ما يتطلبه الأمر أن يكون الهيدروجين وقودًا نظيفًا حقًا يمكن إنتاج الهيدروجين من الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية بدون انبعاثات. لوكاس كوتش / AAP

استخدام الهيدروجين كوقود نظيف هو فكرة قد حان الوقت. بالنسبة لأستراليا ، فإن إنتاج الهيدروجين مغامر: فقد يخلق صناعة محلية جديدة مربحة ويساعد العالم على تحقيق مستقبل خالٍ من الكربون.

استراتيجية الهيدروجين الوطنية يجادل الشهر الماضي بأن أستراليا يجب أن تكون في طليعة سباق الهيدروجين العالمي. تحت قيادة كبير العلماء آلان فينكل ، تأخذ الإستراتيجية مقاربة محايدة من الناحية التكنولوجية ، بعدم تفضيل أي طريقة لإنتاج الهيدروجين "النظيف".

ولكن من المهم أن يتم إنتاج الهيدروجين من الكهرباء المتجددة أو الوقود الأحفوري. في حين أن مسار الوقود الأحفوري أرخص حاليًا ، إلا أنه قد ينبعث عنه كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون.

ما يتطلبه الأمر أن يكون الهيدروجين وقودًا نظيفًا حقًا الدكتور فينكل ووزير الطاقة أنجوس تايلور قبل اجتماع حول استراتيجية الهيدروجين. ريتشارد وينوايت / AAP


رسم الاشتراك الداخلي


ليس كل الهيدروجين "النظيف" هو نفسه

يمكن إنتاج الهيدروجين باستخدام الكهرباء من خلال التحليل الكهربائي ، الذي يقسم الماء إلى هيدروجين وأكسجين. عند استخدام الكهرباء المتجددة ، لا ينتج ذلك أي ثاني أكسيد كربون ويعرف باسم الهيدروجين الأخضر.

يمكن أيضًا إنتاج الهيدروجين من الفحم أو الغاز. هذه العملية تطلق ثاني أكسيد الكربون. معظم الهيدروجين المنتج اليوم مصنوع بهذه الطريقة.

يمكن حجز بعض ثاني أكسيد الكربون - ولكن بشكل حاسم وليس كليا - من هذه العملية وتخزينه في خزانات تحت الأرض - وهي عملية تعرف باسم احتجاز وتخزين الكربون (CCS).

لكن CCS معقدة من الناحية الفنية ومكلفة. حاليا اثنين فقط من المصانع المنتجة للهيدروجين من الوقود الأحفوري تستخدمه حاليا: واحد في كندا، مع ثاني أكسيد الكربون معدل التقاط 80٪و واحد في الولايات المتحدة مع انخفاض معدل الاستبقاء.

في أستراليا ، فإن مشروع CCS الوحيد على نطاق واسع هو شيفرون مشروع غاز جورجون (وليس الهيدروجين) في غرب أستراليا. بعد تأخير كبير ، وبعد ثلاث سنوات من بدء المشروع في إمداد الغاز ، بدأ احتجاز الكربون وتخزينه هذا العام.

ارتفاع معدلات التقاط الكربون ليست مضمونة

تستخدم استراتيجية الهيدروجين مصطلح "الهيدروجين النظيف" للهيدروجين المنتج من الكهرباء المتجددة ، ومن الفحم أو الغاز الذي يحتوي على الكربون. ويفترض سيناريو "أفضل الحالات" حيث يتم التقاط 90-95٪ من ثاني أكسيد الكربون من الوقود الأحفوري.

هذه المعدلات ممكنة تقنيا ، لكنها لم تتحقق حتى الآن. لم يتم فحص معدلات التقاط أقل في الاستراتيجية.

في معدلات الالتقاط 90-95٪ ، يكون الهيدروجين القائم على الفحم والغاز أقل كثافة للكربون من استخدامات الوقود الأحفوري التقليدية. لكن معدل التقاط 60٪ يعني أن الهيدروجين الناتج من الفحم له كثافة انبعاثات مماثلة لحرق الغاز الطبيعي مباشرة.

ما يتطلبه الأمر أن يكون الهيدروجين وقودًا نظيفًا حقًا انبعاثات كثافة الوقود مع وبدون CCS. أعداد الهيدروجين مخصصة للإنتاج فقط ؛ كثافة الانبعاثات أعلى بالنسبة للهيدروجين المُصدَّر. المصدر: حسابات المؤلفين ، باستخدام بيانات من وكالة الطاقة الدولية وإدارة معلومات الطاقة الأمريكية

لا تصف الاستراتيجية الوطنية آلية لضمان تلبية أفضل معدلات التقاط الصور. قد يرتفع إنتاج الهيدروجين بشكل أسرع بكثير من المنشآت اللازمة لالتقاط الانبعاثات ، مما يسمح بدخول كميات كبيرة من غازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي - على غرار حالة جورجون.

