“معلومات الوزراء”: الهيدروجين أحد أركان تحول الطاقة العالمي وتزايد في استخدامه بالعديد من القطاعات

230.61 مليار دولار قيمة السوق العالمية للهيدروجين في عام 2024 ، وتوقعات ترتفع إلى 1.66 تريليون دولار في عام 2050.

أصدر مركز دعم المعلومات والقرار في مجلس الوزراء تحليلًا أبرز من خلاله دور الهيدروجين في تحويل الطاقة العالمية ، ومراجعة أنواعه وطرق الإنتاج وحجم سوقها العالمي ، بالإضافة إلى دورها في تحويل الطاقة ، والتحديات والفرص المرتبطة بفرصه في الاستخدام المستقبلي ، وشرح أن الهيدروجين يلعب دورًا رئيسيًا في التحول العالمي نحو الطاقة النظيفة ، من خلال استخدامها للوقود. كنقل ، تخزين الطاقة والصناعات الثقيلة ؛ مما يجعلها فرصة اقتصادية وتنموية كبيرة ، ولكن على الرغم من قدراتها الهائلة ، فإنه لا يزال يواجه التحديات التقنية والاقتصادية والتنظيمية التي تتطلب استجابات مبتكرة.

وكشف التحليل أن قيمة السوق العالمية للهيدروجين بلغت حوالي 230.61 مليار دولار في عام 2024 ، ومن المتوقع أن ترتفع إلى حوالي 1.66 تريليون دولار في عام 2050 ، وفيما يتعلق بالإنتاج العالمي لها ، شهدت زيادة في هذه الفترة (2020 – 2023) ، إلى 97.3 مليون طن في 2023 ، مقارنةً بزاوية 90.2 مليون شخص. هذا الحجم إلى 148.6 مليون طن في عام 2030.

أما بالنسبة للطلب العالمي على الهيدروجين ، فقد بلغت 97 مليون طن في عام 2023 ، بزيادة قدرها 2.5 ٪ مقارنة بعام 2022 ، وتركز أكثر على قطاعات الصناعات التكرير والكيميائية ، وتعتمد بشكل أساسي على الهيدروجين المنتجة من الوقود الأحفوري.

أظهر التحليل أن الهيدروجين يعتبر أحد أبسط العناصر وأكثرها وفرة في العالم ، ويمكن إنتاجه من مصادر مختلفة تشمل: الوقود الأحفوري ، والطاقة النووية ، والكتلة الحيوية ، ومصادر الطاقة المتجددة ، من خلال عدد من العمليات التكنولوجية المختلفة. يتم استخدام الهيدروجين الناتج إما كوقود مباشر من خلال الاحتراق ، أو كحامل طاقة في تطبيقات مختلفة ، ويتم تقسيمه إلى أنواع مختلفة بناءً على طريقة الإنتاج نفسها ، ومستوى الانبعاثات المرتبطة به على النحو التالي:

الهيدروجين الرمادي: وهو أحد أكثر الهيدروجين استخدامًا ، وغالبًا ما يتم إنتاجه من الغاز الطبيعي أو غاز الميثان من خلال تقنية تُعرف باسم إصلاح البخار.

الهيدروجين الأسود أو البني: يتم استخدام الفحم الأسود (البيتومين) أو البني (الرباط) في عملية صنع الهيدروجين ، والتي هي الأكثر ضررًا للبيئة ؛ نظرًا لأن كل من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون الأول الذي تم إنشاؤه أثناء عملية الإنتاج لا يتم استعادةه.

