مخاطر تهدد الفوائد المناخية للهيدروجين الأخضر.. التسريب والتكاليف العالية ومخاوف السلامة والبنية التحتية للتخزين والنقل

تضع الحكومات وشركات الطاقة رهانات كبيرة على وقود المستقبل الذي يتم الترويج له كثيرًا، إلا بعض العلماء يقولون إن نقص البيانات عن التسريبات والأضرار المحتملة للهيدروجين الأخضر التي يمكن أن يسببها نقطة عمياء للصناعة الناشئة.

تشير أربع دراسات على الأقل نُشرت هذا العام إلى أن الهيدروجين يفقد ميزته البيئية عندما يتسرب إلى الغلاف الجوي.
نقلت وكالة رويترز عن عالمين، إنه إذا حدث تسرب بنسبة 10% أثناء إنتاجه أو نقله أو تخزينه أو استخدامه، فإن فوائد استخدام الهيدروجين الأخضر على الوقود الأحفوري ستقضي تمامًا.

تمضي الحكومات قدما في تقديم الدعم المالي لهذه الصناعة، لدى عدد من الدول استراتيجيات للهيدروجين ومنهم مصر، وتم إدراج مليارات الدولارات لمشروعات الإنتاج والنقل في العديد من الدول، ويقول العلماء، إن مشكلة الهيدروجين، أنه عندما يتسرب إلى الغلاف الجوي، فإنه يقلل من تركيز الجزيئات التي تدمر غازات الدفيئة الموجودة بالفعل، مما قد يساهم في الاحتباس الحراري.

غياب تكنولوجيا كشف التسرب

فالافتقار إلى التكنولوجيا لمراقبة تسرب الهيدروجين يعني وجود فجوة في البيانات، وهناك حاجة إلى مزيد من البحث لحساب تأثيرها الصافي على ظاهرة الاحتباس الحراري قبل اتخاذ قرارات الاستثمار النهائية.

نشرت جامعة كولومبيا، وصندوق الدفاع البيئي، وهو مشروع مشترك بين جامعتي كامبريدج وريدينج، وشركة Frazer-Nash Consultancy جميع الدراسات حول مخاطر التسربات التي تقوض الفوائد المناخية للهيدروجين الأخضر، حيث أوضحت آن صوفي كوربو، الباحثة في مركز سياسة الطاقة العالمية بجامعة كولومبيا: “نحتاج إلى بيانات أفضل بكثير، نحتاج إلى أجهزة أفضل بكثير لقياس التسرب، ونحتاج إلى تنظيم يفرض فعليًا قياس التسرب”، وتقدر أن معدلات التسرب يمكن أن تصل إلى 5.6٪ بحلول عام 2050 عندما يتم استخدام الهيدروجين على نطاق أوسع.

تأثير انبعاثات الهيدروجين

يعمل معهد أبحاث المناخ النرويجي CICERO أيضًا على دراسة مدتها ثلاث سنوات ونصف من المقرر أن تنتهي في يونيو 2024 حول تأثير انبعاثات الهيدروجين، وقالت ماريا ساند، التي تقود البحث، إن هناك فجوة كبيرة في العلم، وأضافت “هناك إمكانات كبيرة للهيدروجين، نحتاج فقط إلى معرفة المزيد قبل أن نجعل الانتقال الكبير”.

التحديات والمخاطر

الهيدروجين المستخدم الآن في مصافي النفط ومصانع الكيماويات وصناعة الأسمدة، مصنوع من الغاز الطبيعي في عملية ينتج عنها ثاني أكسيد الكربون وهو الهيدرجين الأزرق، أما الهيدروجين الأخضر فيتكون باستخدام الطاقة المتجددة لتقسيم المياه من خلال التحليل الكهربائي، دون إنتاج غازات الدفيئة.

عامل الجذب الرئيسي لاستخدام الهيدروجين كوقود، أن المنتج الثانوي الرئيسي هو بخار الماء، جنبًا إلى جنب مع كميات صغيرة من أكاسيد النيتروجين، مما يجعله أقل تلويثًا بكثير من الوقود الأحفوري – بافتراض عدم تسربه.

التسريبات هي واحدة من العديد من القضايا التي ابتليت بها اعتماد الهيدروجين الأخضر، إلى جانب التكاليف المرتفعة، ومخاوف السلامة، والحاجة إلى الاستثمار في طاقة متجددة كافية لصنعه، وكذلك في البنية التحتية لتخزين ونقل الغاز عديم اللون.

كيف يمكن للهيدروجين أن يقلل الاحتباس الحراري

في الأسبوع الماضي ، دعت بروكسل إلى تقديم طلبات للحصول على تمويل لمزيد من الأبحاث حول المخاطر المرتبطة بنشر الهيدروجين على نطاق واسع، وطلبت من البحث إظهار كيف يمكن للهيدروجين أن يقلل الاحتباس الحراري عن طريق استبدال الوقود الأحفوري، ولكن أيضًا كيف يمكن أن يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري في حالة التسرب.

فيما حثت دراسة صندوق الدفاع البيئي الحكومات والشركات على جمع البيانات حول معدلات تسرب الهيدروجين أولاً، ثم تحديد أعلى المخاطر وكيفية التخفيف منها قبل بناء البنية التحتية اللازمة.

