وقود المستقبل (الهيدروجين)

هناك نوع اخر من وقود المحركات،اتفق الجميع بأنه وقود المستقبل، وسيتصدر الطلب العالمي على الوقود ويغدوا الاكثر طلبا من بعد الغاز الطبيعي
سيحدث تغييرا جذريا في طبيعة الأسواق المالية والظروف السياسية والاجتماعية، تماما مثلما فعل الفحم والبخار عند بداية عصر الصناعة.
هو الهيدروجين H2

🔹مقال عن وقود الهيدروجين وكيف تزود المحرك بالطاقة الكهربائية ولماذا تُعد افضل من بطاريات الليثيوم وهل هي مستقبل وسائل النقل الجديد وما هي التحديات #طاقة #طاقة_مستدامة

مصادر إنتاج الهيدروجين

هناك ٤ مصادر لانتاج الهيدروجين، صُنفت بالالوان حسب طريقة الانتاج وتأثيرها على البيئة:
البني :ينتج عن تغويز الفحم
الرمادي: وهو المصدر الشائع للهيدروجين ب نحو ٣ ارباع عالميا والذي ينتج خلال اعادة تشكيل جزيئات الميثان( reforming ) في مصافي النفط

الأزرق : يُنتج أيضا من مصافي النفط غير أن الفارق يكمن في تواجد وحدة اضافية تتخلص من ثاني اكسيد الكربون الناتج

هناك طريقة أخرى أيضا وهي بانتاج ال H2 من الماء باستخدام الالكترولسس وتحتاج طاقة كهربائية واذا ما تضمنت استخدام الطاقة المتجددة لتزويد الكهرباء فإن الناتج هو ال H2 الأخضر

استخدامات الهيدروجين


مصافي النفط
انتاج الأمونيا والإيثانول و الفولاذ

والان اتسع نطاق استخدامه ليشمل تزويد الطاقة الكهربائية عن طريق تفاعل الكتروكيميائي يحدث باستخدام { خلايا الوقود} في محركات النقل أو باستخدامه كاضافة او بديل للغاز الطبيعي بحرقه في مولدات الطاقة

🔹خلايا الوقود
بوصول الهيدروجين لخلايا الوقود ؛ ما يحدث هو انفصال البروتونات عن الالكترون ومرورها عبر الإلكترولايت وبذلك تتوجه الإلكترونات المتحررة نحو الكاثود مكونة بذلك تيار كهربائي، اما بروتونات الهيدروجين فتتحد مع الاوكسجين القادم من الهواء لتكون الماء

مميزاته

تتفوق خلايا الهيدروجين على بطاريات الليثيوم في عدة نواح منها سرعة اعادة التعبئة التي تتطلب ٥ دقائق في الوقت الذي تستغرق فيه بطارية الليثيوم أكثر من ٤٥ دقيقة مما يجعلها ملائمة أكثر للشاحنات التي تتطلب تنقل مستمر

🔹محرك خلايا الوقود لا يشغل حيزا كبيرا من حجم السيارة بالاضافة الى وزنه الخفيف الذي يجعل منه الخيار الافضل للسفن التجارية والطائرات والشاحنات

🔹وتتميز أيضا عن محركات الاحتراق الداخلي او محرك البنزين ف أن ١ كجم من الهيدروجين تعادل ١ جالون من البنزين وبكفاءة تتجاوز ٣ اضعاف لأنه لا يتطلب احتراق مستمر للمحرك ولا ينتج غازات ضارة من العادم وانما بخار الماء

ربما تبادر في ذهنك عن سبب الحاجة الى مزج الهيدروجين بالنيتروجين لتحويله إلى أمونيا ثم إعادة فصله مرة أخرى؟ لأن الامونيا NH3 تعد حامل للH2 (٧٥ ٪ من حجمه )و يسهل عليهم تسييلها وبالتالي إمكانية تخزينه ونقله بحيث لا داعي لاستخدام انظمة الضغط العالي ثم اعادة استخلاص الهيدروجين..

