الدكتور حسين محيى الدين يكتب: الهيدروجين الأخضر .. التحديات والفرص

الهيدروجين الأخضر هو غاز يتم إنتاجه بطريقة صديقة للبيئة، حيث يُنتج باستخدام التحليل الكهربائي للماء بواسطة كهرباء مولدة من مصادر طاقة متجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح، هذا يعني أنه لا ينتج أي انبعاثات كربونية أثناء إنتاجه، على عكس الهيدروجين التقليدي، الذي يعتمد على الوقود الأحفوري، ويتم إنتاج الهيدروجين الأخضرمن خلال عملية مكونة من عدة خطوات، باستخدام الكهرباء النظيفة، حيث يتم توليد الكهرباء من مصادر متجددة، مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح، لضمان عدم انبعاثات كربون، كما أيضا يتم تحليل الماء كهربائيًا، بتمرير الكهرباء عبر الماء في جهاز يُسمى المحلل الكهربائي، مما يؤدي إلى فصل جزيئات الماء إلى الهيدروجين (H₂) والأكسجين (O₂)، ثم يتم جمع الهيدروجين النقي، وتخزينه في خزانات خاصة تحت ضغط عالي أو في صورة سائلة، ليكون جاهزًا للاستخدام في التطبيقات المختلفة.
اما الأكسجين الناتج عن عملية انتاج الهيدروجين، فيمكن إطلاقه في الهواء أو الإستفادة منه في صناعات أخرى، مثل التطبيقات الطبية أو عمليات الإحتراق الصناعي، وهذه التقنية تُعد من أنظف طرق إنتاج الهيدروجين، لكنها تتطلب كميات كبيرة من الكهرباء ومعدات متطورة، مما يجعل تكلفتها مرتفعة حاليًا، ومع التطورات المستمرة، من المتوقع أن تصبح هذه العملية أكثر كفاءة وأقل تكلفة في المستقبل.
وتتعدد فوائد الهيدروجين الأخضر، فينتج عنه مجموعة واسعة من الفوائد البيئية والاقتصادية والتكنولوجية، مما يجعله أحد الحلول الواعدة لمستقبل الطاقة المستدامة، من أهم مميزاتة، تقليل الانبعاثات الكربونية، ويُنتج دون إطلاق ثاني أكسيد الكربون، مما يساهم في مكافحة تغير المناخ وتقليل التلوث البيئي وتحسين جودة الهواء.
، كما يمكن استخدامه كوقود نظيف في وسائل النقل مثل السيارات والقطارات والسفن والطائرات، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري، ويمكن استخدامه لتخزين الطاقة الشمسية والرياح، مما يضمن استمرارية إمداد الكهرباء حتى في الظروف غير المثالية.
كما أن الهيدروجين الأخضر يدعم الصناعات الثقيلة، حيث يحل محل الوقود الأحفوري في الصناعات التي يصعب كهربتها، مثل إنتاج الصلب والأسمنت، وهو عامل تحفيز للاقتصاد الأخضر، ويفتح فرصًا للاستثمار وخلق وظائف جديدة في مجالات التكنولوجيا والطاقة المتجددة، وتحسين جودة الحياة، ويقلل من التلوث البيئي، مما يحسن الصحة العامة ويجعل المدن أكثر ملاءمة للعيش.
ومن أهم التطبيقات العملية للهيدروجين الأخضر، أولها هو إحداث تحول كبير في العديد من الصناعات، منها النقل المستدام، حيث يُستخدم كوقود نظيف للسيارات، الحافلات، القطارات، الطائرات وحتى السفن، حيث يوفر بديلاً فعالاً للوقود الأحفوري دون انبعاثات ضارة، كما يمكن استخدامه في محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة المتجددة وتحويلها إلى كهرباء عند الحاجة، مما يساهم في استقرار الشبكات الكهربائية، ويستخدم في الصناعات الثقيلة، حيث يدخل في عمليات إنتاج الفولاذ والأسمنت والزجاج، ويساعد في تقليل البصمة الكربونية لهذه الصناعات التي يصعب كهربتها.
كما يستخدم الهيدروجين الأخضر في أعمال التدفئة والتبريد في المنازل والمباني التجارية، مما يوفر خيارًا أكثر استدامة مقارنة بالغاز الطبيعي، وكذلك يستخدم في تصنيع المواد الكيميائية مثل إنتاج الأمونيا والميثانول، مما يفتح المجال لتطبيقات زراعية وصناعية أكثر صداقة للبيئة، ويُمكن تخزينه ونقله بسهولة، مما يسهل تصدير الطاقة المتجددة إلى الدول التي تحتاج إليها، ورغم هذه الإمكانيات الواعدة، لا تزال هناك تحديات تتعلق بتكلفة الإنتاج وتطوير البنية التحتية اللازمة لاعتماده على نطاق واسع.
ولكن هناك بعض التحديات تواجه انتاج الهيدروجين الأخضر، فبالرغم من الفوائد العديدة له، هناك العديد من التحديات التي تعيق انتشاره على نطاق واسع، ومنها، التكلفة العالية للإنتاج، فعملية التحليل الكهربائي للماء لا تزال باهظة الثمن مقارنة بطرق إنتاج الهيدروجين التقليدي المستند إلى الوقود الأحفوري، والحاجة إلى طاقة متجددة وفيرة، حيث يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر كميات كبيرة من الكهرباء النظيفة، مما يستدعي توسعًا في مشاريع الطاقة المتجددة لضمان توفرها، وكذلك البنية التحتية المحدودة، فمعظم شبكات توزيع الهيدروجين غير متطورة، مما يجعل نقله وتخزينه أمرًا صعبًا ومكلفًا، وكذلك انخفاض كفاءة التحليل الكهربائي، فتقنيات التحليل الكهربائي الحالية تحتاج إلى تحسين لجعل الإنتاج أكثر كفاءة من حيث الطاقة والتكاليف، والتنافس مع مصادر الطاقة الأخرى، فلا يزال الهيدروجين الأخضر في مرحلة مبكرة مقارنة بالبطاريات وتكنولوجيا الطاقة المتجددة الأخرى التي قد تكون أكثر اقتصادية في بعض التطبيقات، وكذلك التحديات اللوجستية، فتخزين الهيدروجين ونقله يتطلب معدات خاصة، لأنه غاز شديد التقلب ويحتاج إلى ضغط عالٍ أو التسييل، مما يضيف تعقيدات لوجستية.
ورغم هذه العوائق، فإن التطورات التكنولوجية المتسارعة والدعم الحكومي المتزايد يمكن أن تسهم في تقليل هذه التحديات، مما قد يجعل الهيدروجين الأخضر أكثر انتشارًا في المستقبل.
...........