أكما شار تقرير Frazer-Nash ، وهو مركز فكري وعلمي، إلى ضرورة أخذ التدابير اللازمة لمنع تسرب الهيدروجين في الاعتبار للسماح بمزيد من التكاليف الأولية وتكاليف الصيانة، حيث قال ريتشارد لويز، كبير المساعدين في مشروع المساعدة التنظيمية : “كلما عرفنا المزيد عن كيفية إنتاجه بطريقة مستدامة ، والتنظيم والإدارة اللازمين، زادت تكاليفه، وبالتالي فإن ذلك يحد من استخدامه ما لم يكن هناك بديل”..

الإمكانات الخضراء

يقول العلماء والمحللون، إنه نظرًا لأن جزيئات الهيدروجين أصغر حجمًا، وأخف وزنًا من تلك الموجودة في الميثان، فمن الصعب احتوائها، في حين أنه من غير المتوقع أن يكون التسرب المحتمل للهيدروجين على نطاق يمكن أن يعرقل جميع خطط الهيدروجين الخضراء، فإن أي تسرب من شأنه أن يؤدي إلى تآكل الفوائد المناخية.

تتوقع شركة DNV الاستشارية أن الهيدروجين الأخضر سيحتاج إلى تلبية حوالي 12 % من الطلب العالمي على الطاقة بحلول عام 2050 لتحقيق أهداف المناخ في باريس، استنادًا إلى الوتيرة الحالية للتطوير ونمذجة DNV للاستيعاب المستقبلي، فإن العالم يسير على الطريق الصحيح فقط للوصول إلى حوالي 4 %.

أظهرت بيانات وكالة الطاقة الدولية، أن ما يقرب من 300 مشروع هيدروجين أخضر قيد الإنشاء أو بدأت في جميع أنحاء العالم، لكن الغالبية العظمى منها عبارة عن محطات تجريبية صغيرة.

أكبرها في الصين، حيث تستخدم شركة Ningxia Baofeng Energy Group الهيدروجين الأخضر المنتج من الطاقة الشمسية لصنع البتروكيماويات مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين.

قال ديفيد سيبون، أستاذ الهندسة الميكانيكية في جامعة كامبريدج، إن 4٪ قد تكون فقط ما يمكن “إدارته”، بالنظر إلى الكمية الهائلة من الطاقة المتجددة اللازمة لإنتاج ما يكفي من الهيدروجين الأخضر.

إمكانيات هائلة من الكهرباء

لاستبدال الهيدروجين المتسخ المستخدم الآن في المصافي ، سيتطلب الأسمدة والمصانع الكيماوية ضعف الكهرباء التي تنتجها كل توربينات الرياح والألواح الشمسية في جميع أنحاء العالم ، وذلك قبل استخدام الهيدروجين الأخضر لأي شيء آخر، مثل صناعة الصلب أو النقل أو التدفئة ، سيبون قال.

الاتحاد الأوروبي يدرس تفويضات لاستخدام الهيدروجين الأخضر في النقل ، في حين أن دولًا مثل كوريا الجنوبية واليابان، والصين لديها أهداف لمركبات خلايا الوقود الهيدروجينية.

تسرب الأنابيب

تأمل صناعة الوقود الأحفوري أن ينتقل الهيدروجين في النهاية عبر البنية التحتية الحالية، مثل خطوط أنابيب الغاز، ومحطات استيراد وتصدير الغاز الطبيعي المسال.

لم تتم مراقبة الهيدروجين بحثًا عن تسريبات في الماضي، ومعظم الغازات عديمة الرائحة المستخدمة الآن تُصنع، حيث يتم استهلاكها – ولكن هناك خطط لتوصيله بالأنابيب وشحنه لمسافات شاسعة.

ويتحرك نحو 1٪ من الغاز الطبيعي، ومعظمه من الميثان، عبر تسريبات في البنية التحتية، لكن المعدلات أعلى في بعض الدول بما في ذلك روسيا، بحسب محللين وصور الأقمار الصناعية للتسريبات.

أظهرت النتائج الأولية للاختبارات في خطوط الأنابيب في موقع أبحاث Spadeadam التابع لشركة DNV في إنجلترا، أن الهيدروجين يتسرب في نفس الأماكن ومعدلات الغاز الطبيعي.

وتقول الشركات العاملة في مشاريع الهيدروجين الخضراء، أن المراقبة الدقيقة ستكون ضرورية، فبمجرد دخول الهيدروجين إلى خطوط الأنابيب ، يمكن أن يضعف الأنابيب المعدنية مما قد يؤدي إلى التشقق.

الهيدروجين أيضًا أكثر قابلية للانفجار من الغاز الطبيعي مما قد يؤدي إلى مشاكل تتعلق بالسلامة.

وكشفت شركة BP العملاقة للطاقة، التي تخطط لبناء العديد من مشاريع الهيدروجين الأخضر، أنها تطور أنظمة مراقبة التسرب، حيث قال فيليبي أربيلايز، نائب الرئيس الأول لاحتجاز الهيدروجين والكربون في شركة بريتيش بتروليوم: “نريد حقًا إطلاق جهد الآن لتقييم مدى انخفاض مستوى التسرب عبر سلسلة القيمة، وسيكون هذا أمرًا بالغ الأهمية”.