غالبا ما يتم الترويج للهيدروجين باعتباره “سكين الجيش السويسري” لانتقال الطاقة بسبب تعدد استخداماته المحتملة في إزالة الكربون من إنتاج الطاقة والصناعات التي تعتمد على الوقود الأحفوري بكثافة. ومع ذلك، فإن الاستفادة من هذا التنوع سوف تتطلب من منتجي وموزعي الهيدروجين خفض التكاليف، وإدارة مخاطر التكنولوجيا، والحصول على الدعم من صناع السياسات.
ولخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، يجب أن يتحول إنتاج الهيدروجين من اعتماده الحالي على الوقود الأحفوري. وتنتج الطريقة الأكثر شيوعًا “الهيدروجين الرمادي”، المصنوع من الغاز الطبيعي ولكن دون احتجاز الانبعاثات. أما “الهيدروجين الأزرق”، الذي يتم تصنيعه أيضًا من الغاز الطبيعي ولكن مع احتجاز وتخزين انبعاثات الكربون المرتبطة به، فهو مفضل.
لكن “الهيدروجين الأخضر” يستخدم مصادر الطاقة المتجددة، بما في ذلك طاقة الرياح والطاقة الشمسية، لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين عن طريق التحليل الكهربائي. ولأنه لا توجد انبعاثات كربونية أثناء الإنتاج أو الاحتراق، فإن الهيدروجين الأخضر يمكن أن يساعد في إزالة الكربون من توليد الطاقة وكذلك قطاعات الصناعة – مثل الصلب والمواد الكيميائية والنقل – التي تعتمد بشكل كبير على الوقود الأحفوري.
ومع ذلك، في نهاية المطاف، سوف يتوقف الوعد بالهيدروجين الأخضر على كيفية وزن الشركات وصناع السياسات للعديد من الأسئلة، والمقايضات، والعواقب المحتملة على المدى الطويل. ونحن نعلم من الابتكارات السابقة أن التقدم قد لا يكون سهلاً على الإطلاق.
فطاقة الرياح، على سبيل المثال، هي تكنولوجيا ناضجة للطاقة المتجددة وعامل تمكين رئيسي في إنتاج الهيدروجين الأخضر، ولكنها تعاني من نقاط ضعف على عدة جبهات. حتى شركة أورستيد الدنماركية – أكبر مطور في العالم لطاقة الرياح البحرية ومنارة للطاقة المتجددة – قالت مؤخرا إنها تكافح من أجل تقديم مشاريع طاقة الرياح البحرية الجديدة بشكل مربح في المملكة المتحدة.
وبشكل عام، ينشأ التحدي من الترابط بين ظروف الاقتصاد الكلي – مثل تكاليف الطاقة وأسعار الفائدة – وعملية اتخاذ القرارات التجارية حول الاستثمارات. وفي حالة أورستد، قالت إن التكاليف المتصاعدة للتوربينات والعمالة والتمويل تجاوزت السعر الثابت المرتبط بالتضخم للكهرباء الذي حددته الجهات التنظيمية.
وسيحتاج قادة الأعمال أيضًا إلى تجاوز حالات عدم اليقين – مثل الطلب في السوق، والمخاطر التكنولوجية، والغموض التنظيمي، ومخاطر الاستثمار – في سعيهم إلى دمج الهيدروجين الأخضر.
هناك عاملان يمكن أن يساعدا قادة الأعمال على اكتساب المزيد من الوضوح.
سيكون العامل الأول هو أين ومدى سرعة انخفاض التكاليف وتمكين الزيادة اللازمة في الإنتاج على نطاق واسع. على سبيل المثال، تظل تكلفة المحللات الكهربائية اللازمة لفصل الماء إلى هيدروجين وأكسجين مرتفعة لأن مستويات الإنتاج منخفضة للغاية. هذه التكاليف والتقدم البطيء في توسيع نطاق توافر مصادر الطاقة المتجددة والقدرة على تحمل تكاليفها جعلت الهيدروجين الأخضر أكثر تكلفة بكثير من الهيدروجين الرمادي، حتى الآن – وتبلغ تكلفته حاليًا ضعفين إلى ثلاثة أضعاف.
في العام الماضي، حسب عمود ليكس في صحيفة “فاينانشيال تايمز” أن نظام الطاقة الصفري سيخلق طلبا عالميا على الهيدروجين يبلغ 500 مليون طن، سنويا، بحلول عام 2050 – الأمر الذي سيتطلب استثمارا قدره 20 تريليون دولار. ومع ذلك، أشار ليكس إلى أنه تم الالتزام بمبلغ 29 مليار دولار فقط من قبل المستثمرين المحتملين، على الرغم من الإعلان عن حوالي 1000 مشروع جديد على مستوى العالم والتي تشير التقديرات إلى أنها تتطلب استثمارات إجمالية تبلغ 320 مليار دولار.
واجهت الطاقة الشمسية تحديات مماثلة قبل عقد من الزمن. وبفضل التصنيع منخفض التكلفة في الصين والسياسات الحكومية الداعمة، نما هذا القطاع ومن المتوقع، في غضون سنوات قليلة جدًا، أن يتجاوز القدرة المركبة لمحطات الطاقة التي تعمل بالغاز على مستوى العالم. يتطلب الهيدروجين الأخضر جهدًا متضافرًا مماثلاً. ومع السياسات الصحيحة والتحسينات التكنولوجية، يمكن أن تنخفض تكلفة الهيدروجين الأخضر إلى أقل من تكلفة الهيدروجين الرمادي في العقد المقبل، مما يمكن من اعتماد الهيدروجين الأخضر على نطاق واسع.