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

أخبار اليوم المصرية

منذ 3 أيام

• أخبار اليوم المصرية

الدكتور حسين محيى الدين يكتب: الهيدروجين الأخضر .. التحديات والفرص

الهيدروجين الأخضر هو غاز يتم إنتاجه بطريقة صديقة للبيئة، حيث يُنتج باستخدام التحليل الكهربائي للماء بواسطة كهرباء مولدة من مصادر طاقة متجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح، هذا يعني أنه لا ينتج أي انبعاثات كربونية أثناء إنتاجه، على عكس الهيدروجين التقليدي، الذي يعتمد على الوقود الأحفوري، ويتم إنتاج الهيدروجين الأخضرمن خلال عملية مكونة من عدة خطوات، باستخدام الكهرباء النظيفة، حيث يتم توليد الكهرباء من مصادر متجددة، مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح، لضمان عدم انبعاثات كربون، كما أيضا يتم تحليل الماء كهربائيًا، بتمرير الكهرباء عبر الماء في جهاز يُسمى المحلل الكهربائي، مما يؤدي إلى فصل جزيئات الماء إلى الهيدروجين (H₂) والأكسجين (O₂)، ثم يتم جمع الهيدروجين النقي، وتخزينه في خزانات خاصة تحت ضغط عالي أو في صورة سائلة، ليكون جاهزًا للاستخدام في التطبيقات المختلفة. اما الأكسجين الناتج عن عملية انتاج الهيدروجين، فيمكن إطلاقه في الهواء أو الإستفادة منه في صناعات أخرى، مثل التطبيقات الطبية أو عمليات الإحتراق الصناعي، وهذه التقنية تُعد من أنظف طرق إنتاج الهيدروجين، لكنها تتطلب كميات كبيرة من الكهرباء ومعدات متطورة، مما يجعل تكلفتها مرتفعة حاليًا، ومع التطورات المستمرة، من المتوقع أن تصبح هذه العملية أكثر كفاءة وأقل تكلفة في المستقبل. وتتعدد فوائد الهيدروجين الأخضر، فينتج عنه مجموعة واسعة من الفوائد البيئية والاقتصادية والتكنولوجية، مما يجعله أحد الحلول الواعدة لمستقبل الطاقة المستدامة، من أهم مميزاتة، تقليل الانبعاثات الكربونية، ويُنتج دون إطلاق ثاني أكسيد الكربون، مما يساهم في مكافحة تغير المناخ وتقليل التلوث البيئي وتحسين جودة الهواء. ، كما يمكن استخدامه كوقود نظيف في وسائل النقل مثل السيارات والقطارات والسفن والطائرات، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري، ويمكن استخدامه لتخزين الطاقة الشمسية والرياح، مما يضمن استمرارية إمداد الكهرباء حتى في الظروف غير المثالية. كما أن الهيدروجين الأخضر يدعم الصناعات الثقيلة، حيث يحل محل الوقود الأحفوري في الصناعات التي يصعب كهربتها، مثل إنتاج الصلب والأسمنت، وهو عامل تحفيز للاقتصاد الأخضر، ويفتح فرصًا للاستثمار وخلق وظائف جديدة في مجالات التكنولوجيا والطاقة المتجددة، وتحسين جودة الحياة، ويقلل من التلوث البيئي، مما يحسن الصحة العامة ويجعل المدن أكثر ملاءمة