تحول الطاقة | 03/10/2022

منظور عالمي للصناعة عن تعزيز اقتصاد الهيدروجين على النحو الأمثل

بقلم راخي أولي

ترأست مؤخرًا منتدى الهيدروجين الأمريكي الثاني، شملت المناقشات في المنتدى تلقي المشاركين تحديثات عن إنتاج الهيدروجين الجديد واستخداماته وطرح أفكار لمشاريع تخص توزيعه والبنية التحتية داخل الولايات المتحدة الأمريكية. تعرفنا أيضًا على المبادرات التي أطلقتها وزارة الطاقة الأمريكية والتي شملت [email protected] تعهد بتعزيز إنتاج الهيدروجين بأسعار معقولة، ونقله، وتخزينه، واستخدامه.

وقود التغيير

كان الاستماع لدعاة الصناعة العاملين بجد لتحقيق الأهداف المحددة في اتفاقية باريس من الأمور المُبشرة بالخير: تعتبر هذه الاتفاقية التزام دولي للحد بشكل كبير من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية، والحد من الاحتباس الحراري لزيادة درجات الحرارة أقل بكثير من 2 درجة مئوية لهذا القرن، مقارنة بمستويات ما قبل الصناعة.

في عام 2017، شهدت دافوس، سويسرا إطلاق أول مجلس للهيدروجين. بدأ المجلس بصفته مبادرة عالمية تعزز إمكانية تعميم استخدام الهيدروجين ليشكل جزءًا مهيمنًا في مجال التزود بالطاقة في المستقبل. اجتمع المجتمع الدولي مؤخرًا في مؤتمر الأمم المتحدة المعني بتغير المناخ لعام 2021 (COP26) في غلاسكو، اسكتلندا. أشار جميع أطراف النظام، من الحكومات إلى منتجي الهيدروجين والمستهلكين الصناعيين، بوضوح بأن العالم مستعد للتحول إلى الهيدروجين كوقود للتغيير، في هذا المؤتمر.

بفضل تلك المبادارات الاستثنائية المقادة من قبل المؤسسات الصناعية، توّلد زخم لتعزيز الهيدروجين داخل الولايات المتحدة الأمريكية؛ وتباعًا مع دعم إدارة بايدن لتطور الهيدروجين باعتباره مصدر نظيف للوقود. إذاً من المنظور العام، نحن مقتنعون بأن الهيدروجين مضطلع بدور محوري في التخلص من الكربون. كون المشهد العالمي للطاقة يمر بتغيير بالغ الأهمية، فثمة قوة دفع هائلة في جعله جزءًا مهيمنًا في مجال التزويد بالطاقة في المستقبل. لهذا، السؤال المهم الذي ينبغي طرحه هو: ماذا يمكننا فعله لضمان التقدم في الطريق الصحيح، باعتبارنا دعاة لمصدر الطاقة هذا؟

رئيسة المنتدى، راخي أولي، تُرحب بالحاضرين من خلال خطابها الافتتاحي في منتدى الهيدروجين الأمريكي الثاني.

رئيسة المنتدى، راخي أولي، تُرحب بالحاضرين من خلال خطابها الافتتاحي في منتدى الهيدروجين الأمريكي الثاني.

تعاون دولي

الخطوة الأولى نحو إنشاء سلسلة قيمة للهيدروجين، تتسم بالقوى والاستدامة، هي ابتكار الشركات، والتعاون على تسويق تقنيات الهيدروجين على نطاق واسع. سيكون العامل الحاسم هو اتباع نهج متدرج لنشر تقنيات الهيدروجين استنادًا إلى تطبيقات الاستخدام النهائي، والقدرة التنافسية من حيث التكلفة، والسياسات، والدوافع الاقتصادية، والاجتماعية، والحواجز الموجودة داخل الاقتصادات العالمية المختلفة.

ثانيًا، توسيع نطاق توزيع سلسلة القيمة للهيدروجين، وسيتطلب الجزء المتعلق بالبنية التحتية والنقل، من الصناعات، تناول مسألة الأمن في تقنية الهيدروجين. كما يتطلب من الصناعات وضع رؤية محددة تتعلق باللوائح، والقواعد، والمعايير. من خلال اتباع هذه الخطوات البسيطة، آمل أن يتحقق اقتصاد الهيدروجين المتقدم على النحو الأمثل على المدى القريب.