تقدم البلدان في جميع أنحاء العالم حوافز جديدة ومتنوعة لمعالجة هذه الفجوة بين العرض والطلب المتوقع للهيدروجين الأخضر. في كندا، على سبيل المثال، تخطط شركة Tree Energy Solutions البلجيكية لبناء مصنع بقيمة 4 مليارات دولار في كيبيك، لإنتاج الغاز الطبيعي الاصطناعي من الهيدروجين الأخضر والكربون المحتجز، والذي يجذبه جزئيًا ائتمان ضريبي بقيمة 17.7 مليار دولار كندي (12.8 مليار دولار) وتوافر الطاقة الكهرومائية. .
20 تريليون دولارهناك حاجة إلى استثمار عالمي في الهيدروجين الأخضر بحلول عام 2050 لتحقيق نظام طاقة صفري
تبدو مثل هذه التحركات بمثابة أخبار جيدة لأبطال الهيدروجين الأخضر، لكن الشركات لا تزال بحاجة إلى إدارة المخاطر قصيرة المدى الناجمة عن التقلبات المحتملة في السياسة وأسعار الطاقة. إن قانون خفض التضخم في الولايات المتحدة، والذي يقدم إعفاءات ضريبية تصل إلى 3 دولارات لكل كيلوغرام لإنتاج الهيدروجين المنخفض الكربون، قد فرض بالفعل حدودا، وقد لا يتمكن من الصمود في وجه تغيير الحكومة.
في ظل هذه الخلفية، كيف ينبغي لشركات مثل هيستار – وهي شركة نرويجية لتصنيع المحللات الكهربائية تتطلع بالفعل إلى توسيع قدرتها من 50 ميجاوات إلى 4 جيجاوات سنويا في أوروبا – أن تقرر أين ومتى تفتح منشأة إنتاج في أمريكا الشمالية؟
العامل الثاني الذي سيشكل مستقبل الهيدروجين هو كيف وأين يتم اعتماده في مختلف الصناعات. فهل ستكون ذات أهمية مركزية لقطاع الطاقة، حيث يمكن استخدامها لإنتاج الوقود الاصطناعي، أو للمساعدة في تخزين الطاقة المولدة من مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية؟ أم أنها ستجد أفضل استخدام لها في القطاعات التي يصعب تخفيفها – والتي يطلق عليها هذا الاسم لأن خفض استخدام الوقود الأحفوري، وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، أمر صعب – مثل الطيران وصناعة الصلب؟
ويسعى منتجو الصلب بالفعل إلى التحول إلى الهيدروجين، كمصدر للطاقة واستبدال استخدام الفحم في تقليل خام الحديد. وفي تطور جريء في السويد، تقول شركة H2 Green Steel إنها تخطط لإزالة الكربون من خلال دمج الهيدروجين في كلتا الطريقتين، مستهدفة إنتاج 2.5 مليون طن من الصلب الأخضر سنويًا.
وفي الوقت نفسه، تستكشف صناعة الطيران العالمية استخدام الهيدروجين ليحل محل وقود الطيران المعتمد على النفط وفي تقنيات خلايا الوقود التي تحول الهيدروجين إلى كهرباء. في يناير/كانون الثاني 2023، على سبيل المثال، أجرت شركة ZeroAvia الأنجلو-أمريكية الناشئة رحلة تجريبية ناجحة لطائرة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين.
إن الطريق إلى التبني على نطاق واسع، والتحول المطلوب لمجموعة من التطبيقات المحتملة للهيدروجين، سوف يعتمد بشكل كبير على من يستثمر، وأين وكيف. يجب أن يكون الداعمون على استعداد لدفع سعر أولي أعلى لتأمين وبناء إمدادات الهيدروجين الأخضر في المراحل الأولى من استثمارهم.
وسيعتمد الأمر أيضًا على كيفية تطور التقنيات الأخرى. لا توجد صناعة تتطلع فقط إلى الهيدروجين الأخضر لتحقيق أهدافها في إزالة الكربون. وقد تهيمن بدلاً من ذلك تقنيات أخرى أكثر نضجًا – مثل تخزين البطاريات للطاقة المتجددة – مما يترك الهيدروجين الأخضر لتلبية التطبيقات المتخصصة التي يمكن أن تتحمل تكاليف عالية.
وكما هو الحال مع أي عملية انتقالية، ستكون هناك عواقب غير مقصودة. إن الموارد الطبيعية (الشمس والرياح والطاقة الكهرومائية) والأصول الأخرى (التخزين والتوزيع والشحن) التي تدعم اقتصاد الهيدروجين الأخضر يتم توزيعها بشكل غير متساو في جميع أنحاء العالم. سيكون هناك مصدرون جدد – بلدان تتمتع بوفرة مصادر الطاقة المتجددة في شكل شمس أو رياح أو طاقة كهرومائية، مثل أستراليا أو بعض البلدان الأفريقية – ومستوردون جدد، مثل ألمانيا، مع صناعات قائمة تعتمد على الهيدروجين ولكن لديها مستويات منخفضة نسبيا من الطاقة المتجددة الطاقة مصدرها محليا.
فكيف سيتم تحمل التكاليف الاجتماعية والبيئية المرتبطة بها، وكيف سيتم تقاسم المنافع الاقتصادية والتنموية؟ إن معالجة تغير المناخ من خلال إزالة الكربون أمر ملح وضروري، ولكن هناك أيضا مقايضات وعواقب طويلة الأجل للخيارات التي يتم اتخاذها اليوم.
