دراسة لـ "إيجي إن".. الهيدروجين الأخضر مفتاح الاستدامة والتحول الاقتصادي

أصبح يتردد مصطلح "الهيدروجين الأخضر" بين الدول في الفترة الأخيرة؛ هذا يرجع إلى التقلبات في سوق الطاقة العالمي بسبب حرب روسيا وأوكرانيا، ومع تزايد الحاجة إلى مصادر طاقة نظيفة ومستدامة، أصبح الهيدروجين الأخضر أحد أبرز الحلول لمستقبل الطاقة، حيث يتم إنتاجه من خلال التحليل الكهربائي للمياه باستخدام الطاقة المتجددة مثل الرياح والشمس، مما يجعله مصدرًا خاليًا من الانبعاثات الكربونية وأكثر صداقة للبيئة مقارنة بالوقود الأحفوري.

يلعب الهيدروجين الأخضر دورًا متزايدًا في قطاعات الصناعة والنقل وإنتاج الكهرباء، حيث يُمكن أن يكون بديلًا مستدامًا للوقود التقليدي، ورغم التحديات المتعلقة بتكاليف الإنتاج والبنية التحتية، فإن الاستثمارات الضخمة والتطورات التكنولوجية تدعم انتشاره، مما يجعله أحد أهم ركائز التحول نحو اقتصاد منخفض الكربون ومستدام. 

هدف الدراسة

تهدف هذه الدراسة إلى دراسة إمكانيات تطوير صناعة الهيدروجين الأخضر في مصر وتعزيز دورها في تحقيق الانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة والمستدامة، وتركز الدراسة على تحليل العوامل التقنية والاقتصادية المؤثرة في إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام مصادر الطاقة المتجددة، إلى جانب استكشاف التحديات التي قد تواجه هذا القطاع مثل تكلفة الإنتاج، تقنيات النقل والتخزين، وتوافر البنية التحتية الملائمة، كما تسعى الدراسة إلى توضيح تجارب الدول الرائدة في قطاع الهيدروجين الأخضر، والدروس المستفادة من تجربة هذه الدول في إنتاج وتخزين ونقل الهيدروجين الأخضر.

ما هو الهيدروجين الأخضر؟

الهيدروجين الأخضر هو نوع من الهيدروجين يتم إنتاجه بأسلوب صديق للبيئة، مما يجعله واحدًا من أبرز مصادر الطاقة المستدامة للمستقبل، على عكس الأنواع الأخرى، يتم إنتاجه باستخدام الكهرباء المولدة من مصادر الطاقة المتجددة، مثل الشمس والرياح، لفصل جزيئات الماء (H₂O) إلى هيدروجين (H₂) وأكسجين (O₂) من خلال عملية تُعرف باسم التحليل الكهربائي.

كيفية إنتاج الهيدروجين الأخضر

1- استخدام مصادر طاقة نظيفة: يتم تشغيل وحدات التحليل الكهربائي باستخدام الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح بدلًا من الوقود الأحفوري.

2- عملية التحليل الكهربائي: تقوم هذه العملية بتفكيك جزيئات المياه إلى عنصري الهيدروجين والأكسجين باستخدام التيار الكهربائي.

3- التخزين والاستخدام: يتم ضغط الهيدروجين أو تسييله لتخزينه بأمان، ثم يُستخدم كوقود نظيف في قطاعات مختلفة مثل الصناعة والنقل وإنتاج الكهرباء.

أنواع الهيدروجين

1. الهيدروجين الرمادي: هو نوع من الهيدروجين يتم إنتاجه باستخدام الوقود الأحفوري، ويتبعه انبعاثات كربونية تضر بالبيئة.
2. الهيدروجين الأزرق: هو نوع من الهيدروجين يتم إنتاجه من الوقود الأحفوري، وتحديدًا الغاز الطبيعي، ولكن مع تقليل الانبعاثات الكربونية من خلال تقنيات احتجاز الكربون.
3. الهيدروجين الفيروزي: هو نوع يتم إنتاجه من خلال عملية تُعرف باسم تحليل الميثان حراريًا، بدلًا من استخدام البخار. هذه العملية لا تطلق ثاني أكسيد الكربون، بل تنتج الكربون الصلب، وهذا يعني أنها تتجنب إطلاق الانبعاثات الكربونية في الغلاف الجوي، وبالتالي هو أقل ضررًا من الهيدروجين الأزرق والرمادي.
4. الهيدروجين الأصفر: يتم إنتاجه من خلال عملية التحليل الكهربائي للمياه، لكنه يعتمد على الكهرباء المولدة من الطاقة النووية، بدلًا من مصادر الطاقة المتجددة كالشمس والرياح.
5. الهيدروجين الأخضر (وقود المستقبل): هو نوع يتم إنتاجه من خلال عملية التحليل الكهربائي للمياه، باستخدام مصادر الطاقة المتجددة كالشمس والرياح، وهو أكثر أنواع الهيدروجين استدامةً. 

