اقرأ في هذا المقال
- قدرة التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين الحالية لا تتجاوز 116 ميغاواط
- أميركا تنتج 10 ملايين طن هيدروجين سنويًا أغلبها من الوقود الأحفوري
- إنتاج الهيدروجين الأخضر الأميركي قد يصل إلى 720 ألف طن سنويًا
- شروط مشددة لحصول مشروعات الهيدروجين الأميركية على الإعفاءات الضريبية
- خطة حكومية لزيادة إنتاج الهيدروجين النظيف إلى 50 مليون طن سنويًا بحلول 2050
تشهد مشروعات التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين في أميركا طفرة هائلة في إعلاناتها، للاستفادة من الحوافز الضريبيبة التاريخية التي منحها قانون خفض التضخم للمنتجين والمطورين حتى عام 2030.
وتوقع تقرير حديث -اطّلعت عليه وحدة أبحاث الطاقة (مقرّها واشنطن)- أن ترتفع قدرة التحليل الكهربائي للمياه في الولايات المتحدة بنحو 39 مرة تقريبًا إذا تحققت جميع المشروعات المخططة في البلاد.
وتبلغ قدرة التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين في أميركا -حاليًا- قرابة 116 ميغاواط فقط، وإذا تحققت جميع المشروعات المعلنة فسترتفع هذه القدرة إلى 4.52 غيغاواط.
وما تزال الولايات المتحدة كغيرها من دول العالم تعتمد في إنتاج الهيدروجين على الطريقة التقليدية القائمة على حرق الوقود الأحفوري أو عبر مصادر ثانوية أخرى، وهو ما يطلق عليه الهيدروجين الرمادي أو الأزرق -حال استعمال تقنية احتجاز الكربون من عدمه-، أما الهيدروجين الأخضر فما زال إنتاجه ضئيلًا للغاية.
مصادر إنتاج الهيدروجين في أميركا
يُعد الهيدروجين أحد المدخلات المهمة لتكرير النفط وإنتاج الأسمدة، كما يستعمل في صورة وقود قابل للتخزين والاستعمال في توليد الكهرباء بوساطة توربينات غاز الهيدروجين أو عبر مزجه مع الغاز الطبيعي في المحطات العاملة بتوربينات الغاز التقليدية.
كما يُعد الهيدروجين أبسط عنصر موجود بصورة طبيعية على الأرض وعادة ما يُجرى فصله تقليديًا عن الهيدروكربونات، خاصة الغاز الطبيعي والفحم من خلال عملية تعرف باسم إعادة إصلاح غاز الميثان بالبخار.
وتنتج الولايات المتحدة حاليًا 10 ملايين طن متري من الهيدروجين أغلبها عبر حرق الوقود الأحفوري بطريقة إصلاح غاز الميثان أو عبر مصادر ثانوية صناعية الأخرى مثل مصانع الكيمياويات أو أي منشأة أخرى لا يكون الهيدروجين المنتج الرئيس لها.
ويوضح الرسم التالي -الذي أعدته وحدة أبحاث الطاقة- ملامح إستراتيجية الهيدروجين النظيف في الولايات المتحدة بحلول عام 2050:
وتستهدف خريطة إنتاج الهيدروجين النظيف في أميركا الوصول إلى مستوى 10 ملايين طن سنويًا بحلول 2030، و20 مليون طن بحلول 2040، قبل أن تتضاعف إلى 50 مليون طن بحلول عام 2050، بحسب وثيقة إستراتيجية أصدرتها وزارة الطاقة الأميركية في يونيو/حزيران 2023.
وحددت الوزارة تعريفًا خاصًا للهيدروجين النظيف المطلوب إنتاجه على مستوى البلاد، ويشترط هذا التعريف أن تكون كثافة الكربون لكل كيلوغرام منتج من الهيدروجين عند أو أقل من كيلوغرامين من مكافئ ثاني أكسيد الكربون، على أن تخضع هذه الشروط للمراجعة في غضون 5 سنوات، بحسب الوثيقة التي نشرتها وحدة أبحاث الطاقة في 8 يونيو/حزيران 2023.
توقعات إنتاج الهيدروجين الأخضر
إذا تحققت جميع مشروعات التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين في أميركا، فمن المتوقع أن يصل الإنتاج السنوي للهيدروجين الأخضر في البلاد إلى 720 ألف طن متري، بحسب التقرير الصادر عن إدارة معلومات الطاقة الأميركية (6 يونيو/حزيران 2024).
ويمثّل هذا الرقم علامة فارقة في قدرات إنتاج الهيدروجين الأخضر بالنظر إلى حجم إنتاجه العالمي الذي لم يتجاوز 100 ألف طن، أو ما يعادل 0.1% فقط من إجمالي إنتاج الهيدروجين البالغ 95 مليون طن في عام 2022، الذي جاءت غالبيته العظمي من حرق الوقود الأحفوري، بحسب بيانات وكالة الطاقة الدولية.
وتشير تقديرات إدارة معلومات الطاقة الأميركية إلى أن سعة إنتاج الهيدروجين عبر أجهزة إصلاح الميثان بالبخار تصل إلى 7.6 مليون طن متري سنويًا.
وتعمل إدارة المعلومات في الوقت الحالي على إعداد نموذج جديد لإمدادات الهيدروجين وتعديل نماذج الاستهلاك القائمة، لتحسين توقعات الهيدروجين السنوية بصورة أفضل بالمشاركة مع أصحاب المصلحة المقرر عقد جلسة نقاشية معهم في 12 يونيو/حزيران الحالي.
كيف تعمل المحللات الكهربائية؟
يمكن لمشروعات التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين التي تستوفي الحد الأدني من كثافة الكربون المنخفضة أن تكون مؤهلة للحصول على إئتمان ضريبي على الإنتاج في الولايات المتحدة، إذا بدأ المطورون بناءها بحلول عام 2033، بحسب إدارة معلومات الطاقة الأميركية.
وتمثّل هذه الإعفاءات حوافز كبيرة للمطورين للتوسع في استثمارات التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين في الولايات المتحدة خلال السنوات المقبلة، ما سيعزز قدرتها الإنتاجية ويجعلها من كبار المنافسين في إنتاج الهيدروجين الأخضر عالميًا.
وتنتح المحللات الكهربائية الهيدروجين عبر عملية فنية تسمى التحليل الكهربائي للمياه، التي تفصل ذرات الهيدروجين من المياه باستعمال تيار كهربائي متصل بمصادر طاقة متجددة في الغالب مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ويكون الأكسجين في هذه الحالة هو المنتج الثانوي الوحيد في العملية.
وانتشرت تقنيات التحليل الكهربائي في العالم خلال السنوات الأخيرة بصورة ملحوظة في إطار الزخم المتصاعد حول الهيدروجين الأخضر عالميًا، وهناك نوعان من هذه التقنيات يجري نشرهما على المستوى التجاري -حاليًا- أحدهما يعمل بنظام قلوي والآخر بنظام الأغشية، لكنهما ما زالا يتطلبان المزيد من التحسينات للبقاء في المنافسة، بحسب وكالة الطاقة الدولية.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..