اقتصاد الهيدروجين

تصغير|200بك|يسار

**اقتصاد الهيدروجين** هو نظام مقترح لتوزيع الطاقة باستخدام الهيدروجين. ان مصطلح اقتصاد الهيدروجين قد عرف لأول مرة على لسان John Bockrisخلال خطاب ألقاه سنة 1970 في المركز التقني لجنرال موتورز.
بما أن الهيدروجين غير متوافر بشكل حر في الطبيعة لذلك لا بد من إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للماء أو أحد الطرق المعروفة الأخرى. وعدم توافره في الطبيعة يجعل منه حاملا للطاقة (مثل الكهرباء) وليس مصدرا رئيسيا للطاقة (مثل الفحم). إن الفائدة من اقتصاد الهيدروجين تعتمد على القضايا المتعلقة بمصادر الطاقة مثل استخدام الوقود الأحفوري والتغير المناخي وتوليد الطاقة المتجددة (المستدامة)

## الأسباب

اقترح اقتصاد الهيدروجين لحل المشاكل المتعلقة بالتأثيرات السلبية لاستخدام أنواع الوقود الهيدروكربوني حيث ينطلق الكربون ضمن ثاني أكسيد الكربون كناتج عن الاحتراق لمثل هذه الأنواع من الوقود.
ضمن الاقتصاد العالمي الحالي المعتمد على الوقود الهيدروكربوني, تتم تغذية قطاع النقل بواسطة النفط. ان احتراق الوقود الهيدروكربوني ينتج عنه ثاني أكسيد الكربون وملوثات أخرى. وتعتبر إمدادات المصادر الهيدروكربونية الناجعة اقتصاديا في العالم محدودة. وذلك باعتبار أن الطلب على الوقود الهيدروكربوني متزايد, وخصوصا في الصين والهند ودول نامية أخرى.
يعتبر المؤيدون لاقتصاد الهيدروجين كنظام عالمي أن الهيدروجين هو الناقل الأنظف للطاقة للمستهلك النهائي. وخصوصا في تطبيقات النقل.
يمتلك الهيدروجين محتوى طاقي كبير في وحدة الكتلة. وعند استخدام الهيدروجين في محركات اوتو للاحتراق الداخلي يمكن القول أن المحرك قد وصل إلى مردوده الأعظمي حوالي 38% أكثر ب 8% من مردوده عند استخدام البنزين. وعند استخدام خلايا الوقود والمحركات الكهربائية يكون المردود أكبر بمرتين إلى ثلاث مردوده منه عند استخدام محرك الاحتراق الداخلي. ولكن تعتبر الكلفة التأسيسية العالية لخلايا الوقود حوالي 5.500$/KW واحدة من المعوقات الأساسية في تطور خلايا الوقود. وهذا يعني أن خلايا الوقود ذات فعالة تقنية فقط وليست اقتصادية مقارنة مع محركات الاحتراق الداخلي.
أما المعوقات الأخرى فهي مشاكل تخزين الهيدروجين ومتطلبات النقاوة للهيدروجين عند استخدامه في خلايا الوقود.

## تاريخه
كان جون بوكريس أول من صاغ مصطلح *اقتصاد الهيدروجين* خلال حديث أجراه في 1970 في مركز جنرال موتورز التقني. اقترح المفهوم سابقًا من قبل عالم الوراثة ج.ب.س. هالدان.

اقترح اقتصاد الهيدروجين من قبل جامعة ميشيغان لحل بعض الآثار السلبية باستخدام أنواع الوقود الهيدروكربونية التي تطلق الكربون إلى الغلاف الجوي (كثنائي أكسيد الكربون، أحادي أكسيد الكربون، الهيدروكربونات غير المحترقة، إلخ). ويرجع أثر الاهتمام الحديث باقتصاد الهيدروجين بشكل عام إلى تقرير تقني صادر عام 1970 لورنس دبليو. جونز من جامعة ميشيغان.

