يورونيوز – لقد تم وصف الهيدروجين بأنه “وقود المستقبل”. فهو ينبعث منه الحرارة والماء فقط عندما يحترق، مما يجعله بديلاً جذابًا للوقود الأحفوري.
لكن غالبية إنتاج الهيدروجين يعتمد حاليا على الغاز أو الفحم، في العمليات التي ينبعث منها الكثير من ثاني أكسيد الكربون.
ويقدم الهيدروجين “الأخضر”، الذي يتم تصنيعه باستخدام الطاقة المتجددة، بديلا واعدا – ولكنه مكلف . فماذا لو كانت هناك طريقة لإلغاء عمليات الإنتاج هذه تمامًا؟
تحتوي الأرض على كميات هائلة من الهيدروجين الطبيعي الذي يمكن استخلاصه من الأرض.
أثار الاكتشاف الضخم لما يسمى بالهيدروجين “الأبيض” في فرنسا في وقت سابق من هذا العام الإثارة حول إمكانية أن يصبح مصدرًا نظيفًا ورخيصًا ومتجددًا للطاقة .
وسرعان ما انضمت سويسرا إلى عملية البحث، حيث عثرت على الهيدروجين الطبيعي في كانتون غراوبوندن في فصل الربيع. وفي الصيف، بدأت البلاد في فحص الصخور في فاليه بحثًا عن المزيد من الرواسب.
هل يمكن للهيدروجين الأبيض أن يحمل مفتاح الطاقة الآمنة والنظيفة ، ولماذا لا يزال قيد الاستكشاف؟
ما هو الهيدروجين الأبيض؟
الهيدروجين هو العنصر الكيميائي الأكثر وفرة على وجه الأرض ويتواجد بشكل طبيعي في كل شيء من الماء إلى النباتات.
ولكن حتى وقت قريب، لم يكن من المعتقد وجود كميات كبيرة من غاز الهيدروجين في شكله النقي داخل الأرض.
وقد تم اكتشاف عرضي في مالي في عام 2012. حيث تبين أن البئر التي تم حفرها قبل عقود من الزمن كانت تنبعث منها هيدروجين طبيعي نقي تقريبًا.
ومنذ ذلك الحين، قام الجيولوجيون بشكل متزايد بإجراء تجارب على استخراج إمدادات هذا الغاز الطبيعي – الذي يُعتقد أنه يتشكل من خلال تفاعلات الماء والمعادن – من تحت سطح الأرض.
وعلى عكس مخازن الوقود الأحفوري ، التي يستغرق تكوينها ملايين السنين، فإن الهيدروجين الطبيعي أو “الأبيض” يتجدد باستمرار.
هل الهيدروجين الأبيض هو مستقبل الطاقة الآمنة والنظيفة؟
ليس من الواضح حتى الآن بالضبط كيف تتشكل رواسب الهيدروجين الأبيض، وما إذا كانت قابلة للاستغلال تجاريًا.
وتستكشف الشركات الناشئة والعلماء هذا الاحتمال، مع بعض النتائج الواعدة.
يقول الدكتور مايكل ويبر، أستاذ موارد الطاقة بجامعة تكساس في أوستن بالولايات المتحدة الأمريكية: “تحتوي الأرض على العديد من المواقع حيث تتعايش الظروف المناسبة لإنتاج وتجميع الهيدروجين بشكل طبيعي، والذي يمكن بعد ذلك استخراجه للاستخدام المجتمعي”. يورونيوز الخضراء.
“الخبر السار هو أنه من خلال ترك الأرض تقوم بالعمل نيابةً عنا، فمن المرجح أن يكون مصدر الهيدروجين هذا أكثر نظافة في الإنتاج من الطرق الحالية لتغويز الفحم، أو إصلاح الميثان، أو تحليل الماء كهربائيًا”.
على الرغم من أنه من المرجح العثور على معظم الهيدروجين الطبيعي في مواقع بحرية لا يمكن الوصول إليها، فقد تم اكتشاف رواسب في أستراليا وأوروبا الشرقية وفرنسا وعمان وإسبانيا والولايات المتحدة، وكذلك في مالي وغرب أفريقيا.
في شهر مايو، تم اكتشاف مخزون كبير من الهيدروجين الطبيعي بالصدفة في منطقة اللورين بفرنسا. اكتشفه فريق بحث من مختبر GeoRessources بجامعة لورين والمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS) ومنتج الطاقة La Française de l’Energie أثناء اختبار مستويات الميثان في التربة.
