0 تصويتات
في تصنيف مقالات عامة بواسطة (142ألف نقاط)

ما هو الهيدروجين الاخضر، ويعتبر الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، ولكن على الأرض لا يبدو نقيًا في الطبيعة، ويتطلب طاقة للفصل. الأسلوب الأكثر شيوعًا هو استخراج الهيدروجين من الماء، وهو مكون من جزأين من الهيدروجين وجزء واحد من الأكسجين (ومن ثم H2O). القيام بذلك بسيط إلى حد ما. يمكنك استخدام الحرارة والتفاعلات الكيميائية لإطلاق الهيدروجين من المواد العضوية مثل الوقود الأحفوري. لكن هذا يعتبر ملوث للغاية. يعد إنتاج الهيدروجين في جميع أنحاء العالم مسؤولاً عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المكافئة لتلك الخاصة بالمملكة المتحدة وإندونيسيا مجتمعين. (يستخدم الهيدروجين في الغالب في صناعة تكرير النفط وإنتاج أسمدة الأمونيا).

ويعد الهيدروجين من أكثر العناصر وفرةً في الطبيعة وذلك نظرًا لخصائصه وإمكانية استخدامه كبديل عن الوقود الأحفوري المتسبب في انبعاث الغازات الضارة في الغلاف الجوي، واكتسب الهيدروجين شهرته وخاصة الأخضر منه الذي يعتبر من أهم الحلول التي أثبتت نتائج ملموسة لمشكلة انبعاث الغازات الضارة في الغلاف الجوي.

ما هو الهيدروجين الاخضر

ما هو الهيدروجين الاخضر ويكيبيديا

معظم الغاز المستخدم بالفعل على نطاق واسع كمادة كيميائية صناعية يكون إما بنيًا، إذا تم تصنيعه من خلال تغويز الفحم " تحويل الكربون في الفحم فيهما إلى مركبات غازية "؛ أو رمادي، إذا تم تصنيعه من خلال إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار، والذي يستخدم عادةً الغاز الطبيعي كمواد وسيطة، لا تعتبر أي من هاتين العمليتين صديقة للكربون تمامًا.

ويُعرف الخيار الأنظف باسم الهيدروجين الأزرق، حيث يتم إنتاج الغاز عن طريق إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار ولكن يتم تقليل الانبعاثات باستخدام احتجاز الكربون وتخزينه، ويمكن لهذه العملية أن تخفض كمية الكربون الناتج إلى النصف تقريبًا، لكنها لا تزال بعيدة عن كونها خالية من الانبعاثات.

على النقيض من ذلك، يمكن للهيدروجين الأخضر أن يقضي على الانبعاثات تقريبًا باستخدام الطاقة المتجددة - التي تزداد وفرتها وغالبًا ما يتم توليدها في أوقات أقل من المثالية - لتشغيل التحليل الكهربائي للمياه.

كيف تصنع الهيدروجين الأخضر

مع التحليل الكهربائي، كل ما تحتاجه لإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين هو الماء، ومحلل كهربائي كبير وإمدادات وفيرة من الكهرباء.

وإذا كانت الكهرباء تأتي من مصادر متجددة مثل الرياح أو الطاقة الشمسية أو الهيدروجين، فعندئذ يكون الهيدروجين أخضر بشكل فعال.

ويكمن التحدي الآن في نقص المعروض من أجهزة التحليل الكهربائي الكبيرة، ولا تزال الإمدادات الوفيرة من الكهرباء المتجددة تأتي بسعر باهظ، وبالمقارنة مع عمليات الإنتاج الأكثر رسوخًا، يعد التحليل الكهربائي مكلفًا للغاية.

طريقة يتم تخزين واستخدام الهيدروجين الاخضر

من الناحية النظرية، هناك الكثير من الأشياء المفيدة التي يمكن القيام بها باستخدام الهيدروجين الأخضر، حيث يمكن إضافته إلى الغاز الطبيعي وحرقه في محطات الطاقة الحرارية أو التدفئة المركزية، و يمكن استخدامه كمقدمة لناقلات الطاقة الأخرى، من الأمونيا إلى الهيدروكربونات الاصطناعية، أو لتشغيل خلايا الوقود مباشرة في السيارات والسفن، على سبيل المثال.

