فتح آفاق الابتكار في مجال الهيدروجين: رصف الطريق نحو مستقبل مستدام

في ظل التحول العالمي نحو استخدامات الطاقة المتجددة والنظيفة، تبرز المملكة العربية السعودية كرائدة في هذا المجال، مع التركيز بشكل خاص على دور مدينة نيوم في تسريع عملية الانتقال من الطاقة التقليدية إلى الطاقة المتجددة. الهيدروجين منخفض الكربون، والذي كان ذات مرة يخضع لظل الوقود التقليدي، أصبح الآن في طليعة الجهود المبذولة لمكافحة تغير المناخ، مُظهرًا القدرة على إحداث ثورة في قطاعات متعددة وافتتاح عصر جديد من الاستدامة والمسؤولية البيئية.

الهيدروجين منخفض الكربون ليس مجرد تقدم تقني فحسب، بل يمثل تحولًا جذريًا في كيفية فهمنا واستخدامنا للطاقة.

كان الهيدروجين منخفض الكربون مغمورًا في السابق بظلال الوقود التقليدي، لكنه الآن يبرز كقوة تحويلية في طليعة جهود المملكة العربية السعودية لمكافحة تغير المناخ. هذا الناقل للطاقة النظيف والمتعدد الاستخدامات لديه القدرة على ثورة في قطاعات متعددة، مفتتحًا عصرًا جديدًا من الاستدامة والمسؤولية البيئية.

تحول جذري في الطاقة النظيفة
الهيدروجين، على عكس الإلكترون الذي يمكن أن ينقل الطاقة النظيفة من خلال كابلات النحاس الموصولة عبر مسافات طويلة، هو جزيء يمكن دمجه في أشكال متعددة من المادة – غازية، سائلة وصلبة – مما يعطي الطاقة المتجددة النظيفة مرونة أكبر بكثير لتجد طريقها إلى احتياجاتنا اليومية. إنها طاقة متجددة بلا وصلات. استخدام الهيدروجين بهذه الطريقة يعني أنك يمكن أن تصل إلى أدنى محتوى كربوني ممكن، ولذلك يطلق عليه “أخضر”.

في مجال النقل، حيث يُساهم الوقود التقليدي بشكل كبير في تلوث الهواء وانبعاثات الغازات الدفيئة، يظهر الهيدروجين كعامل تغيير لعبة القواعد. تقدم مركبات خلايا الوقود الهيدروجيني بديلاً خاليًا من الانبعاثات، حيث تنبعث منها بخار الماء فقط كناتج ثانوي للتفاعل الكيميائي الكهربائي بين الهيدروجين والأكسجين. يتناول هذا الحل مخاوف جودة الهواء في المناطق الحضرية ويقلل من البصمة الكربونية الإجمالية لقطاع النقل.

القدرة على تشغيل الحافلات والشاحنات وقطاعات النقل البحري والطيران تقدم حلاً ملموسًا وقابلًا للتوسع للتخفيف من الأثر البيئي لأنظمة التنقل العالمية. سيعمل تحسين كفاءة ومتانة وقدرة خلايا الوقود على تحمل التكاليف لتطبيقات متنوعة في النقل والتدفئة وتوليد الطاقة أيضًا على توسيع نطاق وصول الهيدروجين.

مصدر طاقة دائري
النقل هو مثال واحد فقط حيث يمكن للهيدروجين الأخضر أن يسخر قوته. عند احتجاز انبعاثات الكربون، يواجه نظام الطاقة بأكمله من خلال معالجة وحرق الوقود الأحفوري. يمكنك دمج الكربون المحتجز مع الهيدروجين الأخضر وعكس هذه العملية من خلال إنشاء وقود كربوني معاد تدويره، مما يتيح إيقاف دورة الإطلاق المستمر وغير المنضبط لثاني أكسيد الكربون إلى غلاف الكوكب الجوي.

ما وراء النقل، يمتد تأثير الهيدروجين إلى العمليات الصناعية، التي غالبًا ما تكون من المساهمين الرئيسيين في انبعاثات الكربون. تأتي مرونة الهيدروجين إلى الواجهة حيث يصبح ضروريًا في إزالة الكربون من الصناعات مثل إنتاج الصلب والأسمنت.

من خلال عملية تعرف بتخفيض الهيدروجين المباشر، يمكن لمصنعي الصلب استبدال الطرق التقليدية المكثفة للكربون، مما يقلل بشكل كبير من الانبعاثات. سيتطلب تخصيص تطبيقات الهيدروجين لاحتياجات محددة للصناعات مثل إنتاج الصلب والطيران والشحن البحري اتباع طُرق مبتكرة مثل أنظمة خلايا الوقود المخصصة وتقنيات الاحتراق المُحسّنة.

رصف الطريق نحو مستقبل خالٍ من الكربون
نيوم، منطقة في شمال غرب المملكة العربية السعودية، وهي تطوير ميداني أخضر ومشروع بنية تحتية طموح، قد أظهرت إمكانية إنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع. كمنطقة، تستفيد نيوم من موارد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الوفيرة، مما يجعلها ملائمة لمشاريع الطاقة المتجددة.

إستراتيجية نيوم مرادفة لأهداف اقتصاد الهيدروجين الأخضر. وعلى هذا النحو، تقوم شركة نيوم للهيدروجين الأخضر وشركاء الصناعة ببناء أكبر مصنع في العالم لإنتاج الهيدروجين الأخضر من خلال الكهرل بالطاقة المتجددة.