التحديات


بالإضافة الى تكلفتها الباهضة اذا ما قورنت بباقي انواع السيارات فهي تتطلب بنية تحتية متكاملة من محطات وامدادات وخزّانات ذات ضغط عالي باهضة التكلفة
{معلومة: يتوقّع تدني اسعار السيارات الهيدروجينية خلال ٥ سنوات القادمة لتقترب من اسعار سيارات البنزين}

صورة توضح الفرق في أسعار السيارات حسب نوع المحرك المستخدم (خلايا الوقود ، كهربائي، احتراق داخلي)

🔹يخسر وقود الهيدروجين ٧٠ ٪ من طاقته خلال عملية انتاجه ومعالجته (ضغطه ) ونقله الى حين وصوله إلى المستهلك

مراحل فقدان كفاءة الهيدروجين من الإنتاج وصولا لتعبئة السيارة

🔹 أما فيما يخص خلط الغاز الطبيعي بالهيدروجين فلم يسلم من المعوقات أهمها:

‏* الطاقة الحرارية الناتجة من الخليط أقل عن الغاز الطبيعي 

‏* يتسرب الهيدروجين من الانابيب بشكل أسرع من الغاز 

‏* يتطلب استبدال البنية التحتية بالكامل للشبكة لأن ال H2 المضغوط يتسبب في ظاهرة H2 embrittlement  

🔹 هناك إحدى الحلول وهي بتحويل الهيدروجين لأمونيا NH3 ، لأنها تعد حامل للH2 (٧٥ ٪ من حجمه )و يسهل عليهم تسييلها وبالتالي إمكانية تخزينه ونقله بحيث لا داعي لاستخدام انظمة الضغط العالي ثم اعادة استخلاص الهيدروجين..

🔹 الصين من اكثر الدول تبنيا لخلايا الوقود لايقاف الاعتماد على الدول الاخرى للمعادن فعلى سبيل المثال تتطلب بطاريات «الليثيوم أيون» مجموعة من المعادن مثل الكوبالت والليثيوم والنيكل، في مقابل معظم خلايا الوقود التي لا تتطلب سوى البلاتينيوم

🔹وحاليا تقوم امريكا ببناء وحدة تخزين الطاقة الطاقة الفائضة على هيئة هيدروجين في مخازن ارضية بتشييد الكتروليسس مائي ضخم يستعين ب (الطاقة الفائضة) من الموارد المتجددة وهو افضل من تخزينها بالبطارية

لان الاخيرة تحتاج الى بناء المزيد من البطاريات لتستوعب الطلب المتزايد اما في حالة الهيدروجين ف كل ما يتطلبه هو كهوف ملحية قادر على استيعاب وحفظ الهيدروجين لطاقة مستدامة

🔹 بحيث تنوي في عام ٢٠٤٥ بإنتاج الكهرباء عن طريق توربين الغاز باستخدام ٧٠ بالمئة من الغاز الطبيعي و ٣٠ ٪ من الهيدروجين في سعي منها للوصول ل ١٠٠ ٪ من الهيدروجين الاخضر

دولة الإمارات ومشاريع الهيدروجين

أما محليا فقد تم تأسيس ( ائتلاف أبوظبي للهيدروجين) وهو تعاون بين أدنوك ومبادلة والقابضة لجعل ابوظبي مصدرا لانتاج الهيدروجين الاخضر والهيدروجين الازرق الذي يتم انتاجه من ( الغاز الطبيعي) 

‏وايضا المبادرة بتخطيط طرق لتسريع تبني واستخدام الهيدروجين في قطاعات الرئيسية بالدولة مثل المرافق والنقل والصناعة والتخزين والنقل للعملاء باعتبارنا سندخل عصر اقتصاد الهيدروجين

بالإضافة لتعاون شركة مصدر مع سيمنس الالمانية ( المتخصصة في تصنيع تقنيات الطاقة )  لتطوير تقنيات تهدف إلى خفض تكاليف انتاج الهيدروجين

⁃تعاون مبادلة (شركة استثمار اماراتية وإحدى المستثمرين في مجلس الهيدروجين ) مع شركة سنام ( كونها اول شركة تختبر حقن مزيج من الهيدروجين والغاز الطبيعي في شبكتها ) لدعم وتشغيل البنية التحتية لتسريع عملية التحول لمزيج من مصادر الطاقة كالهيدروجين والغاز الطبيعي 

‏⁃هناك توجه أيضا يهدف لإنشاء مصنع في الرويس (تابع لادنوك) لانتاج الهيدروجين الازرق ومصنع في موانئ ابوظبي لانتاج الامونيا الخضراء بالاضافة لترقية السفن لتعمل على محرك خاص بالهيدروجين

اترك تعليقًا

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار ووردبريس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s

هذا الموقع يستخدم خدمة Akismet للتقليل من البريد المزعجة. اعرف المزيد عن كيفية التعامل مع بيانات التعليقات الخاصة بك processed.