للعيش. ومن أهم التطبيقات العملية للهيدروجين الأخضر، أولها هو إحداث تحول كبير في العديد من الصناعات، منها النقل المستدام، حيث يُستخدم كوقود نظيف للسيارات، الحافلات، القطارات، الطائرات وحتى السفن، حيث يوفر بديلاً فعالاً للوقود الأحفوري دون انبعاثات ضارة، كما يمكن استخدامه في محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة المتجددة وتحويلها إلى كهرباء عند الحاجة، مما يساهم في استقرار الشبكات الكهربائية، ويستخدم في الصناعات الثقيلة، حيث يدخل في عمليات إنتاج الفولاذ والأسمنت والزجاج، ويساعد في تقليل البصمة الكربونية لهذه الصناعات التي يصعب كهربتها. كما يستخدم الهيدروجين الأخضر في أعمال التدفئة والتبريد في المنازل والمباني التجارية، مما يوفر خيارًا أكثر استدامة مقارنة بالغاز الطبيعي، وكذلك يستخدم في تصنيع المواد الكيميائية مثل إنتاج الأمونيا والميثانول، مما يفتح المجال لتطبيقات زراعية وصناعية أكثر صداقة للبيئة، ويُمكن تخزينه ونقله بسهولة، مما يسهل تصدير الطاقة المتجددة إلى الدول التي تحتاج إليها، ورغم هذه الإمكانيات الواعدة، لا تزال هناك تحديات تتعلق بتكلفة الإنتاج وتطوير البنية التحتية اللازمة لاعتماده على نطاق واسع. ولكن هناك بعض التحديات تواجه انتاج الهيدروجين الأخضر، فبالرغم من الفوائد العديدة له، هناك العديد من التحديات التي تعيق انتشاره على نطاق واسع، ومنها، التكلفة العالية للإنتاج، فعملية التحليل الكهربائي للماء لا تزال باهظة الثمن مقارنة بطرق إنتاج الهيدروجين التقليدي المستند إلى الوقود الأحفوري، والحاجة إلى طاقة متجددة وفيرة، حيث يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر كميات كبيرة من الكهرباء النظيفة، مما يستدعي توسعًا في مشاريع الطاقة المتجددة لضمان توفرها، وكذلك البنية التحتية المحدودة، فمعظم شبكات توزيع الهيدروجين غير متطورة، مما يجعل نقله وتخزينه أمرًا صعبًا ومكلفًا، وكذلك انخفاض كفاءة التحليل الكهربائي، فتقنيات التحليل الكهربائي الحالية تحتاج إلى تحسين لجعل الإنتاج أكثر كفاءة من حيث الطاقة والتكاليف، والتنافس مع مصادر الطاقة الأخرى، فلا يزال الهيدروجين الأخضر في مرحلة مبكرة مقارنة بالبطاريات وتكنولوجيا الطاقة المتجددة الأخرى التي قد تكون أكثر اقتصادية في بعض التطبيقات، وكذلك التحديات اللوجستية، فتخزين الهيدروجين ونقله يتطلب معدات خاصة، لأنه غاز شديد التقلب ويحتاج إلى ضغط عالٍ أو التسييل، مما يضيف تعقيدات لوجستية. ورغم هذه العوائق، فإن التطورات التكنولوجية المتسارعة والدعم الحكومي المتزايد يمكن أن تسهم في تقليل هذه التحديات، مما قد يجعل الهيدروجين الأخضر أكثر انتشارًا في المستقبل. ...........