استمر وصف ارتفاع ذروة الاهتمام بالمفهوم في العقد الأول من الألفية الثالثة بأنها صيحة مؤقتة من قبل النقاد وأنصار التقنيات البديلة. عاد الاهتمام بحامل الطاقة في العقد الثاني من الألفية الثالثة، وخصوصًا من خلال تشكيل لجنة الهدروجين في 2017. أطلقت عدة شركات صانعة سيارات خلايا الهيدروجين بشكل تجاري، مع تخطيط شركات كتويوتا ومجموعات صناعية في الصين لزيادة أعداد السيارات وصولًا إلى مئات الآلاف في العقد التالي.

## السوق الحالي للهيدروجين
إنتاج الهيدروجين صناعة كبيرة وفي طريق النمو: مع نحو 70 مليون طنًا في 2019 مخصصة للإنتاج في العام الواحد، وهو رقم أكبر من مؤونة الطاقة الأساسية لألمانيا.

حسب بيانات عام 2019، فإن إنتاج المسمدات وتكرير النفط هما الاستخدامان الأساسيان. يستخدم نحو النصف في عملية هابر لإنتاج الأمونيا (NH3)، الذي يستخدم بعدها مباشرةً أو بشكل غير مباشر في السماد. لأن كلًا من سكان العالم والزراعة الاستهلاكية المستخدمة في تغذيتهم ينمو، فإن الطلب على الأمونيا ينمو كذلك. يمكن استخدام الأمونيا كطريقة غير مباشرة أأمن وأسهل لنقل الهيدروجين. يمكن للأمونيا المنقولة بعدها أن يعاد تحويلها إلى هيدروجين في العربة بتقنية غشائية.

يستخدم النصف الآخر من إنتاج الهيدروجين الحالي لتحويل مصادر البترول الثقيل إلى مشتقات أخف مناسبة للاستخدام كوقود. تعرف هذه العملية الأخيرة باسم تكسير الهيدروجين. يمثل تكسير الهيدروجين مساحة أكبر حتى للنمو بما أن ارتفاع أسعار النقط يشجع شركات النفط على استخراج المواد ذات المصادر الأسوأ، كالنفط الرملي والصخر الزيتي. تسمح اقتصاديات الأحجام الكبيرة التي عد من خصائص تكرير النفط على نطاق واسع وصناعة السماد بالإنتاج في الموقع والاستخدام «الآسر». تصنع كميات أصغر من هيدروجين «التجار» وتسلم للمستهلكين النهائيين كذلك.

حتى 2019 كل إنتاج الهيدروجين تقريبًا من الوقود الأحفوري، ويصدر 830 طنًا من ثنائي أكسيد الكربون في العام. يعكس توزع الإنتاج آثار القيود الترموديناميكية على الخيارات الاقتصادية: من بين الطرق الأربع لاستخلاص الهيدروجين، يوفر الاحتراق الجزئي للغاز الطبيعي في محطة طاقة عاملة على الدورة المشتركة للغاز الطبيعي أكفأ الطرق الكيميائية وأكبر مقدار ناتج ممكن من طاقة الحرارة القابلة للاستخدام.

حفز السوق الكبير والارتفاع الحاد في أسعار الوقود الأحفوري أيضًا على الازدياد الكبير للاهتمام بالوسائل البديلة الأرخص لإنتاج الهيدروجين.

## الإنتاج والتخزين والبنية التحتية
حتى 2002، ينتج الهيدروجين بشكل رئيسي (nHm) كالميثان والغاز الطبيعي والغاز الحيوي. من الطاقة المتاحة في الوقود، تكمن نسبة 48% تقريبًا في الهيدروجين، و40% في الكربون المنشط و10% في البخار فائق التسخين.

## اقرأ أيضا
* محفز كهربائي
## مراجع

*
تصنيف:اقتصاد قليل انبعاث الكربون
تصنيف:تقانات الهيدروجين
تصنيف:تقانات ناشئة
تصنيف:حماية البيئة الخضراء الزاهية
تصنيف:طاقة
تصنيف:علم الاقتصاد
تصنيف:غازات صناعية