الهيدروجين يُقرأ في كثير من الأحيان على أنه “سكينة سويسرية” لعملية الانتقال الطاقي بسبب إمكانيته المتعددة في تخليص الإنتاج الطاقي المعتمد على الوقود الأحفوري من الكربون. ومع ذلك، يتطلب الاستفادة من تلك المرونة، منتجي الهيدروجين وموزعوه أن يقللوا من التكاليف، ويديروا مخاطر التكنولوجيا، ويحصلوا على دعم من صانعي السياسات. لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، يجب على إنتاج الهيدروجين أن ينتقل من الاعتماد الحالي على الوقود الأحفوري.
الأسلوب الأكثر شيوعاً ينتج “الهيدروجين الرمادي”، الذي يتم صنعه من الغاز الطبيعي ولكن دون احتجاز الانبعاثات. بينما يعتبر “الهيدروجين الأزرق”، وهو أيضاً مصنوع من الغاز الطبيعي ولكن مع احتجاز وتخزين الكربون المصاحب، أكثر جاذبية. أما “الهيدروجين الأخضر”، فيستخدم مصادر الطاقة المتجددة، بما في ذلك الرياح والطاقة الشمسية، لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين عن طريق عملية التحليل الكهربائي. ونظراً لعدم وجود انبعاثات كربونية خلال الإنتاج أو الاحتراق، يمكن للهيدروجين الأخضر أن يساعد في تخفيض الانبعاثات الكربونية في قطاعات الطاقة والصناعات التي تعتمد بشكل كبير على الوقود الأحفوري.
ومع ذلك، ستعتمد وعد الهيدروجين الأخضر في النهاية على كيفية تقييم رجال الأعمال وصانعي السياسات لعدد من الأسئلة والتضحيات والعواقب المحتملة على المدى الطويل. على سبيل المثال، موازنة قوة الرياح هي تكنولوجيا طاقة متجددة ناضجة ومفتاح في إنتاج الهيدروجين الأخضر، لكنها تعاني من ضعف على عدة جبهات. من الأدلة على ذلك، قالت Ørsted في الدانمرك، أكبر مطور في العالم لطاقة الرياح البحرية ومصباحًا للطاقة المتجددة، مؤخراً إنها تواجه صعوبات في تقديم مشاريع الرياح البحرية الجديدة بشكل مربح في المملكة المتحدة.
ريادي الأعمال سيحتاجون أيضاً إلى توجيه من خلال عدم اليقين — مثل الطلب في السوق، ومخاطر التكنولوجيا، وعدم وضوح التنظيم، ومخاطر الاستثمار — أثناء سعيهم لاستيعاب الهيدروجين الأخضر. يمكن أن يساعد عاملان على الحصول على وضوح أكبر. العامل الأول سيكون حيث، ومع مدى السرعة، تنخفض تكاليف وتمكن الزيادة اللازمة في الإنتاج على نطاق واسع. مثلا، تظل تكاليف الجهد الكهربائي اللازم لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين مرتفعة لأن مستويات الإنتاج منخفضة جداً. هذه التكاليف والتقدم البطيء في توسيع توفر وتوفر مصادر الطاقة المتجددة قد جعلت الهيدروجين الأخضر أكثر تكلفة من الهيدروجين الرمادي حتى الآن – حاليًا، مرتين إلى ثلاثة مرات التكلفة.
واجتازت طاقة الشمس تحديات مماثلة قبل عقد من الزمن. بفضل التصنيع منخفض التكلفة في الصين وسياسات الدعم الحكومية، نمت القطاع ومن المتوقع، خلال بضع سنوات فقط، أن تتجاوز قدرة محطات الطاقة المثبتة بالغاز، عالميًا. يتطلب الهيدروجين الأخضر جهدًا متحدًا مماثلا. مع السياسات الصحيحة والتحسينات التكنولوجية، يمكن أن تتحقق تكلفة الهيدروجين الأخضر تحت تكلفة الهيدروجين الرمادي في العقد القادم، مما يتيح اعتماده على نطاق واسع.
تقوم البلدان في جميع أنحاء العالم بتقديم حوافز جديدة ومتنوعة لمعالجة هذه الفجوة بين الطلب المتوقع والعرض من الهيدروجين الأخضر. في كندا، على سبيل المثال، تخطط شركة Tree Energy Solutions البلجيكية لبناء مصنع بقيمة 4 مليار دولار في كيبك، لإنتاج الغاز الطبيعي الاصطناعي من الهيدروجين الأخضر والكربون المحتجز، مجذوبة جزئيًا برصيد ضريبي بقيمة 17.7 مليار دولار كندي (12.8 مليار دولار أمريكي) واستخدام طاقة مائية كبيرة. إن القفزة في إدراج وشمول في الانخفاض المنتظر من اتفاقية الآثار والتأثيرات القصيرة الأجل، تعطي الحوافز في الولايات المتحدة، على سبيل المعالجة الإدارية للأنبوب الذي يساوي “3 دولاراً للكيلوغرام” لإنتاج هيدروجين منخفض الكربون، قد جلبت حدودًا وربما لا تتجاوز تغييرًا للحكومة.