مستقبل وطن

منذ 3 أيام

• مستقبل وطن

شركة لاندسبيس الصينية تطلق 6 أقمار صناعية بصاروخ جديد يعمل بالميثان

في إطار سباق التكنولوجيا الفضائية وتطوير القدرات الصاروخية، أطلقت شركة لاندسبيس تكنولوجي الصينية، السبت 17 مايو، ستة أقمار صناعية على متن صاروخ جديد يستخدم غاز الميثان كوقود. يأتي هذا الإطلاق من مركز جيوتشوان لإطلاق الأقمار الصناعية في شمال غرب الصين، ويعد الرحلة الخامسة لصاروخ من فئة تشوتشويه-2 الذي طورته الشركة الناشئة. تطوير صواريخ تعتمد على غاز الميثان وسباق عالمي تسعى شركة لاندسبيس، التي مقرها بكين، إلى تعزيز استخدام غاز الميثان في صواريخها، مع أمل في تطوير صواريخ قابلة لإعادة الاستخدام. وكانت الشركة قد سجلت إنجازاً بارزاً في يوليو 2023، حين أصبحت أول شركة في العالم تطلق صاروخًا يعمل بوقود غاز الميثان والأكسجين السائل، متقدمة بذلك على شركات أمريكية منافسة مثل سبيس إكس التي يملكها إيلون ماسك، وبلو أوريجين التابعة لجيف بيزوس. أهمية وقود الميثان في قطاع الفضاء في السنوات الأخيرة، ارتفع الاهتمام عالمياً باستخدام وقود الميثان في الصواريخ، لما له من مزايا بيئية واقتصادية مقارنة بالوقود الهيدروكربوني التقليدي. فالميثان يعتبر أقل تلويثاً، وأكثر أماناً، وأرخص، كما أنه وقود ملائم لصواريخ يمكن إعادة استخدامها، مما يدعم تقليل تكاليف عمليات الإطلاق. زيادة الحمولة وتعزيز المنافسة في الفضاء الصيني وفي هذا الإطار، قامت لاندسبيس بزيادة حمولة صاروخها في هذه المهمة الأخيرة، وهو ما يعكس تزايد الطلب في قطاع الفضاء التجاري المتوسع في الصين. يأتي ذلك وسط منافسة متصاعدة لتشكيل كوكبة من الأقمار الصناعية التي تهدف إلى أن تكون بديلاً لنظام ستارلينك الأمريكي الخاص بشركة سبيس إكس. رحلات سابقة ناجحة وتعاون مع معهد تشانغشا تيانيي يجدر بالذكر أن الإطلاق الأول للصاروخ الذي يعمل بغاز الميثان لم يحمل أقمارًا صناعية حقيقية، بينما نجح الإطلاق الثاني في ديسمبر 2023 في وضع ثلاثة أقمار صناعية في المدار. أما العملية الأخيرة فقد وضعت في المدار ستة أقمار صناعية طورتها بشكل رئيسي شركة سبيسيتي الصينية، المعروفة أيضاً بمعهد تشانغشا تيانيي لأبحاث العلوم وتكنولوجيا الفضاء.

