السيارات الكهربائية أكثر كفاءة بكثير من الهيدروجين

إن إزالة الكربون من الطاقة والصناعات الأخرى التي تستخدم الهيدروجين على مستوى العالم سوف تتطلب استثمارًا يبلغ حوالي 15 تريليون دولار من الآن وحتى عام 2050 وفقًا للجنة التحولات الأوروبية.

أكثر من وستكون هناك حاجة إلى استثمارات بقيمة 2 تريليون دولار في المعدات والبنية التحتية لدعم العالم المتسارع الزخم نحو ترسيخ الهيدروجين كعنصر تنافسي في اقتصاد خالٍ من انبعاثات الكربون بحلول عام 2050، ندوة المعادن الخضراء والهيدروجين.

تقرير وكالة الطاقة الدولية يتوقع أن يحتاج العالم إلى 322 مليون طن من الهيدروجين بحلول عام 2050 لتحقيق أهداف الانبعاثات التي حددها مؤتمر COP26 الأخير. وتتوقع وكالة الطاقة الدولية أيضًا أن يحتاج العالم إلى 3,585 جيجاوات من قدرة التحليل الكهربائي بحلول ذلك الوقت.

وفقًا لتقرير "Hydrogen Insight 2021" الصادر عن مجلس الهيدروجين، وصل الاستثمار العالمي في مشاريع الهيدروجين إلى أكثر من 500 مليار دولار مقابل 69 جيجاوات من قدرة التحليل الكهربائي في عام 2021.

تتمتع شركة ITM Power بأكبر سعة من أجهزة التحليل الكهربائي PEM في العالم، ولتحقيق أهداف وكالة الطاقة الدولية، تعادل الأرقام ما يعادل 35 قرنًا من الإنتاج الحالي في السنوات الـ 29 القادمة لتلبية هذا المطلب. وهذا يعادل 2 تريليون دولار من استثمار رأس المال.

تم استخدام الهيدروجين في السيارات والحافلات بكميات صغيرة قبل طفرة السيارات الكهربائية ذات البطاريات. يوجد الآن أكثر من 6 ملايين سيارة كهربائية سنويًا بينما سيكون هناك ما يزيد قليلاً عن 60,000 ألف سيارة هيدروجينية سنويًا في عام 2022.

لدى اليابان وكوريا الجنوبية بعض الآمال في نجاح خلايا الوقود الهيدروجيني. وتريدها اليابان لأن لديها سيارات تعمل بخلايا وقود الهيدروجين من نوع تويوتا وهوندا، كما أن بعض أعمال مركبات الهيدروجين تشبه تجارة البنزين. بعض عمليات نقل تكنولوجيا المحرك والهندسة. يجب أن يتم إنفاق أكثر من 2 تريليون دولار للوصول إلى نقطة بداية ذات معنى للتنافس مع البطاريات الكهربائية اليوم. تستمر البطاريات الكهربائية في التحسن وستصل إلى 30-80 مليون مركبة سنويًا في عام 2030.

لا يتمتع الهيدروجين بمزايا الكفاءة كما هو موضح في الرسم البياني العلوي. الهيدروجين ليس له مزايا من حيث التكلفة.

يمكن لجميع خطوط الأنابيب والشركات القديمة التي ستدمرها هيمنة البطاريات الكهربائية أن تحاول رشوة السياسيين والحصول على المزيد من مليارات الدولارات (500 مليار دولار بالفعل). ومع ذلك، فإن هذا سوف يفشل وينتهي به الأمر إلى طريق مسدود مسرف.

تخزين الهيدروجين

تخزين الهيدروجين هو عنصر رئيسي للبنية التحتية للطاقة الهيدروجينية وتتضمن التخزين طويل الأجل للتوزيع المستقبلي بالإضافة إلى التخزين قصير المدى لتطبيقات النقل مثل PEM FCEVs. يمكن تخزين الهيدروجين كغاز في خزانات مضغوطة عالية الضغط (350-700 بار) أو كهوف تحت الأرض، أو كسائل مبرد (-253 درجة غليان عند 1 ATM)، أو كمادة صلبة ضمن مجموعة متنوعة من المواد المسحوقة. تواجه طرق التخزين على المدى الطويل والقصير مجموعة من التحديات الكبيرة المتعلقة بقابلية التوسع.

يحتوي الهيدروجين الغازي على ما يقرب من 3 أضعاف طاقة وقود البنزين (120 ميجا جول/كجم مقابل 44 ميجا جول/كجم)، كما أنه أقل كثافة بأربع مرات (4 ميجا جول/لتر مقابل 8 ميجا جول/لتر). حاويات غاز مضغوط خفيفة الوزن ولكنها مقاومة للتحطم وقادرة على تحمل الضغوط العالية وكبيرة بما يكفي لتلبية احتياجات المستهلكين.

الهيدروجين المتحرك

هناك عدة طرق لنقل الهيدروجين، تختلف حسب التطبيق والمسافة. تميل التطبيقات الكيميائية والصناعية إلى استخدام خطوط الأنابيب، التي توجه الهيدروجين من مصادر الإنتاج عبر مسافات قصيرة نسبيًا إلى المستخدمين الكبار. تمتلك الولايات المتحدة حاليًا أكثر من 2500 كيلومتر من خطوط أنابيب H2 ويخطط الاتحاد الأوروبي للحصول على 6800 كيلومتر بحلول عام 2030. ويمثل مراقبة هذه الامتدادات الطويلة من خطوط الأنابيب تحديًا بحثًا عن التسريبات والأضرار.