كانت الحاجة مطلوبة لتحول الطاقة، ودور الهيدروجين داخل تحول الطاقة، على نطاق واسع، كما لاقت تأييدًا واسعًا وسُلط الضوء عليها من جانب جميع المتحدثين في منتدى الهيدروجين الأمريكي. عند الاستماع إلى قادة الصناعة البارزين في الحدث، تمكنا من وضع معلومات دقيقة وواضحة للغاية حول المنظور العالمي لتقدم اقتصاد الهيدروجين.

رئيسة المنتدى، راخي أولي، تُرحب بأعضاء اللجنة على المسرح لإدارة جلسة مناقشة عن إنتاج الهيدروجين.

رئيسة المنتدى، راخي أولي، تُرحب بأعضاء اللجنة على المسرح لإدارة جلسة مناقشة عن إنتاج الهيدروجين.

أرغب في مشاركة هذه النتائج هنا:

النقاط الرئيسية للهيدروجين في تعزيز مجال تحول الطاقة

  • يملك الهيدروجين القدرة ليكون عاملاً مساعدًا قويًا في عملية تحول الطاقة. يقدم خيارًا نظيفًا ومستدامًا ومرنًا لتنوع الطاقة.
  • التحول الجاد في الطاقة يستلزم من الشركات الصناعية التركيز على كل من إدارة الكربون والهيدروجين. لن يؤدي ترك أيٍّ من هذه الخيارات منطقيًا، وبالتالي عدم حل المسألة.
  • الفوائد طويلة المدى المكتسبة من الهيدروجين فوائد مقنعة، تتجلى في الزيادة الواضحة في استخدامه على مدى السنوات الثلاث الماضية، نتيجة تسويق منتجاته في جميع القطاعات. في الوقت نفسه، ينبغي إجراء تحسينات مستمرة في التكاليف وأداء التقنيات المتعلقة بالهيدروجين على طول سلسلة القيمة بأكملها.
  • يمكن أن يضيف الهيدروجين قيمة للقطاعات الصناعية التي يصعب تحويلها، مثل إنتاج الصلب والأمونيا، وتحفيز مصادر طاقة التحميل الأساسية مثل الطاقة النووية، وتسريع دمج مصادر الطاقة المتجددة في منظومة الطاقة.
  • الآلات التوربينية هي عملية تشغيل متنوعة داخل قطاع النفط والغاز. تعتبر هذه الوحدات من بين المعدات الأكثر أهمية داخل سلسلة قيمة الهيدروجين فيما يتعلق بمدى إمكانية الاعتماد عليها/الوصول إليها، وإمكانية صيانتها ونفقاتها الاستثمارية/التشغيلية. لن تصبح هذه المعدات أكثر أهمية وحيوية، إلا عند اكتساب تحول الطاقة زخمًا.

التقدم في سلسلة التوريد

  • في الوقت الذي يبلغ فيه إنتاج الولايات المتحدة الأمريكية من الهيدروجين 10 مليون طن سنويًا، سيلزم زيادة الطلب والعرض على الهيدروجين زيادة كبيرة لتحقيق الفوائد المرجوة تمامًا عبر سلسلة القيمة بأكملها. هذا يستدعي التطور الفوري في سلسلة توريد الهيدروجين.
  • يستطيع الهيدروجين زيادة أمن الطاقة في الولايات المتحدة الأمريكية، وتحسين المناخ في البلاد، لأنه يوفر وسيلة قادرة على تخزين الطاقة، وإيصالها من الموارد الوفيرة المتاحة محليًا، مما يقلل من انبعاثاتنا من الكربون. تستطيع المركبات، العاملة بالهيدروجين، الحد بشكل كبير من اعتماد أمتنا على النفط، والحد بشكل كبير من انبعاثات العادم.