المصري اليوم

منذ 6 أيام

• المصري اليوم

بعد تصريحات إيلون ماسك بشأن موعد دمار الأرض.. علماء يكشفون التوقيت بالأرقام

كشف إيلون ماسك، الرئيس التنفيذي لشركة سبيس إكس، في تصريحات له مؤخرًا، عن أن الحياة على الأرض ستُدمر يومًا ما بفعل ضوء الشمس المتطور باستمرار، وتوصل العلماء الآن إلى التوقيت الدقيق الذي قد يحدث فيه هذا الحدث. واستخدم باحثون من وكالة ناسا وجامعة ثرووب في اليابان أحدث الحواسيب العملاقة والنماذج الرياضية للتنبؤ بالتطور طويل الأمد للشمس، وتشير النتائج إلى أن الحياة على الأرض ستصبح مستحيلة بعد أكثر من مليار سنة من الآن، أي بحلول عام 1،000،002،021، بعد أن أجروا أكثر من 400،000 عملية محاكاة للتنبؤ بتأثير تغير درجة حرارة الشمس على الأرض. ووجد الباحثون أن الشمس الأكثر سطوعًا وسخونة ستؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة العالمية، مما سيؤدي في النهاية إلى انخفاض مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض، ومع ارتفاع درجة الحرارة، ستتعرض الحياة على الأرض لتهديد متزايد، وستؤدي هذه العملية إلى فقدان معظم الكائنات الحية المنتجة للأكسجين، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في مستويات الأكسجين، مع مرور الوقت، ستبقى الكائنات الدقيقة القادرة على العيش بدون أكسجين (اللاهوائية) فقط. ويتوقع العلماء أيضًا أنه في غضون حوالي خمسة مليارات سنة، ستدخل الشمس مرحلة العملاق الأحمر، في هذه المرحلة، سينفد وقود الهيدروجين الذي يُغذيها، ونتيجةً لذلك، ستتمدد بشكلٍ كبير، من المتوقع أن تُؤدي هذه العملية إلى ابتلاع الشمس للكواكب الداخلية في نظامنا الشمسي، مثل عطارد والزهرة، وربما الأرض أيضًا. على الرغم من أن هذا الحدث لا يزال بعيدًا جدًا في المستقبل، إلا أن العلماء وإيلون ماسك يعتقدون أنه يجب علينا البدء في التفكير في مستقبل البشرية. يجادل ماسك، الذي لطالما دافع عن جهود استعمار المريخ، بأن المريخ يمكن أن يكون «تأمينًا على الحياة» للبشرية إذا لم تعد الأرض صالحة للسكن، وفي مقابلة حديثة، أكد ماسك: «المريخ هو تأمين على الحياة جماعيًا. الشمس مستمرة في النمو، ويجب أن نصبح حضارة متعددة الكواكب، لأن الأرض ستحترق في النهاية». في هذا السياق، صرّح ماسك بأن أحد أهم أهداف سبيس إكس هو جعل المريخ «حضارة مكتفية ذاتيًا» قادرة على البقاء على قيد الحياة رغم انقطاع إمدادات الأرض، موضحا أنه إذا اعتمد المريخ على الإمدادات من الأرض للبقاء، فهذا يعني أنه لم يُنشئ «تأمينًا حقيقيًا للحياة». ولدى ناسا أيضًا طموحات كبيرة فيما يتعلق بمهمة المريخ، ففي 1 مايو 2025، أعلنت إدارة ترامب عن تخفيضات هائلة في ميزانية ناسا، وكان من أبرز آثار ذلك تخفيض تمويل مهمة إعادة عينات المريخ (MSR)، وتهدف المهمة إلى جلب عينات من تربة المريخ إلى الأرض لتحليلها، وهو جزء مهم من خطة طويلة الأجل لاستكشاف المريخ بشكل أعمق. ومع ذلك، على الرغم من تخفيضات الميزانية، لا تزال الحكومة الأمريكية ملتزمة بتمويل البعثات إلى المريخ، ولا تزال سبيس إكس لاعبًا رئيسيًا في هذا الجهد. ويأمل ماسك أن يصبح المريخ مكانًا مستقلًا بما يكفي لدعم الحياة، حتى في حال انقطاع الإمدادات من الأرض، قبل أن نصل إلى نقطة حرجة، ويرى أن هذا يمثل نقطة تحول في تاريخ البشرية، حيث ستتمكن الحضارة من البقاء على قيد الحياة حتى لو لم تعد الأرض قادرة على دعم الحياة. لتحقيق ذلك، يجب على شركة ماسك لأبحاث الفضاء الأمريكية «سبيس إكس» والعلماء حول العالم العمل معًا لمواجهة التحديات الرئيسية في استعمار المريخ، بما في ذلك تطوير التكنولوجيا اللازمة لجعله صالحًا للسكن حقًا. يحذر إيلون ماسك والعلماء من أن الحياة على المريخ قد لا تكون ممكنة، ويرى ماسك أن هذه المسألة هي السبب الرئيسي وراء بدء مهمة استعمار المريخ قريبًا. فنظرًا لضيق الوقت، قد يكون المريخ آخر مكان يدعم الحضارة البشرية، ويعتمد مستقبل البشرية الآن بشكل كبير على قدرتنا على بناء حياة مستقلة على الكوكب الأحمر.