقائق، تمامًا مثل السيارة التي تعمل بالغاز.
وبهذا، أعلنت شركة First Hydrogen مؤخرًا أنها ستستضيف أول حدث على الإطلاق لمركبتها FCEV في نهاية أكتوبر على المسار في HORIBA MIRA، المملكة المتحدة. سيحصل المشاركون المدعوون على إمكانية الوصول العملي إلى سيارة FCEV الأولى من نوعها وفرصة قيادتها.
لكن الشركة لا تقتصر على مجرد تقديم المركبات التي تعمل بالهيدروجين؛ كما تخطط أيضًا لبناء إنتاج الهيدروجين الخاص بها.
تعتبر شركة First Hydrogen من بين العديد من الشركات التي تعتقد أن الهيدروجين أصبح لاعبًا نجميًا في التحول إلى طاقة أنظف. تدرك شركات أخرى أيضًا هذا التحول التحويلي ومشاريع مزج الهيدروجين الرائدة في الولايات المتحدة.
ومع ذلك، حذر أحد مختبرات وزارة الطاقة من أحد التحديات المحددة التي يواجهها مزج الهيدروجين.
مزج الهيدروجين
كشفت دراسة أجراها مختبر أرجون الوطني، أن ميل الهيدروجين إلى تفاقم تسرب خطوط الأنابيب يمكن أن يعيق جهود الصناعة لمزج الوقود النظيف في خطوط نقل الغاز الطبيعي.
وأظهرت نماذجهم أن إدخال مزيج الهيدروجين بنسبة 30% في خطوط أنابيب الغاز أدى إلى انخفاض بنسبة 6% في انبعاثات الغازات الدفيئة خلال دورة الحياة.
وأبرز البحث أن المزج يمكن أن يزيد من التسرب من خطوط النقل، مما يلغي فوائد المنبع والمصب، ويرجع ذلك إلى الاختلافات في كثافة الطاقة بين الميثان والهيدروجين- يحتوي H2 على ثلث كثافة طاقة CH4.
وهذا يعني أن زيادة معدلات التدفق والضغط لحمل الهيدروجين في الأنابيب يزيد أيضًا من معدلات تسرب الميثان.