الهيدروجين الأزرق: إنها تقنية الهيدروجين الناتجة (إصلاح البخار) عندما يتم احتجاز الكربون الناتج وتخزينه تحت الأرض باستخدام تقنيات التقاط وتخزين الكربون الاصطناعي (CCS). هذا النوع من الأنواع المحايدة يعتبر الكربون. بسبب عدم وجود انبعاثات في الجو أثناء الإنتاج. ومع ذلك ، يعتقد البعض أن وصفه للمصطلح (منخفض الكربون) هو تعبير أكثر دقة ؛ نظرًا لوجود ما بين 10 ٪ و 20 ٪ من الكربون الناتج أثناء عملية الإنتاج ، لا يمكن الاحتفاظ به.

الهيدروجين الأخضر: إنه واحد من أبرز أنواع الهيدروجين التي يتم إنتاجها بطريقة مناخية محايدة ؛ هذا يجعلها عنصرًا مهمًا في الوصول إلى الهدف العالمي المتعلق بانبعاثات الصفر الصافية بحلول عام 2050 ؛ يتم إنتاجه باستخدام فائض من الطاقة المتجددة ، مثل الطاقة الشمسية أو الرياح ، لفصل الماء إلى ذرات الهيدروجين والأكسجين من خلال عملية التحليل الكهربائي.

الهيدروجين الفيروزي: يتم إنتاجه من خلال تقنية تُعرف باسم (التحلل الحراري للميثان) ، الذي ينتج الكربون في شكله الصلب ، ويمكن استخدامه في مجالات مثل صناعة الإطارات وتحسين التربة ، ولا يزال يتم إنتاجه في عملية التجريب والتنمية.

الهيدروجين الوردي: يشبه الهيدروجين الأخضر من حيث إنتاجه من خلال التحليل الكهربائي للماء ، ولكن الفرق هو أن الطاقة المستخدمة في هذه العملية هي مصدر المفاعلات النووية بدلاً من مصادر الطاقة المتجددة ، ويمكن استخدام درجات الحرارة العالية الناتجة عن المفاعلات النووية في عمليات أخرى لإنتاج الهيدروجين ، مثل توليد البخار لتحسين كفاءة التحليل الكهربائي.

الهيدروجين الأصفر: يتم إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي للماء باستخدام الطاقة الشمسية.

هيدروجين الكتلة الحيوية: يتم إنتاجه باستخدام الكتلة الحيوية ، مثل النفايات العضوية أو الزراعية. استنادًا إلى نوع الكتلة الحيوية وتوافر تقنيات احتجاز الكربون ، يمكن أن تكون الانبعاثات من هذا النوع أقل بكثير من تلك الناتجة عن الهيدروجين الأسود أو البني أو الرمادي.

الهيدروجين ليس مصدرًا مباشرًا للطاقة ، بل حاملًا مرنًا ، ويمثل قوة دافعة غير مسبوقة نحو تسريع التحول في قطاع الطاقة ، وفكرة تبنيها كقوة طاقة يعود إلى الأزمة التقليدية ، ثم إلى حد ما ، وترتبط بالتحديات والتحديات التي تحدها ، وترتبط بالتحديات ، وترتبط بالتحديات التي تحدها ، وترتبط بالتحديات ، وترتبط بالتحديات التي تحدها ، كما هو الحال في التحدي ، كما هو الحال في التحديات التي تحدها ، وترتبط بها. عاد مرة أخرى في التسعينيات من القرن العشرين خلال المشاريع اليابانية مثل شبكة الطاقة العالمية""(WE-NET) ، الذي يهدف إلى بناء شبكة طاقة عالمية لتوفير الطاقة المتجددة ونقلها واستخدامها باستخدام الهيدروجين بفعالية.

ثم شهدت انتعاشًا جديدًا منذ بداية الألفية ، مدفوعة بالتحركات العالمية نحو تقليل الانبعاثات ؛ عندما يتم إعادة تركز دور الهيدروجين بمزيد من التركيز على الاستدامة البيئية ، ويعتبر أداة لإزالة الكربون من أنظمة الطاقة.