هناك خطر آخر يتمثل في أن احتجاز الكربون لن يكون قادرًا على تحقيق أفضل الأسعار لأسباب تقنية أو متعلقة بالتكلفة.

نحو صادرات خالية من الانبعاثات

تستكشف بلدان مثل اليابان وكوريا الجنوبية وألمانيا إمكانية استخدام الهيدروجين بعدة طرق ، بما في ذلك توليد الطاقة والنقل والتدفئة والعمليات الصناعية.

قد لا يهتم بعض المستوردين في المستقبل بمدى نظافة إنتاج الهيدروجين لدينا ، ولكن قد يهتم آخرون.

لتوضيح أهمية الصادرات الخالية من الكربون ، قمنا بحساب الانبعاثات إذا أنتجت أستراليا 12 مليون طن من الهيدروجين للتصدير سنويًا - أي ما يعادل حوالي 30٪ من صادراتنا الحالية من الغاز الطبيعي المسال وتمشياً مع تقديرات الإنتاج في الإستراتيجية الوطنية.

سيتطلب ذلك حوالي 37 مليون طن من الغاز الطبيعي أو 88 مليون طن من الفحم. إذا تم احتجاز 90٪ من ثاني أكسيد الكربون ، فإن إجمالي الانبعاثات من الغاز سيبلغ 1.9٪ من انبعاثات غازات الدفيئة السنوية الحالية في أستراليا (2018) ، أو 4.4٪ باستخدام الفحم.

إذا تم احتجاز 60٪ فقط من ثاني أكسيد الكربون ، فسيشكل الهيدروجين من الغاز والفحم نسبة 7.8٪ إضافية و 17.9٪ من الانبعاثات الوطنية الحالية على التوالي - مما يجعل من الصعب على أستراليا تحقيق أهداف الانبعاثات الحالية والمستقبلية.

أين تستثمر

في الوقت الحالي ، يعد إنتاج الهيدروجين من الوقود الأحفوري أرخص من إنتاج الطاقة المتجددة ، حتى مع احتجاز الكربون وتخزينه.

تمتلك أستراليا أيضًا احتياطيات كبيرة وجاهزة من الفحم البني في وادي لاتروب في فيكتوريا والتي لن تستخدمها صناعة الطاقة المتدفقة التي تعمل بالفحم. يمكن تخزين الكربون الملتقطة تحت مضيق باس. ويمكن تحويل احتياطيات الغاز الوفيرة في البلاد إلى هيدروجين ، بالإضافة إلى أو استبدال جزء من صادرات الغاز الطبيعي المسال. لذلك ، من غير المفاجئ أن الاستراتيجية الوطنية تركت جميع الخيارات مطروحة.

ما يتطلبه الأمر أن يكون الهيدروجين وقودًا نظيفًا حقًا رسم تخطيطي يوضح الاستخدامات المحتملة العديدة للهيدروجين. استراتيجية الهيدروجين الوطنية

ومع ذلك ، فإن إنشاء منشآت لإنتاج الهيدروجين مع احتجاز الكربون يعني إنفاق مبالغ ضخمة على المعدات ذات العمر الطويل للغاية. هذا أمر محفوف بالمخاطر ، حيث سيتم هدر رأس المال إذا انهار سوق الهيدروجين كثيف الانبعاثات ، إما من خلال المواقف العامة أو ضرورة عالمية للانتقال إلى أنظمة الطاقة التي لا تحتوي على أي انبعاثات.

العالم بالفعل بعيدا عن الوتيرة اللازمة لتحقيق أهداف خفض الانبعاثات ، ويجب أن تصل في النهاية إلى صافي الصفر لمنع أسوأ آثار تغير المناخ.

يجب أن تستثمر أستراليا في البحث والتطوير لجعل الهيدروجين الأخضر أرخص. وهذا يتطلب تخفيضات في القيادة في تكلفة التحليل الكهربائي ، وتخفيضات إضافية في إنتاج الطاقة المتجددة على نطاق واسع. يمكن أن يؤدي إلى فوائد كبيرة للمناخ ، واقتصاد التصدير في أستراليا في المستقبل.المحادثة

عن المؤلفين

فرانك جوتزو ، مدير مركز سياسات المناخ والطاقة ، الجامعة الوطنية الأسترالية. فيونا جي بيك ، زميل أبحاث أول ، الجامعة الوطنية الأستراليةوتوماس لونجدين ، زميل أبحاث ، الجامعة الوطنية الأسترالية

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.