طاقة الهيدروجين مقابل الوقود الأحفوري

بشكل عام تمت مقارنة أنواع الوقود التي تم أخذها في الاعتبار لعصر ما بعد البترول والغاز الطبيعي وطاقة الهيدروجين (الغازية والسائلة) والوقود الأحفوري الصناعي من خلال مراعاة تكاليف الإنتاج وكفاءة الاستخدام والتأثيرات البيئية، وتم استخدام قواعد مختلفة لطاقة الهيدروجين؛ وذلك اعتماداً على مصادر الطاقة الأولية المستخدمة في إنتاجها، وتُظهر النتائج أن طاقة الهيدروجين هي ناقلة للطاقة بأكثر فعالية من حيث التكلفة من الوقود الأحفوري الاصطناعي، وبالإضافة إلى فوائدها البيئية والكفاءة تتسبب طاقة الهيدروجين في الحفاظ على الموارد وتحقيق وفورات في النقل واستثمار رأس المال وتقليل التضخم.

المقصود بطاقة الهيدروجين والوقود الأحفوري:

طاقة الهيدروجين: هي عبارة عن طاقة عالية الجودة ونظيفة يتم توليدها عادةً من خلال خلايا الوقود باستخدام العديد من التقنيات مثل: التحليل الكهربائي، وتُستخدم طاقة الهيدروجين لتشغيل مركبات خلايا الوقود، كما يتم استخدامها لتوليد الكهرباء، حيث يمكننا الاستفادة من هذه الكهرباء في حياتنا العملية من تشغيل المنازل والمباني إلى الشركات والمستشفيات وما إلى ذلك.

الوقود الأحفوري: هو عبارة عن مصدر من مصادر الطاقة غير المتجددة، وهذا بدوره يعني أنها سوف تنضب في يوم من الأيام في المستقبل القريب، ولكن مع ذلك يوفر الوقود الأحفوري والذي يشمل بشكل أساسي: النفط الخام والفحم الحجري والغاز الطبيعي الجزء الأكبر من احتياجات الطاقة حول العالم اليوم، ويُستخدم هذا الوقود الأحفوري عادةً في العديد من القطاعات الصناعية والتجارية والاقتصادية والنقل.

طاقة الهيدروجين مقابل الوقود الأحفوري:

الإنتاج:

يتحد الهيدروجين بسهولة مع الجزيئات الأخرى، وإن الطرق المستخدمة لتحرير طاقة الهيدروجين هي: استخدام الحرارة العالية والمحفزات لإصلاح كل من الهيدروكربونات والكربوهيدرات، والكهرباء لتقسيم (التحليل الكهربائي) الماء، وعمليات تجريبية قد تعتمد على ضوء الشمس أو تفريغ البلازما أو الكائنات الحية الدقيقة.

والوقود الأحفوري هو مصدر غير متجدد للطاقة، حيث قد تشكلت من البقايا العضوية لنباتات وحيوانات ما قبل التاريخ، وتحولت هذه البقايا العضوية إلى وقود يحتوي على الكربون من خلال العمل الجيولوجي على مدى ملايين السنين.

الانبعاثات:

لا تصدر المركبات التي تعمل بالوقود الهيدروجيني أي غازات دفيئة أو ملوثات، ولكن أثناء عملية الاحتراق ينتج عن طاقة الهيدروجين بخار الماء فقط، وهذا البخار لا يوجد له أي تأثيرات أو تلوث في الغلاف الجوي.

ومن ناحية أخرى فإن احتراق الوقود الأحفوري هو أكبر مصدر لتلوث الغلاف الجوي، حيث يقال إن احتراق الفحم والنفط على سبيل المثال مسؤول عن إطلاق غازات الدفيئة مثل: ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز في الغلاف الجوي.

الكفاءة:

تعد طاقة الهيدروجين فعالة بشكل كبير للغاية، حيث يتم استخراج المزيد من الطاقة من مصدر الوقود هذا مقارنة بتقنيات الطاقة التقليدية الأخرى، وبصرف النظر عن كونه متجدداً ويفتقر إلى الانبعاثات الضارة فإن طاقة الهيدروجين أيضاً تكون قوية، حيث أنها تستخدم كوقود للصواريخ، وإن طاقة الهيدروجين أقوى بثلاث مرات من البنزين وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى، ويعني هذا بطريقة ما أنه يمكننا حقاً فعل الكثير بجهد أقل، وبالإضافة إلى كفاءة الطاقة عادةً ما يتم تقييم أداء إنتاج طاقة الهيدروجين بمعايير إضافية مختلفة.

وأما بالنسبة للوقود الأحفوري مع الأخذ في الاعتبار بعض عمليات التحويل الكهربائية والحرارية والميكانيكية المستخدمة لاستخراج الطاقة من الوقود الأحفوري هذا فإن الكفاءة الإجمالية لتوليد الطاقة الكهربائية بالوقود الأحفوري ستكون حوالي 40٪، وهذا يعني أن حوالي 60٪ من مدخلات الطاقة للنظام تُهدر، ومع ذلك فإن الوقود الأحفوري لديه معدل احتراق مرتفع وقادر على إطلاق كمية هائلة من الطاقة.

المستقبل:

بشكل عام يعمل الوقود الأحفوري كمصدر أساسي للطاقة في الوقت الحاضر، ومع ذلك فإن احتياطيات الوقود الأحفوري وخصوصا النفط الخام آخذة في النضوب تدريجياً مع مرور الوقت، وعلى الرغم من استخدام طاقة الهيدروجين على نفس المستوى التجريبي في الوقت الحالي إلا أنها يمكن أن تتمتع بإمكانيات كبيرة للمستقبل.

ويُنظر إلى طاقة الهيدروجين باعتبارها مستقلة تماماً عن أي متطلبات كربونية على أنها تتوافق جيداً مع موارد الطاقة الأولية المتجددة أو التي لا تنضب، والتي يجب أن ننتقل إليها في المستقبل مع تضاؤل ​​عصر الوقود الأحفوري.

وأخيراً يمكننا أن نقول أنه من المتوقع أن تلعب طاقة الهيدروجين دوراً رئيسياً كحامل للطاقة في أنظمة الطاقة المستقبلية في العالم، وأيضاً مع تزايد ندرة إمدادات الوقود الأحفوري وتزايد المخاوف البيئية من المرجح أن تصبح طاقة الهيدروجين ناقلاً مهماً للطاقة الكيميائية بشكل متزايد، وعندما تصبح معظم مصادر الطاقة في العالم غير أحفورية فمن المتوقع أن تكون طاقة الهيدروجين والكهرباء هما الناقلان المهيمنان للطاقة لتوفير خدمات الاستخدام النهائي.

شاهد أيضاً

المزايا الاقتصادية للطاقة المتجددة

بالمقارنة مع سياسات الوقود الأحفوري، والتي دائما ما تكون آلية وكثيفة رأس المال، فإن صناعة …