إنتاج الهيدروجين

ثمة ثلاثة طرق رئيسية لإنتاج الهيدروجين الخالي من الانبعاثات:

  1. إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار (SMR) باستخدام الميثان الحيوي أو مع احتجاز الكربون واستخدامه وتخزينه (CCUS)
  2. التحليل الكهربائي باستخدام كهرباء مولدة من مصادر الطاقة المتجددة
  3. تحويل الكتلة الحيوية إلى غاز
  • في الوقت الذي تعد فيه مفاعلات الوحدات الصغيرة (SMR) والتحليل الكهربائي تقنيات ناضجة، فإن التحويل إلى الغاز ومفاعلات الوحدات الصغيرة (SMR) مع احتجاز الكربون واستخدامه وتطبيقه (CCUS) في طور التطوير.
  • يحتاج الهيدروجين الأخضر للهيدروجين الأزرق لتعزيز الطلب في النواحي المالية والهيكلية. سيتكون نسيج الطاقة من اللون الأخضر والأزرق والفيروزي وألوان أخرى كثيرة على المدى القريب إلى أن نُطور التقنيات الخضراء على نطاق واسع لتلبية الطلب الهائل على الطاقة.
  • سيُدعم التعديل التحديثي على الهيدروجين الأزرق مع احتجاز الكربون واستخدامه وتطبيقه، تحقيق أهداف الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري (GHG) مع إتاحة استمرار استخدام الأصول القائمة. بالتالي، قد يكون الوضع انتقالي حتى يعم استخدام الهيدروجين الأخضر، خاصة ضمن المناطق سهلة الوصول حيث توفر عمليات الاحتجاز.
  • يمكن أن تُعجل مسألة عقد شراكات تعاونية مع الحكومات والشركات الصناعية من التقدم المحرز في تحسين كفاءة واقتصاديات إنتاج الهيدروجين.

تنفيذ السياسات

  • محطات الهيدروجين المحلية قادرة على جمع الشركات الصناعية معًا مع شركات المنطقة والجهات المعنية والسلطات لتطوير وإقامة مشاريع الهيدروجين، وخلايا الوقود التي تلبي احتياجات المجتمعات من الطاقة والنقل. تحتاج استراتيجيات تنفيذ محطة الهيدروجين الإقليمي لتقييم شامل للبنية التحتية المحلية والتكاليف وأولويات العدالة البيئية والإنصاف في الوصول إلى الطاقة، فضلاً عن تبني السوق.
  • من المهم للغاية، للأطراف المعنية الصناعية، وضع إطر سياسية مستقرة وبعيدة المدى لتوجيه عملية تسويق تقنيات الهيدروجين، وتحول الطاقة في جميع القطاعات التي تشمل الطاقة والنقل والصناعة والسكن.

النهوض بتقنيات الهيدروجين

  • تقنيات الهيدروجين الناشئة على مفترق طرق. سيتعين على المطورين والمستخدمين النهائيين والشركات الصناعية أن يجتمعوا ويتخذوا الخيار الأمثل بين القدرة التنافسية من حيث التكلفة وعرض قيمة تقنيات الإنتاج التي ستفيد الهيدروجين في المضي قدمًا بسرعة وسهولة على المدى القريب.
  • على الأطراف المعنية تيسير التوصل لاتفاق معايير الصناعة بين المناطق والقطاعات لتمكين تقنيات الهيدروجين، والاستفادة من أثر رفع أو خفض الأسعار، وخفض التكاليف.
  • تعتبر التكاليف الاستثمارية للعديد من تقنيات إنتاج الهيدروجين أعلى بكثير من التكاليف الاستثمارية لأنواع الوقود الأخرى. يعمل المُطورون والمقاولون في مجالات الهندسة والتوريد والبناء والتشغيل (EPCC) على الحد من تلك التكاليف بتطبيق مبادئ التصميم للتصنيع (DFM). يعملون على تحديد مواد أفضل، وتقليل عدد الأجزاء الضرورية، وتصميم أنظمة مبسطة، والانتقال إلى الإنتاج الضخم.
  • يوفر دمج تقنيات مختلفة مثل مصادر الطاقة المتجددة، والهيدروجين الأخضر مسارًا واعدًا لتحسين كفاءة الطاقة، وإدارة الكربون، والتقدم نحو الانتقال الأمثل للطاقة.
  • سيكون اعتماد التقنيات الصحيحة والطفرة في التقدم التكنولوجي محوريًا نحو سير اقتصاد الهيدروجين الأخضر في الاتجاه الصحيح.