يمكن للهيدروجين المتجدد أن يسهم بشكل كبير في إزالة الكربون من القطاعات التي يصعب تحويلها إلى أنظمة تعتمد على الكهرباء ، مثل الصناعات الثقيلة والنقل ، كما أنها تلعب دورًا محوريًا في علاج قطع الطاقة المتجددة من خلال التخزين الواسع النطاق ، وإمكانية نقل الطويل. مشتقاته في ما يلي:

أماليا المتجددة: يتم إنتاجها من الهيدروجين الأخضر والنيتروجين المستخرجة من الهواء ، ويمكن استخدامها كوقود نظيف ، كحامل هيدروجين ، أو كمواد أولية في تصنيع الأسمدة.

الميثانول المتجدد (الإلكتروني أو الأخضر): مصنوع من الهيدروجين المتجدد وثاني أكسيد الكربون المستخرج من مصادر حيوية أو تم التقاطه مباشرة من الهواء ، ويستخدم كمواد خام للمواد الكيميائية الصناعية ، أو كوقود نظيف في النقل البحري ، أو كأساس لإنتاج وقود الطائرات (مثل تحويل الميثانول إلى الوقود الجوي).

synfuels أو e-fuels: يتم إنتاجه أيضًا من الهيدروجين المتجدد وثاني أكسيد الكربون ، ويمكن استخدامه مباشرة في محركات الاحتراق الداخلي أو التوربينات.

أشار مركز دعم المعلومات والقرار إلى أنه على الرغم من الأدوار العديدة التي يؤديها الهيدروجين النظيفة في عملية تحويل الطاقة ، فإن تعزيز وتوسيع تطبيقاته يواجه عددًا من التحديات ، في حين توفر آفاقها التي تعتمد بشكل متزايد على فرص واعدة.

استعرض التحليل أبرز التحديات على النحو التالي:

قد يغير سلاسل القيمة للهيدروجين ، ووجود عدم اليقين حول إمكانية استخدامات جديدة التنبؤ بحجم الطلب المستقبلي على الهيدروجين.

التكلفة العالية لإنتاج الهيدروجين الأخضر مقارنة بتكلفة إنتاج الهيدروجين الرمادي الذي يتم إنتاجه في الوقود الأحفوري ؛ إنه يكلف إنتاج الهيدروجين الأخضر بين (4 – 5) دولارات أمريكية لكل كيلوغرام من الهيدروجين ، والتي قد تعادل مرتين إلى ثلاثة أضعاف تكلفة إنتاج إنتاج الهيدروجين الرمادي أو الأزرق الناتج عن الغاز الطبيعي ويدعمها تقنية الاحتجاز الكربوني.

-التحديات التي تواجه المستثمرين ، المتعلقة بغياب الضمانات الكافية لضمان وجود المشترين الفعليين وعلى استعداد لدفع أسعار مجزية ضد المنتجات الخضراء ، بالإضافة إلى صعوبة التمييز بين الهيدروجين الخضراء النظيفة والهيدروجين الرمادي ، نتيجة للأسواق التي تفتقر إلى الأنظمة القياسية والآليات الموثوقة لإصدار شهادات لضمان الجودة والاستدامة البيئية ؛ مما يعيق عمليات التسويق ، ويؤثر على الثقة بين المستهلكين والمستثمرين على حد سواء.

يعتبر الاعتماد على الهيدروجين المنتجة من الوقود الأحفوري تناقضًا صارخًا مع الهدف العالمي لتحقيق انبعاثات صافية بحلول عام 2050 ؛ حيث لا يزال هذا النوع يهيمن على الإنتاج العالمي ؛ مما يؤدي إلى انبعاثات كبيرة من الكربون. في عام 2023 ، بلغ إجمالي الإنتاج العالمي للهيدروجين حوالي 97.3 مليون طن ، منها 81.4 مليون طن (83.7 ٪) أنتجت الوقود الأحفوري دون استخدام تقنيات احتجاز الكربون ، في حين أن الهيدروجين الناتج جاء كمنتج ثانوي في المركز الثاني مع حجم إنتاج 15.3 مليون طن (15.7 ٪) ؛ هذا يدل على الحاجة الملحة إلى تسريع التحول نحو الهيدروجين الأخضر يعتمد على الطاقات المتجددة لضمان توافق صناعة الهيدروجين مع أهداف حياد الكربون.