بالرغم من أن إجراءات مثل هذه قد أحسست بأنها أخبار جيدة بالنسبة لداعمي الهيدروجين الأخضر، إلا أن الشركات لا زالت تحتاج إلى إدارة المخاطر القصيرة الأجل من التقلبات السياسية المحتملة واسعار الطاقة. إن قانون الحد من التضخم في الولايات المتحدة، الذي يوفر رصيد ضريبي يصل إلى 3 دولارات للكيلوغرام لإنتاج الهيدروجين منخفض الكربون، قد نوه جدا، وقد لا ينجو من تغير الحكومة. في هذا الخلفية، كيف يجب على الشركات مثل Hystar التي تعمل في صنع الكلوريزرات القائمة بالتيار الكهربائي، البالغة 50 ميجاوات في السنة وتنوي توسيع القدرة إلى 4 غيغاواط في السنة في أوروبا، قررت حيث ومتى تفتح مرفق إنتاج في أمريكا الشمالية.
العامل الثاني الذي سوف يحد تشكيل مستقبل الهيدروجين هو كيف وأين سيتم اعتماده عبر الصناعات المختلفة. هل سيكون مركزيًا في قطاع الطاقة، حيث يمكن استخدامه لإنتاج الوقود الاصطناعي، أم لمساعدة في تخزين الطاقة المولدة من المتجددات المتقطعة مثل الرياح والشمس؟ أم سوف يجد استخدامه الأفضل في القطاعات التي يصعب الحد من اعتمادها على الوقود الأحفوري – المعروفة بأنها عصيّة على الحد من استخدام الوقود الأحفوري لديها مثل الطيران وصناعة الحديد. يبحث منتجو الحديد بالفعل عن تبني الهيدروجين، سواء كمصدر للطاقة أو لاستبدال استخدام الفحم في خفض خام الحديد. في تطوير جريء في السويد، تقول شركة H2 Green Steel إنها تخطط للتكربنين عن طريق تضمين الهيدروجين في كليهما، وتستهدف 2.5 مليون طن من إنتاج الفولاذ الأخضر سنويًا.
في الوقت نفسه، تستكشف صناعة الطيران العالمية استخدام الهيدروجين لاستبدال الوقود المعتمد على البترول في تكنولوجيا الخلايا الوقود التي تحول الهيدروجين إلى كهرباء. في يناير 2023، على سبيل المثال، أجرت الشركة الناشئة الأنجلو-أمريكية ZeroAvia رحلة اختبار ناجحة لطائرة يعملها خلية الوقود بالهيدروجين.
المسار إلى اعتماد واسع النطاق، والتحول المطلوب لمجموعة تطبيقات الهيدروجين المحتملة، سيعتمد بشكل كبير على من يستثمر، وحيث وكيف. يجب على المؤيدين أن يكونوا على استعداد لدفع سعر أعلى في المرحلة الأولية لتأمين وبناء إمدادات الهيدروجين الأخضر في مراحلها المبكرة. وسيعتمد أيضاً على تطور التكنولوجيا الأخرى. أي صناعة لا تنظر فقط إلى الهيدروجين الأخضر لتحقيق أهدافها في خفض الانبعاثات الكربونية. قد تهيمن تكنولوجيات أكثر نضجاً — مثل تخزين البطاريات للطاقة المتجددة — بدلاً من ذلك، مما يترك الهيدروجين الأخضر لتعبئة التطبيقات النيش التي يمكن تحمل تكاليفها العالية. كأي انتقال، ستكون هناك عواقب غير مقصودة. تمت توزيع الموارد الطبيعية (الشمس، الرياح، مصادر الطاقة المائية) والأصول الأخرى (التخزين، التوزيع، الشحن) التي تدعم اقتصادية الهيدروجين الأخضر بشكل غير متجانس حول العالم. سيكون هناك مصدرون جدد — البلدان التي تمتلك كميات كبيرة من الطاقة التجديدية في شكل شمس، رياح أو طاقة مائية مثل أستراليا أو بعض البلدان الأفريقية — ومستوردين جدد، مثل ألمانيا، التي تعتمد صناعتها بالفعل على الهيدروجين ولكن بمستويات منخفضة نسبياً من الطاقة المتجددة المأخوذة محليًا. كيف ستت
