كيفية تصدير الهيدروجين: الطرق والتحديات والفرص

مقدمة

يحتوي عنصر الهيدروجين – العنصر الأبسط والأخف الطبيعة – على كمية طاقة كبيرة يمكن استخدامها في مختلف القطاعات مثل النقل والصناعة والكهرباء.

وكما ذكرنا في مقال سابق فإن أكثر الطرق شيوعاً في إنتاج الهيدروجين هي باستخدام الطاقة المتجددة، مما جعل من الدول الغنية بمصادر الطاقة المتجددة مناطق مؤهلة لاستقطاب استثمارات بملايين الدولارات لإنتاج الهيدروجين. لكن في بعض الأحيان لا يتم استهلاك الهيدروجين في نفس مكان إنتاجه بل يتم تصديره لمكان آخر.

نتعرف في هذا المقال كيفية تصدير الهيدروجين وأفضل الطرق المستخدمة ومخاطر وفوائد هذه العملية.

تصدير الهيدروجين

يعد الهيدروجين من العناصر الخطرة والتي يجب التعامل معها بحذر ووفقاً لمتطلبات وشروط خاصة، وعادة ما يُشترط تجهيز بنية تحتية وأدوات خاصة في مكان إنتاجه بهدف تخزينه أو تصديره إلى مكان آخر لأنه غالباً لا يتم استهلاكه في مكان إنتاجه.

يمكن تصدير الهيدروجين بحالات مختلفة، مثلاً على شكل غاز أو سائل ويعتمد ذلك على عدة عوامل مثل المسافة المقطوعة والتكلفة وعوامل الأمان.

أفضل الطرق لتصدير الهيدروجين

تمثل هذه العملية أهم مرحلة من مراحل حياة الهيدروجين، نظراً لأنها تتطلب توفير ظروف وبنية تحتية خاصة للحفاظ عليه دون وقوع أية مشاكل. في ما يلي أهم الطرق المستخدمة لتصدير الهيدروجين:

غاز الأمونيا

يمكن تصدير الهيدروجين بعد تحويله إلى غاز الأمونيا باستخدام السفن وتعد هذه الوسيلة الأكثر تفضيلاً عند نقل كميات كبيرة منه ولمسافات طويلة، وذلك بسبب تكلفة النقل المنخفضة.

تحويل الأمونيا إلى هيدروجين مرة أخرى هي العملية الأكثر تكلفة في هذه الطريقة، وتؤدي إلى فقدان 13- 34 من الطاقة. ويمكن تجنب هذه الخسائر عن طريق استخدام الأمونيا مباشرة في التطبيقات مثل الأسمدة أو وقود للنقل.

الهيدروجين السائل

تواجه عملية تصدير الهيدروجين بعد تحويله إلى الحالة السائلة مشكلة ارتفاع التكلفة، إذ يجب الإبقاء على درجة حرارته عند -253 مئوية وهذا يتطلب استخدام معدات مكلفة للنقل والتخزين والمعالجة، لأن ارتفاع حرارته تؤدي إلى تبخره، كما يخسر الهيدروجين 30-36% من طاقته في عملية التبريد. 

تصبح هذه الطريقة مناسبة على مستوى المشاريع الكبيرة، التي يتم فيها تصدير كميات كبيرة منه ولمسافات طويلة.

الناقلات العضوية السائلة للهيدروجين (LOHC)

يتم تخزين الهيدروجين في هذه الطريقة في ناقلات عضوية سائلة وتحديدأ في وسيط حامل عضوي سائل، هذه الطريقة تسمح بتخزين الهيدروجين دون الحاجة إلى ضغطه وتصديره عند درجة حرارة الغرفة.

تجدي هذه الطريق في الحالات التي لا تتطلب تقدماً تكنولوجياً، كما أنها منخفضة التكاليف ويمكن استخدامها في المشاريع الصغيرة نسبياً.

الأنابيب

تصلح أنابيب النقل مثل أنابيب الغاز لعملية تصدير الهيدروجين وعند ضغط 80 مقداره بار وإيصاله للمستهلك بشكل أفضل، لأن مزايا ومواصفات الأنابيب تناسب عملية التصدير هذه.

كما أن المناطق التي تمتلك بنية تحتية للغاز الطبيعي يمكنها تخصيص هذه الأنابيب لتصدير ونقل الهيدروجين مما يؤدي إلى تقديم فوائد مزدوجة من حيث توفير تكاليف النقل وتجنباً لظاهرة الأصول المهملة. تناسب هذه الطريقة عمليات التصدير لمسافات قصيرة التي تصل إلى 3,000 كم، ويمكن أن تصل إلى حوالي 8,000 كم.

يوضح الشكل التالي الطرق المستخدمة في تصدير الهيدروجين في عام 2050 وفقاً للمسافة وحجم المشروع، ويبين الشكل أن الأمونيا هي أفضل هذه الطرق تلتها الأنابيب.