كما يمكن استخدامه ببساطة لاستبدال الهيدروجين الصناعي الذي يتم إنتاجه سنويًا من الغاز الطبيعي والذي يصل حجمه إلى حوالي 10 ملايين طن متري في الولايات المتحدة وحدها.

والمشكلة الرئيسية في إرضاء كل هذه الأسواق المحتملة هي في إيصال الهيدروجين الأخضر إلى حيث يحتاج إليه، فتخزين ونقل الغاز القابل للاشتعال ليس بالأمر السهل؛ ويستهلك مساحة كبيرة والأنابيب الفولاذية قد لا تكون فعاله في نقله، لهذا السبب، سيتطلب نقل كميات كبيرة من الهيدروجين خطوط أنابيب بمواصفات خاصة.

اهم استخدامات الهيدروجين الأخضر

يستخدم الهيدروجين الأخضر في العديد من المجالات والقطاعات ومن أبرز هذه الاستخدامات ما يأتي:

وسائل النقل

يستخدم الهيدروجين الأخضر كوقود لخلايا الوقود ومحركات الاحتراق الداخلي في السيارات، ولا ينبعث منه أي غازات ضارة أثناء عملية الاحتراق داخل محرك السيارة، ولم يقتصر هذا الاستخدام على السيارات وإنما أيضًا بدأت عدة شركات باستخدام طاقة الهيدروجين كطاقة لشاحناتها، وقد تم الإعلان عن مخطط لتصميم أول طائرة تجارية تعمل باستخدام طاقة الهيدروجين بحلول عام 2035م.

التدفئة

يتم استخدام الهيدروجين الأخضر لإنتاج الغاز اللازم للطبخ والتدفئة داخل المنازل، ويتوقع أن تبدأ المملكة المتحدة بحلول عام ٢٠٥٠م بتزويد المنازل بالطاقة اللازمة من خلال الهيدروجين.

إنتاج الأمونيا الخضراء

يستخدم الهيدروجين الأخضر في إنتاج الأمونيا الخضراء؛ حيث تعد الأمونيا المكون الرئيسي للأسمدة، ويتوقع أن تنافس الأمونيا الخضراء المنتجة عن طريق الهيدروجين الأخضر، الأمونيا الرمادية التي يتم إنتاجها بشكل تقليدي بحلول عام ٢٠٣٠م.

تخزين الطاقة

تعمل خزانات الهيدروجين الأخضر المضغوطة على تخزين الطاقة لفترات طويلة جدًا، وتعتبر بديلًا أفضل من بطاريات الليثيوم لخفة وزنها بالنسبة لبطاريات الليثيوم.

توليد الماء والكهرباء

يتم توليد الماء والكهرباء من خلال الهيدروجين الأخضر وذلك عن طريق التفاعل الذي يحدث بين الهيدروجين والأكسجين داخل خلية الوقود، وتجدر الإشارة هنا أن البعثات الفضائية كانت تتزود بالماء والكهرباء بطريقة مستدامة وذلك من خلال خلية الوقود الهيدروجينية.

من أهم انتاج الهيدروجين الأخضر

يتلون الهيدروجين لألوان عدة كالبني والرمادي والأزرق والأخضر، وذلك تبعًا لظروف أو عمليات معينة يتعرض لها عنصر الهيدروجين مثل الحرارة أو بعض التفاعلات الكيميائية أو حتى تعرضه لمصدر طاقة معين كالكهرباء، فأما الهيدروجين الأخضر فيتم إنتاجه عن طريق تمرير تيار كهربائي في الماء (H2O)؛ نظرًا لعدم توفر الهيدروجين بشكل نقي في الطبيعة.

