هل الهيدروجين حقًا وقود نظيف بما يكفي لمعالجة أزمة المناخ؟

كتبت: حبيبة جمال

تعادل البصمة الكربونية لإنتاج الهيدروجين العالمي اليوم انبعاثات غازات الاحتباس الحراري السنوية في ألمانيا

الهيدروجين هو الجزيء الأصغر والأخف والأكثر وفرة في الكون. وفي الواقع لا يحدث هذا من تلقاء نفسه بشكل طبيعي، ولكن يمكن فصله عن الماء (H2O) أو المركبات الهيدروكربونية (الوقود الأحفوري) مثل الغاز والفحم والبترول لاستخدامها كمصدر للطاقة.

لقد تم استخدامه بالفعل لوقود الصواريخ، ولكن يتم الآن دفعه كبديل نظيف وآمن للنفط والغاز للتدفئة وأنماط النقل الأرضية.

يتزايد الدعم السياسي مع ما يقرب من 26 مليار دولار من أموال دافعي الضرائب الأمريكيين المتاحة لمشاريع الهيدروجين بفضل ثلاثة قوانين حديثة – قانون خفض التضخم، وقانون البنية التحتية للحزبين وقانون الرقائق، لكن هل الهيدروجين هو  الحل المناخي الأفضل؟

لماذا كل هذا الضجيج حول الهيدروجين؟

الإجابة المختصرة هي أن صناعة الوقود الأحفوري ترى الهيدروجين كوسيلة لمواصلة الحفر وبناء بنية تحتية جديدة، وقد نجحت آليات الضغط  على مدى السنوات القليلة الماضية لجعل صانعي السياسة يعتقدون أن الهيدروجين هو حل مناخي شامل.

كشفت الأبحاث التي أجراها علماء المناخ زيف مزاعم الصناعة بأن الهيدروجين يجب أن يكون لاعبًا رئيسيًا في مستقبلنا الخالي من الكربون، على الرغم من أن الهيدروجين المستخرج من الماء (باستخدام مصادر الطاقة المتجددة) يمكن – ويجب – أن يلعب دورًا مهمًا في استبدال الوقود الأحفوري.

الهيدروجين المستخرج حاليًا من الوقود الأحفوري. قد يكون له أيضًا دور في تأجيج بعض وسائل النقل مثل الرحلات الطويلة والسيارات القديمة ، لكن الأدلة بعيدة كل البعد عن الوضوح ، مع المليارات من الدولارات للعمل المناخي في الولايات المتحدة وحدها ، توقع رؤية المزيد من الضغط، والمزيد من الأدلة الممولة من الصناعة والمزيد من الضجيج.

ما الفرق بين الهيدروجين الأزرق والرمادي والبني والوردي والأخضر؟

 يأتي حوالي 96٪ من الهيدروجين في العالم من الفحم (البني) والغاز (الرمادي) ، بينما يتكون الباقي من مصادر الطاقة النووية (الوردية) والمتجددة مثل الطاقة المائية وطاقة الرياح والطاقة الشمسية.

ينتج كل من الهيدروجين الرمادي والبني ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان المتسرب غير المحترق في الغلاف الجوي.

هذا الهيدروجين شديد التلوث هو ما يستخدم حاليًا كقاعدة كيميائية للأسمدة النيتروجينية الاصطناعية والبلاستيك والصلب من بين الصناعات الأخرى.

الهيدروجين الأزرق هو أكثر ما تستثمر فيه صناعة الوقود الأحفوري ، لأنه لا يزال يأتي من الغاز ولكن ظاهريًا سيتم التقاط ثاني أكسيد الكربون وتخزينه تحت الأرض.

تدعي الصناعة أن لديها التكنولوجيا لالتقاط 80-90٪ من ثاني أكسيد الكربون ، لكنها في الواقع تقترب من 12٪ عندما يتم تقييم كل مرحلة من مراحل العملية كثيفة الاستهلاك للطاقة.

وفقًا لدراسة تمت مراجعتها من قبل العلماء في جامعة كورنيل ونشرت  في عام 2021. بالتأكيد أفضل من لا شيء ، لكن انبعاثات الميثان، التي تسخن الكوكب بشكل أسرع من ثاني أكسيد الكربون، ستكون في الواقع أعلى من انبعاثات الهيدروجين الرمادي بسبب الغاز الإضافي اللازم لتشغيل امتصاص الكربون، ومن المحتمل حدوث تسرب في المنبع.