فوائد ومخاطر تصدير الهيدروجين 

فوائد ومخاطر الهيدروجين هي ذاتها المتعلقة به بكافة مراحل حياته سواء الإنتاج أو تخزين الطاقة أو النقل، وهي:

• التقليل من الانبعاثات الكربونية.
• حل مشاكل تخزين الطاقة المتجددة لتخفيض الضغط والعبء على الشبكات الكهربائية.
• التوسع في مجالات الطاقة النظيفة لتشمل القطاع الصناعي والنقل وغيرها.
• إمكانية استخدام الطاقة النظيفة في أماكن بعيدة عن مكان إنتاجها.
• زيادة حجم الاستثمار في الطاقة عديمة الانبعاثات.

عدم وجود الهيدروجين بشكل منفرد في الطبيعة بسبب نشاطه والذي يحفزه دوماً على الارتباط بالعناصر الأخرى، يجعل منه عنصراً خطيراً وسريع الإشتعال أو الانفجار، وكذلك فإن عملية تصديره ونقل يجب أن تتم باتخاذ العديد من التدابير والاحتياطات. فعلى سبيل المثال في حالة نقله على شكل سائل يجب الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة وكذلك إذا كان غازاً أو أي شكل من أشكاله الأخرى، إذ تؤثر الحرارة والضغط عليه بشكل سريع.

شروط نجاح مشروع تصدير الهيدروجين

لضمان نجاح هذا المشروع يشترط تحقيق مجموعة من الشروط، مثل:

• أولاً: دراسة احتياجات ومتطلبات السوق المُصّدر له وعلى المديين القريب والبعيد قبل عملية التصدير أو التأسيس لها.
• ثانياً: تحديد الطريقة المناسبة لتحويل والتصدير وإعادة التحويل وذلك وفقاً للتطبيقات والتكلفة والكفاءة والسلامة والجودة والمسافة.
• ثالثاً: التعاون والتنسيق والتنسيق بين الجهات والدول المنتجة والمستورد للهيدروجين، مثل توقيع اتفاقيات وإنشاء شراكات.
• رابعاً: تجهيز البنية التحتية اللازمة إنتاجه وتخزينه وتصديره.
• خامساً: تطوير التقنيات المستخدمة والاستعانة بالحديث منها بهدف خفض استهلاك الطاقة وزيادة كفاءة عملية تصدير الهيدروجين.

مشاريع الهيدروجين في المنطقة العربية

تمثل المنطقة العربية موقعاً خصباً لإنتاج الهيدروجين الأخضر بالتحديد بسبب إمكانياته العالية بالطاقة المتجددة، هذا جعلها تستقطب وتنشئ العديد من الاستثمارات المتعلقة في إنتاجه وتصديره واستهلاكه.

تتصدر قائمة الدول العربية عُمان والمملكة العربية السعودية والمغرب ومصر والعديد من الدول التي تعمل على تكثيف جهودها في هذا المجال.

إذ وقعت شركة أكوا باور “Acwa Power” السعودية مذكرة تفاهم مع زينيث إنرجي “Zenith Energy” وغازلوغ “GasLog” وميناء أمستردام. بهدف استكشاف جدوى إنشاء ممر لتصدير الهيدروجين الأخضر من مواقع إنتاج شركة أكوا باور إلى أوروبا عبر ميناء أمستردام كما ووقعت أكوا باور اتفاقيةً مبدئيةً مع «وزارة الطاقة» الأوزبكية وشركة «أوزكيميوسانوات – Uzkimyosanoat»، لتطوير منشأة لإنتاج الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء في جمهورية أوزبكستان  في 2023.

وأعلنت شركة الصحراء العالمية للبتروكيماويات السعودية “سبكيم” عن البدء بإنشاء مصنع جديد لإنتاج الأمونيا الزرقاء (منخفض الكربون) في مدينة الجبيل الصناعية بالسعودية، بعدها حصولها على الموافقات اللازمة بهذا الشأن هذا العام.

وبدورها شركة نيوم أعلنت عن نيتها إنشاء مصنع لإنتاج الهيدروحين المخصص للاستخدام في وسائل النقل.

كما لم تقتصر مشاريع السعودية على التصدير فقط بل على الاستخدام، إذ أعلن وزير الطاقة في السعودية، الأمير عبد العزيز بن سلمان، عند بدء التشغيل التجريبي لأول قطار يعمل بالهيدروجين في منطقة الشرق الأوسط نهاية أكتوبر 2023. 

خلاصة

تصدير الهيدروجين من مكان لآخر يعني نقل الطاقة المتجددة من مكان لآخر واستخدامها بسهولة، بعد تخزين الطاقة المتجددة بالهيدروجين يمكن تصديره واستخدامه في أماكن أخرى.

يلعب الهيدروجين الأخضر اليوم دوراً مهماً في عملية التحول الطاقي وإنتاج الطاقة من مصادر متجددة ويساعد هذا في تقليل البصمة الكربونية للنشاطات الصناعية والنقل وقطاعات أخرى،  مما يساهم في تحقيق الحياد الكربوني بصورة أسرع.

قد تواجه عملية تصدير الهيدروجين بعض التحديات في الوقت الحالي لكن يجري العمل على حلها لتحقيق أفضل استفادة منه بكل مكان وبكل الأشكال.

تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة…

نتمنى لكم يوماً مشمساً!

المصادر: Energy Post UE