استعرض التحليل أيضًا الفرص المستقبلية الأبرز ، والتي هي على النحو التالي:

الاتجاه العالمي المتزايد نحو تعزيز إنتاج الهيدروجين المنخفضة: اتخذت الحكومات خطوات واسعة لتعزيز استخدام الهيدروجين المنخفض الانبعاثات من خلال استراتيجيات واضحة. حتى سبتمبر 2024 ، كان هناك 58 دولة بالإضافة إلى الاتحاد الأوروبي والمجموعة الاقتصادية لبلدان غرب إفريقيا ، ولديهم استراتيجيات هيدروجين ، ويستخدم معظم السياسات الحكومية الحالية أدوات تحفيزية في شكل منح ، وقروض وإعفاءات ضريبية ، ووفقًا لشركة الاستشارات الأمريكية ، تم الإعلان عنها من قبل 570 دولارًا ، على مستوى العالم ، على مستوى 570 دولارًا ، على مستوى العالم ، في العالم ، على مستوى العالم ، على مستوى 570 دولارًا ، على مستوى بقيمة 570. الاستثمارات ، اعتبارًا من ديسمبر 2023.

-أهمية استخدام الهيدروجين المنتجة من مصادر الطاقة المتجددة في العديد من القطاعات لتحقيق الأهداف العالمية مع صافي الانبعاثات: تتوقع شركة الاستشارات الأمريكية (McKinsey & Compa) أن الهيدروجين المنتجة من مصادر الطاقة المتجددة تمثل ما بين 75 ٪ و 90 ٪ من إجمالي الطلب على الهيدروجين بحلول عام 2050 ، ومن المتوقع أيضًا أن تكون صناعة الصلب الحالية في مجال الصلب هي ما يقرب من 20 ٪. الهيدروجين بحلول عام 2030 ، وأن قطاع الطيران يمثل 15 ٪ من الطلب على الطاقة القائمة على الهيدروجين بحلول عام 2050.

-توقعات وكالة الطاقة الدولية حول تغيير بنية الإنتاج العالمية للهيدروجين: من خلال زيادة الكميات المنتجة من الهيدروجين المنتجة من مصادر الطاقة المتجددة ؛ من المتوقع أن ينخفض ​​معدل الإنتاج العالمي للهيدروجين المنتجة من الوقود الأحفوري بدون تكنولوجيا احتجاز الكربون إلى 46.6 ٪ من إجمالي إنتاج الهيدروجين في مصادره المختلفة في عام 2030 ، مقارنةً بـ 83.7 ٪ من إجمالي الإنتاج في عام 2023 ، في حين أن النسبة المئوية للهيدروجين المنتجة من الكهرباء والوقود الحيوي من المتوقع أن تصل إلى 33.2 ٪ في عام 2030 مقارنةً بنسبة 0.1 ٪ في عام 2023.

أشار مركز دعم المعلومات والقرار إلى أن الهيدروجين على الرغم من التحديات الحالية لا يزال أحد أعمدة تحويل الطاقة العالمية ، خاصة مع الأهمية المتزايدة لاستخدامها في العديد من القطاعات ، لكن نجاحها المستمر يتطلب تعاونًا دوليًا لتحديد معايير مشتركة لضمان الجودة والاستدامة البيئية وتمويل المشاريع الدولية الرئيسية في الاستثمار في البحث وتنمية تحسين التخزين.

للمزيد : تابع خليجيون 24 ، وللتواصل الاجتماعي تابعنا علي فيسبوك وتويتر