والجدير بالذكر أن مصطلح الهيدروجين النظيف صاغته صناعة الوقود الأحفوري بعد بضعة أشهر من دراسة كورنيل التي وجدت أن الهيدروجين الأزرق له بصمة غاز دفيئة أكبر بكثير من حرق الغاز أو الفحم أو زيت الديزل للتدفئة.

يتم استخراج الهيدروجين الأخضر من الماء عن طريق التحليل الكهربائي – باستخدام الكهرباء المولدة من مصادر الطاقة المتجددة (الرياح ، والطاقة الشمسية ، والطاقة المائية).

يقول خبراء المناخ  إن الهيدروجين الأخضر لا يمكن أن يكون أخضر إلا إذا تم إنشاء مصادر متجددة جديدة لتشغيل إنتاج الهيدروجين – بدلاً من الاعتماد على الشبكة الحالية

قال روبرت هوارث ، أستاذ علم البيئة والبيولوجيا البيئية في جامعة كورنيل مؤلف مشارك في الورقة عن الهيدروجين الأزرق، “قد يكون هناك دور صغير في الهيدروجين الأخضر حقًا في مستقبل منزوع الكربون، ولكن هذا إلى حد كبير من إنتاج صناعة النفط والغاز التي تم المبالغة فيها بشكل كبير”.

المشروعات التجريبية

بالإضافة إلى 26 مليار دولار في التمويل المباشر لما يسمى بمراكز الهيدروجين والمشاريع التجريبية ، يمكن دفع 100 مليار دولار أخرى أو نحو ذلك في شكل ائتمانات ضريبية غير مقيدة على مدى العقود القليلة المقبلة، لذلك الكثير والكثير من أموال دافعي الضرائب.

تستخدم شركات الوقود الأحفوري الهيدروجين أيضًا لتبرير بناء المزيد من خطوط الأنابيب ، بدعوى أنه يمكن استخدام هذه البنية التحتية من أجل “الهيدروجين النظيف” في المستقبل. لكن الهيدروجين عنصر قابل للاشتعال والتآكل بدرجة كبيرة ، وسيكون من المكلف إعادة استخدام البنية التحتية للنفط والغاز لجعلها آمنة للهيدروجين. وعلى الرغم من أن الهيدروجين ليس غازًا من غازات الدفيئة، إلا أنه غير ضار. يؤدي إلى تفاقم بعض غازات الدفيئة، على سبيل المثال يتسبب في بقاء غاز الميثان في الغلاف الجوي لفترة أطول.

هل هناك أي دور للهيدروجين في مستقبل منزوع الكربون؟

نعم ، لكنها محدودة – بالنظر إلى أن إنتاج الهيدروجين وتخزينه ونقله يتطلب طاقة أكبر مما يوفره عند تحويله إلى طاقة مفيدة، لذا فإن استخدام أي شيء ما عدا المصادر المتجددة الجديدة (الهيدروجين الأخضر الحقيقي) سيتطلب حرق المزيد من الوقود الأحفوري.

وفقًا لسلم استحقاق الهيدروجين الذي ابتكره مايكل ليبرايش ، مضيف بودكاست Cleaning Up ، فإن استبدال الهيدروجين النظيف بالأشياء الرمادية والبنية القائمة على الوقود الأحفوري المستخدمة حاليًا في الأسمدة الاصطناعية والبتروكيماويات والصلب أمر لا يحتاج إلى تفكير.

تعادل البصمة الكربونية لإنتاج الهيدروجين العالمي اليوم انبعاثات غازات الاحتباس الحراري السنوية في ألمانيا، لذلك كلما أسرعنا في التبديل إلى الهيدروجين الأخضر (الذي تم إنشاؤه من مصادر الطاقة المتجددة الجديدة) كان ذلك أفضل.

قد يكون هذا مفيدًا أيضًا لبعض وسائل النقل، مثل الرحلات الطويلة والآلات الثقيلة، وربما لتخزين فائض طاقة الرياح والطاقة الشمسية – على الرغم من أنه لا يوجد شيء يغرق في الهيدروجين لأن هناك تقنيات بديلة تتنافس على هذه الأسواق، كما قال ليبريتش.

ولكن بالنسبة لمعظم أشكال النقل (السيارات والدراجات والحافلات والقطارات) والتدفئة ، توجد بالفعل تقنيات أكثر أمانًا وأنظف وأرخص تكلفة مثل السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات والمضخات الحرارية، لذلك لا يوجد أي فائدة تذكر في استثمار الوقت أو المال باستخدام الهيدروجين.