ويقومون حاليًا بالحفر بشكل أعمق لمعرفة كمية الهيدروجين الموجودة بالضبط، لكنهم يقدرون أنه قد يكون هناك حوالي 46 مليون طن – أي ما يعادل أكثر من نصف الإنتاج السنوي الحالي في العالم من الهيدروجين الرمادي – وفقًا للمركز الوطني للأبحاث العلمية .
وفي الوقت نفسه، في شمال شرق إسبانيا، تقول شركة التنقيب هيليوس أراغون إنها عثرت على خزان يضم أكثر من مليون طن من الهيدروجين ، وتهدف إلى بدء الحفر في عام 2024.
إنه يبدو واعدًا كبديل رخيص للهيدروجين الأخضر، والذي يكلف حاليًا حوالي 5 يورو للكيلوغرام الواحد. تبلغ تكلفة الهيدروجين الأبيض 0.50 يورو فقط للكيلوغرام الواحد، وفقًا لتقارير الأخبار والأبحاث Science .
ما هي مشاكل الطاقة الهيدروجينية؟
ومع ذلك، قد لا يكون الهيدروجين الأبيض حلاً سحريًا لأزمة الطاقة.
يقول بعض العلماء إن نقص البيانات حول تسربات الهيدروجين والضرر المحتمل الذي يمكن أن تسببه يمثل مشكلة بالنسبة للصناعة الناشئة.
إذا تسرب الهيدروجين إلى الغلاف الجوي، فإنه يمكن أن يقلل من تركيز الجزيئات التي تدمر الغازات الدفيئة هناك، مما يتعارض مع فوائده البيئية.
ومع الافتقار إلى التكنولوجيا اللازمة لمراقبة تسرب الهيدروجين، فقد تكون هذه نقطة عمياء كبيرة.
يقول الدكتور ويبر: “كما هو الحال مع مصادر الهيدروجين الأخرى، يجب التعامل مع [الهيدروجين الطبيعي] بعناية لتقليل مخاطر السلامة وتجنب التسربات”.
لكنها قد لا تشكل خطرا بيئيا كبيرا كما يعتقد البعض.
“إن بحثنا في جامعة تكساس في أوستن، والذي تم تقديمه [يوم الأربعاء] في مؤتمر ASME IMECE في نيو أورليانز، يخلص إلى أن تأثير الاحتباس الحراري غير المباشر لانبعاثات الهيدروجين الهاربة هو في الواقع صغير جدًا مقارنة بتأثيرات غازات الدفيئة الأخرى في دورة الحياة، وبالتالي فإن الاحتباس الحراري المخاطر الناجمة عن تسرب الهيدروجين غير المرغوب فيه طفيفة.
ومع ذلك، فإن التسريبات ليست مصدر القلق الوحيد عند نقل الهيدروجين. فهو يشغل مساحة كبيرة في شكل غاز ويتطلب درجة حرارة -253 درجة مئوية لتسييله، وهو ما قد يكون مكلفًا للغاية.
هناك أيضًا نقص في خطوط الأنابيب وأنظمة توزيع الهيدروجين. وتأمل صناعة الوقود الأحفوري أن تتمكن في نهاية المطاف من التحرك عبر البنية التحتية القائمة، مثل خطوط أنابيب الغاز. ومع ذلك، يقول العلماء أن الهيدروجين يمكن أن يؤدي إلى تآكل الأنابيب المعدنية ويؤدي إلى تشققها.
ليست جزيئات الهيدروجين أصغر حجمًا وأخف وزنًا من تلك الموجودة في الميثان فحسب ، مما يجعل احتوائها أكثر صعوبة، ولكنها أيضًا أكثر انفجارًا بكثير من الغاز الطبيعي، مما يثير مخاوف تتعلق بالسلامة.
هذه بعض الأسباب وراء تفوق المضخات الحرارية والمركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات على البدائل المعتمدة على الهيدروجين، وفقًا لمجلة Science.
يمكن أن يكون الوقود مناسبًا بشكل أفضل للمركبات الثقيلة التي لا يمكنها استخدام البطاريات بسهولة، مثل الشاحنات والسفن والطائرات، بالإضافة إلى صناعة الصلب والعمليات الكيميائية مثل إنتاج الأسمدة.
