الهيدروجين الأخضر وقود المستقبل

في ظل عالم متسارع ونامٍ، في طريقه إلى تحقيق زيادة %25 في السكان، بحلول العام 2050 وصولاً إلى أكثر من 9.5 مليارات نسمة، فإن الطلب على الطاقة سيزداد بنسبة متوازية، وفي ظل وضع القيود على أنشطة الطاقة التقليدية، وغازات الكلوروفلوروكربون لمنع ظاهرتي الاحتباس الحراري واتساع ثقب الأوزون، فإن التغير في منهجية إنتاج الطاقة، سيكون أيضاً أحد أهم المتغيرات في قطاع الطاقة.
وبالجمع بين هذين المحركين الرئيسيين لمستقبل قطاع الطاقة، فإننا نجد أن الدول التي وقعّت على اتفاقية المناخ وخططها لخفض انبعاث مركبات الكربون، وأيضاً دول مجموعة العشرين التي وافقت على مبادرة الاقتصاد الدائري للكربون، وتبني وسائل الطاقة المتجددة، نجدها تضخ المليارات في سبيل مسابقة الزمن، لاستبدال مصادر الطاقة الكربونية إلى مصادر الطاقة النظيفة من جهة، والوفاء بالزيادة المتوقعة في الطلب على الطاقة من جهة أخرى، لمواكبة النمو السكاني والتغيرالمتوقع في أسلوب الحياة إلى الجانب الصديق للبيئة.
وبأخذ هذا في الاعتبار فإن السعودية بالتحديد ستحتاج بنهاية 2030 حوالي 120 جيجا واط من الطاقة، سيتم إنتاج نصفها من مشاريع الطاقة المتجددة كالهيدروجين الأخضر، والهيدروجين الأزرق وطاقة الرياح والطاقة الشمسية. بينما سيتم إنتاج 60 جيجا واط الباقية من الغاز الطبيعي، الذي سيعطي السعودية فرصة للجمع بين هذا الخليط، لمدة 30 سنة فقط بسبب الاحتياطي الغازي المعلن، وهو 200 تريليون قدم مكعب من الغاز الرطب. وبعد ذلك ستكون السعودية أمام مواجهة تحدٍ حقيقي وهو الاعتماد على وسائل الطاقة المتجددة بشكل كامل. وأعتقد أن القادة في وزارة الطاقة يدركون تماماً هذه الرؤية والتحدي القادم.
إذاً ما هي الخيارات المطروحة أمام صنّاع القرار؟ في الحقيقة هناك مشكلات تواجه تقنيات إنتاج الطاقة المتجددة على العديد من الأصعدة، أهمها كفاءة إنتاج الهيدروجين وكفاءة إنتاج الكهرباء من الشمس وكفاءة إنتاج الكهرباء من الرياح، وكلّها تعود إلى أسباب تقنية بحتة.
ففي جانب كفاءة إنتاج الهيدروجين هناك مشكلتان أساسيتان، هما إنتاج الهيدروجين الأزرق وهو الهيدروجين الذي يتم إنتاجه من الغاز الطبيعي الكربوني «خليط الميثان» ومشكلته أنه معتمد على مصدر ناضب وهو الغاز الطبيعي، الذي سيكفي فقط بناءً على المعطيات الحالية لمدة ثلاثين سنة أي حتى العام 2050م. والمشكلة الثانية هي كفاءة إنتاج الهيدروجين الأخضر والتي قد تصل إلى 5 ملايين طن متري مكعب في المعمل الواحد، وفقاً لأفضل التقنيات العالمية الموجودة حالياً، ومنها تقنية شركة تيسين كروب thyssenkrupp من خلال التحليل الكهربائي لمياه البحر، وهي التقنية التي ستعطي 4 جيجا واط من الطاقة من أصل 160 جيجا واط مطلوبة في 2050.
أما في جانب كفاءة إنتاج الكهرباء مباشرة من الطاقة الشمسية، فبرغم ميزة إشراق الشمس شبه الدائم على الجزيرة العربية، فإن معظم الألواح الشمسية لا تستطيع رفع كفاءة تحويل طاقة الشمس إلى كهرباء بأكثر من %30 حتى الآن. أي أننا بحاجة إلى مساحات شاسعة لإنتاج الطاقة الكهربائية من الشمس، والتي ستستخدم في توريد الكهرباء للقطاعات المختلفة وأيضاً ستستخدم لإنتاج الهيدروجين الأخضر من مياه البحر، عن طريق التحليل الكهربائي. ومقدار الطاقة الشمسية المعلن حتى تاريخه لن يتجاوز 40 جيجا واط من الطاقة من أصل 160 جيجا واط مطلوبة في 2050.
أما في جانب كفاءة إنتاج الكهرباء من الرياح، فإن التحدي في سرعة الرياح والتذبذب المناخي من جهة، وقدرة مراوح الرياح على إنتاج الكهرباء بكمية كافية، فمزارع الرياح المعلنة لن تتجاوز 20 جيجا واط من الطاقة مقابل 160 جيجا واط مطلوبة في 2050.
وهنا ينبغي الإشارة إلى أن أهم تحديات الهيدروجين، هي ضمان السلامة في حمله ونقله حيث إنه أخف الغازات على الإطلاق، ومن السهل جداً أن يشتعل ويتسبب في كوارث لا سمح الله، ولذلك يتم نقله بصورة مركبات الأمونيا الزرقاء والخضراء وإطلاقه من خلال حرق الأمونيا. ونحن في المملكة لدينا شبكه نقل للغاز تمكّننا من تجاوز هذا التحدي بشكل عام.
في الحقيقة، مع اعتبار تقنيات الطاقة النووية لأغراض الطاقة السلمية، سوف نحتاج لتعظيم الاسثتمار خلال العشرين عاماً القادمة، في أبحاث وقود الهيدروجين وأيضاً نشر معامل الهيدروجين، على جانبي الخليج والبحر الأحمر، لضخ الهيدروجين الأخضر إلى مصانعنا وسياراتنا، ومصانع الأسمنت والحديد والمعادن وأفران الحرق، والمكسّرات الكيميائية لإنتاج موادنا الكيميائية والتعدينية.
كلّي ثقة وكما هو معلن بأننا سننتج %50 من احتياجاتنا من الطاقة من مصادر متجددة بحلول 2030م، فإنني متفاءل بأننا في 2050 سننتج %100 من احتياجاتنا من الطاقة من مصادر متجددة معظمها من الهيدروجين الأخضر.