استعمال الهيدروجين في توربينات الغاز يواجه عقبة الجدوى الاقتصادية مع ارتفاع تكلفته وتحدياته التقنية، ووجود بدائل أخرى لتوليد الكهرباء صديقة للبيئة ومنخفضة التكلفة مثل طاقتي الشمس والرياح.

أشارت دراسة تحليلية حديثة إلى أن استعمال الهيدروجين في التوربينات الغازية المصممة لتوليد الكهرباء بالغاز الطبيعي ليس حلاً اقتصادياً مجدياً في الأمد القريب أو المتوسط، حيث نصحت الحكومات والمستثمرين بضرورة التحقق والتدقيق في المقولات السائدة التي تبشّر بأن استعمال الهيدروجين في توربينات الغاز سيكون على نطاق تجاري واسع قريباً.

وتستند خطط عدد من شركات الكهرباء الغربية في بناء محطات الكهرباء الجديدة العاملة بغاز الميثان أو الغاز الطبيعي كما تشتهر، إلى وصف مشروعاتها بمقولات “جاهزية الهيدروجين”، وقدرته على اختراق قطاع التوليد في المستقبل القريب، والتأقلم مع التوربينات الغازية الحالية بنسبة 100%.

وتسعى شركة الكهرباء والغاز الأميركية ديوك إنرجي للحصول على موافقات لمشروعيْن، أحدهما، لبناء توربين غازي ذي دورة بسيطة بالقرب من محطة مارشال لتوليد الكهرباء بالفحم، والآخر لبناء توربين ذي دورة مركبة في موقع محطة روكسبورو للفحم بولاية كارولينا الشمالية.

وتبلغ قدرة المشروعيْن قرابة 2.2 غيغاواط، كما تروّج الشركة للمزيد استناداً إلى ضرورة التوسع في استعمال الهيدروجين في توربينات الغاز مستقبلاً.

ورغم ذلك، فإن البحث في مشروعات الشركة لا يشير إلى أنها تتوقع بدء استعمال الهيدروجين في الوحدات الجديدة قبل عام 2035، وبمزيج ضئيل للغاية يبدأ بنسبة 1% من الهيدروجين و99% من الميثان أو الغاز الطبيعي، بحسب تقرير حديث صادر عن معهد اقتصادات الطاقة والتحليل المالي.

تحديات استعمال الهيدروجين في توربينات الغاز

تغفل خطط شركات الكهرباء والمرافق 3 عقبات رئيسة من شأنها أن تبطئ أو ربما توقف تمامًا استعمال الهيدروجين في توربينات الغاز على نطاق واسع.

وتتلخص هذه العقبات في نقص إمدادات الهيدروجين، ونقص البنية الأساسية لخطوط الأنابيب التي تنقله، وضعف القدرة على التخزين، بالإضافة إلى التكلفة الباهظة لكل هذه العناصر مجتمعة.

وهناك مشكلة أخرى تتعلق بنقص القدرة على تخزين الهيدروجين، إذ تتمتع صناعة الغاز بشبكة واسعة من مرافق التخزين تحت الأرض منتشرة على مستوى الولايات المتحدة، في حين لا توجد بنية تحتية مماثلة لتخزين الهيدروجين.

ويحتاج تشييد هذه البنية إلى وقت طويل وتكلفة أكبر، مع استمرار طرح التساؤلات التي ما تزال بلا إجابة حول مخاطر السلامة المتعلقة بتخزين الهيدروجين، خاصة في حقول النفط والغاز المستنفدة، التي تمثّل الجزء الأكبر من تخزين الغاز الطبيعي حالياً.

بالإضافة إلى ذلك، ثمة مشكلة أخرى يجب وضعها في الحسبان في أثناء تقييم استعمال الهيدروجين في توربينات الغاز المولدة للكهرباء، وهي أنه لا يوفّر سوى فوائد هامشية في خفض انبعاثات الكربون؛ إذ يُمزج بمستويات منخفضة جدًا مع غاز الميثان، ما يجعل تكاليف البنية الأساسية تفوق أي فائدة بيئية إلى حد كبير.

وحتى في حال مزج الهيدروجين الأخضر مع الميثان بمستويات عالية، فإن ذلك لا يعني سوى استهلاك كميات هائلة من الكهرباء المتجددة التي من الأفضل استعمالها مباشرة في كهربة قطاعات النقل والمباني والصناعة المعتمدة على الوقود الأحفوري حاليًا.

لكل هذه العوامل والتحديات، لا يتوقع معهد اقتصادات الطاقة والتحليل المالي استعمال الهيدروجين على نطاق واسع في قطاع الكهرباء قبل 10 سنوات على الأقل من الآن.

مشكلات الهيدروجين البيئية الأخرى

يواجه الهيدروجين مشكلات بيئية أخرى، كونه ينتج مستويات عالية من أكاسيد النيتروجين في أثناء الاحتراق، وقد يكون لهذا تأثير كبير في تلوث الهواء المحلي، حال عدم السيطرة على الانبعاثات، الأمر الذي يتطلب ضوابط مكلفة لتجنب ذلك.

إلى جانب تلك المخاطر، هناك التأثير غير المباشر للهيدروجين في المناخ، وهو موضوع محل تحليل علمي مستمر، إذ أشارت إحدى الدراسات الحديثة إلى أن قدرته على التسبب في الاحتباس الحراري أقوى بنحو 11.6 مرة من ثاني أكسيد الكربون على مدى إطار زمني مدته 100 عام، وأقوى بنحو 28 مرة من غاز الميثان.

المصدر: مواقع إلكترونية

اقرأ أيضاً… دكاترة من قسم الكيمياء بدمشق وطلبة من جامعتي دمشق وحلب يزورون المصفاة

صفحتنا على فيس بوك