الوقود الهيدروجيني: ليس كمصدر للطاقة إنما حاملاً لها

ترجمة: ميشيل رحال، الكيمياء العربي

الهيدروجين هو المستقبل، أو هذا ما قيل خلال الـ 40 سنة الماضية. متى يبدأ فعلياً المستقبل؟ نحن نعيش في زمن يزداد نمو الطلب على الوقود بشكل متسارع. نحن بمواجهة العديد من التحديات، إحداها هي تنوع وسرية مصادر الطاقة. لذا انطلاقاً من العديد من المصادر لماذا الهيدروجين هو أكثر الطرق واعدةً لتحقيق الطاقة المستدامة؟

لغير المختصين، يمكن الحديث عن خلية الوقود الهيدروجيني على أنها أداة تحول الهيدروجين بعملية كهروكيميائية إلى كهرباء وماء. للأداة مصدري تغذية هما الأوكسيجين والهيدروجين ومنتج ثانوي وحيد هو الماء. ما يجعل هذه العملية ذات فعالية هو أنّ هذه العملية، وعلى عكس الاحتراق الحراري ضمن المحرك، لا تعتمد الخلية الهيدروجينية على الحرارة والاهتزازات لاستخلاص الطاقة. الخشب هو المصدر الأولي للطاقة خلال آلاف السنين لكن تم استبداله بالفحم الحجري في القرن التاسع عشر كون الفحم الحجري ذو كثافة طاقية أعلى. تزايد استخدام النفط في بداية القرن العشرين، متجاوزاً بذلك الفحم كمصدر عالمي للطاقة وذلك في ستينيات القرن الماضي. حالياً، يتزايد الاهتمام كثيراً بالغاز الطبيعي، ترافق التزايد في استخدام مصار الطاقة بانخفاض كمية غاز ثناني أوكسيد الكربون الناتج عن تحول كمية معينة من الطاقة على شكل عمل أو حرارة.

سبب وحيد لانخفاض هذه النسبة هو النسبة الذرية للكربون على الهيدروجين في مصادر الوقود. تبلغ هذه النسبة في الفحم الحجري 1، بينما في مشتقات النفط 0.5، وفي غاز الميتان 0.25. للهيدروجين أعلى كمية طاقة من أجل واحدة الوزن ويمكنه بنفسه أن يبتعد عن سطح الكرة الأرضية، لذلك يستخدم في الصواريخ. نحن نقوم اليوم بإنتاج كبير للهيدروجين اليوم. يبلغ إنتاج الهيدروجين 2% من إجمالي الإنتاج العالمي للطاقة (45 مليون طن/سنة). المناطق الرئيسية الثلاث لاستخدام الهيدروجين هي:

النقل (تكرير النفط، إنتاج الطاقة)، الطاقة الكهربائية والتسخين (كمكون في غاز الاصطناع). لم يتطور كثيراً اقتصاد الهيدروجين وهناك حاجة لمعالجة عدد من الحواجز التقنية وغيرها.

إنّ إيجاد حلول للتحديات التكنولوجية لإنتاج الهيدروجين، التوزيع، التخزين وتوفير البنية التحتية، وذلك بأسعار منافسة، يتطلب كل ذلك جهوداً دولية منسقة. يمكن النظر إلى مستقبل إمداد الطاقة على أنّه مشابه لمزيج عديد من المصادر، من ضمنها الوقود الأحفوري، الطاقة النووية والخضراء، مع الهيدروجين والكهرباء كحاملات للطاقة. إنّ المركبات التي تعمل على الهيدروجين هو حلم المتحمسين للاقتصاد الهيدروجيني. في النهاية ستكون هيمنة للنفط كمصدر أولي للطاقة، مستبدلة بشيء آخر.  كاحتمال سيكون المصدر الأولي للاستبدال هو الغاز الطبيعي.  طالما أنّ الهيدروجين هو ليس المصدر الطاقي الأول ولن يكون كذلك، سيكون استخدامه ضمن خلايا الوقود ذو أهمية بأنّه حامل للطاقة وذلك بالتضافر مع الكهرباء.

المصدر:

Everyday Chemistry – Hydrogen Fuel: Not An Energy Source But An Energy Carrier. (n.d.). Everyday Chemistry. Retrieved August 30, 2014, from http://humantouchofchemistry.com/hydrogen-fuel-not-an-energy-source-but-an-energy-carrier.htm