توزيع الهيدروجين

  • يشمل توزيع الهيدروجين ثلاثة مكونات: الشاحنات، وخطوط الأنابيب، والسفن. بحلول عام 2030، بافتراض توفير بنية تحتية للنقل والإنتاج على نطاق واسع، قد يتم شحن الهيدروجين من مواقع مثل أستراليا أو الشرق الأوسط إلى مراكز الطلب المتوقعة بتكلفة تتراوح بين 2 إلى 3 دولار/كيلوغرام من الهيدروجين.
  • من الضروري بذل جهود تنسيق بين الصناعات لضمان نشر محطات كافية لوقود الهيدروجين لتلبية الطلب من المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEVs).
  • يولد النقل العالمي 24% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO2) المباشرة من عمليات احتراق البنزين والديزل، ما يمثل حوالي 75% من انبعاثات النقل العالمية. تعتبر السيارات الكهربائية العاملة بالبطارية، والمركبات الكهربائية العاملة بخلايا الوقود (FCEVs) من الطرق المجدية لإزالة الكربون من قطاع النقل العالمي على المدى القريب.
  • يعد تخزين الهيدروجين على نطاق واسع ضروريًا لاقتصاد الهيدروجين المحتمل في المستقبل. تقنيات التخزين مثل الهيدروجين السائل والميثانول والأمونيا مفيدة فيما يتعلق بكثافة التخزين وتكلفة التخزين والأمان.
  • لمزج الهيدروجين، في البنية التحتية الحالية للغاز الطبيعي، فوائد وطنية وإقليمية لتخزين الطاقة ومرونتها والحد من الانبعاثات. يمكن حقن الهيدروجين المنتج من مصادر متجددة أو نووية أو غيرها في خطوط أنابيب الغاز الطبيعي. يستطيع المستخدمون النهائيون التقليديون للغاز الطبيعي بعد ذلك استخدام هذا المزيج لتوليد الطاقة والحرارة. هذه إحدى طرق تعديل الأصول القائمة، والحد من الأثر الكربوني بوجه عام.

شركة Flowserve من الشركات التي تُشكل اقتصاد الهيدروجين. تعلم المزيد عن كيفية قيامنا بالتنويع وإزالة الكربون والتحول الرقمي لدعم تحول قطاع الطاقة العالمي نحو مصادر منخفضة الكربون، واستمر في تثقيف نفسك بقراءة آخر منشور لي في المدونة عن دور الهيدروجين بوصفه عامل تمكين رئيسي في مجال تحول الطاقة

 

تأتي خبرة Flowserve من موظفينا

صورة المؤلفة راخي أولي
راخي أولي | رئيسة الاستراتيجية العالمية، الغاز الطبيعي المسال والغاز | هيوستن، تكساس، الولايات المتحدة.

راخي مسؤولة عن وضع إستراتيجيات قطاع الأعمال التجارية ذات الكربون المنخفض، مع مواءمة مجموعة خدمات ومنتجات شركة Flowseve مع أهداف الشركة في مجال إزالة الكربون والتنويع والتحول الرقمي لتحقيق الأهداف الأوسع نطاقًا المتمثلة في الحياد الكربوني. تتمتع بخبرة متعددة الوظائف تزيد عن 20 عامًا في قطاع الطاقة مع التركيز بشكل خاص على مشروعات أمريكا الشمالية في مجال الغاز الطبيعي المسال، من التصميم النظري إلى الهندسة والتوريد والبناء والتشغيل. هي من مؤسسي ومضيفي برنامج "Energy Insights with Rakhi (رؤى الطاقة مع راخي)"، الذي يستكشف أحدث الاتجاهات والتقنيات السوقية لدعم التحول المسؤول للطاقة. فازت بجائزة Ally-GRIT لعام 2021 وتأهلت لتصفيات جائزة Power Play Ambassador لعام 2022 من Exxon Mobil LNG. تحمل راخي درجة الماجستير في الهندسة الكيميائية من المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور، الهند.