ما علاقة الهيدروجين الأخضر بالأمونيا!

يوجد هناك تساؤلات كثيرة حول الأمونيا وعلاقته بالهيدروجين. ولماذا سيكون المنتج النهائي هو الأمونيا في محطات الهيدروجين المستقبلية في كثير من البلدان كنيوم في السعودية ومؤخرا الإمارات والمغرب و مصر و الأردن و غيرها؟

سنتناول هذا الموضوع في هذه المقالة بشكل مختصر ومبسط.

عيوب الهيدروجين: يعد الهيدروجين مصدر رائع للطاقة ولكن أكبر مشكلة واجهها العلماء منذ ثلاثون عاما في استخدامه هي صعوبة تخزينه ونقله كونه غير آمن وسام. بالإضافة إلى أن كثافة الطاقة فيه منخفضة جدا. فلذالك نحتاج إلى حاويات ضخمة لنقله مما يجعل هذا الأمر غير مجدي اقتصادي لا استخدامه.

لماذا الأمونيا هي البديل؟

تعد الأمونيا أفضل عنصر حافظ للهيدروجين لأن كل ذرة من الأمونيا تحتوي على ذرة من النيتروجين و ثلاث ذرات هيدروجين، بمعنى أن كتلة الهيدروجين في لتر واحد من الأمونيا السائلة أكبر بثلاث مرات في لتر الهيدروجين السائل. بالإضافة إلى أنه سائل آمن و يمكن نقله بسهولة.

Minhag net ©

كيف ننتج الأمونيا:

الأمونيا تستخدم في مجالات صناعية كالأسمدة و الصناعات الكيمائية و لكن الطرق التقليدية لإنتاجه مكلفة لحتياجها إلى طاقة كبيرة عن طريق حرق الغاز الطبيعي. وهذا ما يجعل هذه الصناعة مصدر لتلوث البيئي. حيث تشير التقارير إلى أن 1 % من الإنبعاثات العالمية تأتي من مصانع الأمونيا للأسمدة.

فكيف نحصل عليها من مصدر نظيف؟

يمكن إنتاج الأمونيا عن طريق محللات الكهرباء المائية وذلك بفصل ذرة الهيدروجين عن الأكسجين في الماء بالتيار الكهربائي. والذي نحصل عليه من محطات الطاقة الشمسية والرياح. وبعد ذلك يتم دمج عنصر النتروجين مباشرة للحصول على الأمونيا كما هو موضح في الرسم البياني. هذه الطاقة التي تحتفظ بها الأمونيا يتم استخدامها في ما بعد إما كوقود أو ككهرباء.

المولدات الكهربائية بالأمونيا:

تتكون من: خزان الأمونيا (Tank) ,فاصل (Cracker) يقوم بفصل النيتروجين عن الهيدروجين. وبعدها ينتقل الهيدروجين إلى البطارية (Generator)- وهنا يتحد عنصر الهيدروجين مع الأكسجين وينتج عن هذا الإتحاد تيار كهربائي يتم الإستفادة منه في تغذية الشبكة الكهربائية أو في تطبيقات مختلفة.

من أهم مميزات الأمونيا أنها تساعد في خفض تكلفة الطاقة الكهربائية فعلى سبيل المثال بعض مصادر الطاقة المتجددة تكون بعيدة عن المستهلك كالرياح العالية في أوساط البحار أو الإشعاع الشمسي العالي في المناطق الصحراوية. هذا الأمر يجعل نقل الطاقة الكهربائية من هذه المناطق إلى المستهلك مكلف جدا. فلذلك بدلاً من نقل الكهرباء بالأسلاك أو خطوط الظعط العالي يمكن تخزين الطاقة في وقود الأمونيا و استخدامها في مابعد.

 DW ©

إنتاج الهيدروجين باستخدام مصادر الطاقة المتجددة

يقدر الخبراء أن تكلفة نقل الأمونيا عبر البواخر يساوي تكلفة نقل النفط المتواجدة حاليا والتي في الغالب تستهلك طاقة تصل إلى 2% من حمولتها. فلذلك ستشكل كفاءة نقل الأمونيا 98٪ الأمر الذي يجعلها مجدية اقتصاديا.

فلذلك الأمونيا سيكون منقذ ليس فقط لقطاع تخزين الطاقة من المصادر المتجددة و إنما كوقود للمركبات و لبعض الصناعات التي تحتاج للهيدروجين. وهو أمر مستقبلي لابد منه لأنه حتى و أن كانت جميع الكهرباء في العالم  يتم توليدها بنسبة 100٪من مصادر الطاقة المتجددة فهذا غير كافي لحد من التلوث الناتج من حرق الوقود كون قطاع توليد الكهرباء بأكمله يمثل حاليًا قرابة 20٪ فقط من التلوث العالمي.