إينوا هي شركة تابعة لنيوم للطاقة المستدامة والماء والهيدروجين وتقع في صميم تشكيل منظر الطاقة بالمنطقة. معًا، تأمل الكيانات في إعادة تعريف إمكانيات مدينة حديثة واعية بيئيًا.

لعبت التقنيات المبتكرة دورًا محوريًا في تحقيق هذه الرؤية ودفعت بالتحول نحو إنتاج الهيدروجين المستدام. تلعب التقدمات في تقنية التحليل الكهربي، وخاصة من خلال تطوير محللات كهربائية فعالة واقتصادية، دورًا مركزيًا. التقدم في تكنولوجيا المحلل الكهربائي لتقسيم الماء باستخدام الكهرباء المتجددة أمر بالغ الأهمية. تشمل المجالات التي تُركز عليها مواد عالية الكفاءة، والتصنيع بتكلفة منخفضة والتكامل مع مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

تسريع تبني الهيدروجين
تطوير مواد جديدة لتخزين كميات كبيرة من الهيدروجين بتكلفة منخفضة وبدون خسارة طاقة كبيرة أمر حاسم لتسهيل النقل والاستقرار طويل الأمد. تحويل خطوط الأنابيب القائمة وبناء أخرى جديدة لنقل الهيدروجين مع استكشاف حاملات بديلة مثل الهيدريدات السائلة العضوية أو الأمونيا يمكن أن يقدم خيارات توصيل أكثر مرونة واقتصادا.

في سعي المملكة نحو مستقبل مستدام ومدعوم بالهيدروجين، تلعب التعاونات العالمية والاستثمار في البحث دورًا محوريًا في تسريع تبني هذا المصدر الطاقوي التحويلي، ولهذا السبب تقوم إينوا بإنشاء مركز تطوير ابتكار الهيدروجين ومعهد نيوم للأبحاث التطبيقية في الهيدروجين الأخضر والوقود الإلكتروني في مدينة أوكساجون الصناعية بنيوم.

من خلال جذب خبراء الطاقة والباحثين والسماح لهم بالعمل جنبًا إلى جنب مع القطاعات والصناعات النامية في نيوم كمركز للبحث والتطوير، وجمع الخبراء والباحثين وقادة الصناعة، الهدف هو دفع الابتكار الأفقي والرأسي لتقنيات الهيدروجين.

الطريق نحو دمج الهيدروجين
على المستوى العالمي، كان إنتاج الهيدروجين خارج نطاق التجارة بدون دعم حكومي كبير. أما الان، الحكومات معترفة بالحاجة إلى التخطيط الاستراتيجي والاستثمار، حيث تقدم حوافز وإطارات تنظيمية ودعم البنية التحتية لدفع مشاريع الهيدروجين إلى الأمام. في الوقت نفسه، يضمن التفاعل من القطاع الخاص، المدفوع بالابتكار والاستثمار، أن تقنيات الهيدروجين يتم تطويرها وتوسيع نطاقها ودمجها في أنظمة الطاقة الرئيسية.

يبرز تطوير البنية التحتية كتحدٍ رئيسي في مسار دمج الهيدروجين. لتسهيل التبني السلس للهيدروجين كمصدر طاقة رئيسي، حيث أن هناك حاجة مُلحة لشبكة قوية من مرافق الإنتاج، وحلول التخزين، وأنظمة النقل. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر التطورات في بنية النقل التحتية، بما في ذلك خطوط الأنابيب ومحطات التزود بالوقود، مكونات حاسمة في ضمان إمكانية الوصول وتوزيع الهيدروجين عبر قطاعات متنوعة.

ومع ذلك، تفتح مرونة الهيدروجين وقدرته على أن يكون حاملاً للطاقة ضمن المواد الكيميائية والوقود مثل الأمونيا، والميثانول أو حتى الوقود الكربوني الدائري الاصطناعي مثل البنزين مسارًا كاملاً لاستخدام البُنى التحتية القائمة. تقلل هذه القابلية للتكيف من الوقت حتى التنفيذ وتقدم طريقة أرخص بكثير من بناء خطوط طاقة جديدة كليًا لنقل الطاقة المتجددة.

الثقة والاستدامة في اقتصاد الهيدروجين
إنشاء أنظمة قوية وشفافة للتصديق على مصدر الهيدروجين وبصمته البيئية أمر بالغ الأهمية مثل تعزيز ثقة المستهلك وبناء سوق مستدام. وكذلك بناء فهم عام لإمكانات وتأثير الهيدروجين منخفض الكربون أساسي للتبني واسع النطاق وجذب الاستثمار.

بينما نقف على عتبة ثورة الهيدروجين، تصبح إمكانيات مستقبل مستدام في متناول اليد. ابتكار الهيدروجين ليس تحولًا جذريًا يتطلب خبراء التكنولوجيا لاختراع المستقبل، بل هو تقدم تكنولوجي مباشر قابل للمقارنة بما لاحظناه في صناعة الطاقة الشمسية. النقلة النوعية الوحيدة مع الهيدروجين هي أن لديه القدرة على إعادة تشكيل الطريقة التي نقارب ونستهلك بها الطاقة.