ويُنتج الهايدروجين الأخضر باستخدام الماء المحتوي على أملاح ومعادن موصلة للتيار الكهربائي، في عملية تسمى التحليل الكهربائي؛ فتنفصل جزيئات الهيدروجين عن جزيئات الأكسجين وتُعبأ بعد ذلك في عبوات زجاجية في درجات حرارة معينة، وتُزود عملية التحليل الكهربائي بالطاقة اللازمة لتوليد التيار الكهربائي من مصادر الطاقة المتجددة كالشمس والرياح حتى لا ينبعث منه أي غازات دفيئة ضارة أثناء توليده واستخلاصه.

من اهمية الهيدروجين الأخضر

تكمن أهمية وفائدة الهيدروجين الأخضر في عدة أمور، ومن أبرزها ما يأتي:

يُعتبر مصدرًا نظيفًا للطاقة؛ حيث لا ينبعث منه سوى بخار الماء ولا يترك أي بقايا في الهواء.

يحتوي على نسبة منخفضة جدًا من الكربون الذي يعد أحد أبرز العناصر الضارة المنتشرة في الغلاف الجوي.

يُعتبر بديلًا جيدًا عن الوقود الأحفوري في إنتاج الطاقة.

يُوفر ما نسبته ٢٥٪ من احتياجات العالم للطاقة.

يُوفر إمكانية إزالة الكربون من القطاعات التي يصعب التخفيف فيها منه مثل إنتاج الإسمنت ووقود وسائط النقل الثقيل.

هيدروجين أخضر هو وقود عالمي وخفيف وعالي التفاعل، من خلال عملية كيميائية تُعرف باسم التحليل الكهربائي. تستخدم هذه الطريقة تيارًا كهربائيًا لفصل الهيدروجين عن الأكسجين في الماء، إذا تم الحصول على هذه الكهرباء من مصادر متجددة، فسننتج طاقة دون انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

مزايا وعيوب الهيدروجين الاخضر 

مصدر الطاقة بواسطة الهيدروجين الأخضر له إيجابيات وسلبيات أهمها:

المزايا:

مستدام: الهيدروجين الأخضر لا ينبعث منه غازات ملوثة سواء أثناء الاحتراق أو أثناء الإنتاج.

قابل للتخزين: من السهل تخزين الهيدروجين، مما يسمح باستخدامه لاحقًا لأغراض أخرى وفي أوقات أخرى غير مباشرة بعد إنتاجه.

متعدد الاستخدامات: يمكن تحويل الهيدروجين الأخضر إلى كهرباء أو غاز اصطناعي واستخدامه للأغراض المنزلية أو التجارية أو الصناعية أو التنقل.

قابل للنقل: يمكن مزجه مع الغاز الطبيعي بنسب تصل إلى 20٪ واستخدام نفس أنابيب الغاز والبنية التحتية، تتطلب زيادة هذه النسبة تغيير العناصر المختلفة في شبكات الغاز الحالية لجعلها متوافقة.

العيوب:

التكلفة العالية: الطاقة من المصادر المتجددة، والتي تعتبر أساسية لتوليد الهيدروجين الأخضر من خلال التحليل الكهربائي، وتعتبر أكثر تكلفة في توليدها، مما يجعل الحصول على الهيدروجين أكثر تكلفة.

استهلاك عالي للطاقة: يتطلب إنتاج الهيدروجين بشكل عام والهيدروجين الأخضر بشكل خاص طاقة أكثر من أنواع الوقود الأخرى.

قضايا السلامة: الهيدروجين عنصر شديد التقلب وقابل للاشتعال ولذلك يلزم اتخاذ تدابير أمان شاملة لمنع التسرب والانفجارات.

إجابتك

اسمك الذي سيظهر (اختياري):
نحن نحرص على خصوصيتك: هذا العنوان البريدي لن يتم استخدامه لغير إرسال التنبيهات.

اسئلة متعلقة

0 تصويتات
1 إجابة
سُئل يونيو 21 في تصنيف مقالات عامة بواسطة Amen (1.4ألف نقاط)
مرحبًا بك إلى الحصري نت، حيث يمكنك طرح الأسئلة وانتظار الإجابة عليها من المستخدمين الآخرين.
نبع الفنون
...