الهيدروجين الأخضر، مفتاح التحول إلى طاقة نظيفة ومستدامة

• دوره في تقليل انبعاثات الكربون

يُنتَج الهيدروجين الأخضر من خلال التحليل الكهربائي للمياه باستخدام الكهرباء المولدة من مصادر طاقة متجددة مثل الشمس والرياح، مما يعني أنه لا ينتج أي انبعاثات كربونية خلال عملية الإنتاج، وعند استخدامه كوقود، يكون ناتج الاحتراق بخار الماء فقط، مما يساهم في الحد من التغير المناخي.

• استخدامه كبديل للطاقة التقليدية في الصناعة والنقل

في الصناعة: يُستخدم الهيدروجين الأخضر في عمليات صناعية مثل إنتاج الصلب والأمونيا والمواد الكيميائية كبديل عن الوقود الأحفوري، مما يقلل من الانبعاثات الضارة.

في النقل: يُعدّ مصدرًا نظيفًا للطاقة في وسائل النقل الثقيلة مثل الشاحنات، والقطارات، والسفن، بل وحتى الطائرات مستقبلًا، حيث يوفر كثافة طاقة عالية مقارنةً بالبطاريات الكهربائية.

• أهميته في تحقيق أهداف الاستدامة العالمية

تسعى الدول إلى تحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050، ويعتبر الهيدروجين الأخضر جزءًا أساسيًا من هذه الاستراتيجية، فهو يُسهم في تنويع مصادر الطاقة، تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، وتعزيز أمن الطاقة، مما يدعم الاقتصاد الأخضر ويحقق التنمية المستدامة.

بالتالي، لا يُعدّ الهيدروجين الأخضر مجرد بديل للطاقة التقليدية، بل هو حل استراتيجي لمستقبلٍ أكثر استدامة ونظافة.

تجارب بعض الدول الرائدة في إنتاج الهيدروجين الأخضر

تجربة الولايات المتحدة في تطوير الهيدروجين الأخضر، نموذج عالمي واعد

تبنت الولايات المتحدة استراتيجية طموحة لتعزيز إنتاج الهيدروجين الأخضر كجزء من جهودها للتحول إلى اقتصاد منخفض الكربون، كما وضعت إدارة بايدن-هاريس الهيدروجين النظيف كعنصر أساسي لتحقيق كهرباء خالية من الكربون بنسبة 100% بحلول عام 2035 والوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2050، وعلى الرغم من كونها أحد أكبر منتجي الهيدروجين عالميًا، إلا أن معظم الإنتاج الحالي يعتمد على الوقود الأحفوري، ما يستدعي تحولًا جذريًا نحو تقنيات أكثر استدامة.

الإطار التشريعي، قوانين أصدرتها الحكومة الأمريكية داعمة للهيدروجين الأخضر

لمواكبة هذه التوجهات، أصدرت إدارة بايدن قانون الاستثمار في البنية التحتية والوظائف (BIL) لعام 2021، والمعروف باسم "قانون البنية التحتية للحزبين"، بالإضافة إلى قانون خفض التضخم (IRA) لعام 2022. تتضمن هذه القوانين حوافز مالية، وإعفاءات ضريبية، وسياسات تحفيزية لدعم قطاع الهيدروجين الأخضر، بما يسهم في تعزيز الإنتاج والتوسع في استخداماته المختلفة.

حوافز الهيدروجين في قانون خفض التضخم (IRA)

يمنح القانون ائتمانات ضريبية لدعم إنتاج الهيدروجين الأخضر وفق معايير بيئية صارمة، بحيث لا تتجاوز انبعاثات الغازات الدفيئة الناتجة عن الإنتاج 4 كجم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل كجم من الهيدروجين، كما هو محدد في قانون الهواء النظيف.

الحوافز والمزايا التي يوفرها قانون IRA:

1. خصومات ضريبية على إنتاج الهيدروجين الأخضر، مما يجعله أكثر تنافسية مقارنة بالهيدروجين الأزرق الذي يعتمد على تقنيات احتجاز الكربون.
2. دعم تمويلي لمرافق تصنيع السيارات النظيفة والمركبات الثقيلة العاملة بخلايا وقود الهيدروجين.
3. إعفاءات ضريبية واستثمارات ضخمة في مشروعات الطاقة المتجددة، ما يعزز توليد الكهرباء النظيفة التي يمكن استخدامها لإنتاج الهيدروجين الأخضر.
4. برامج تمويل القروض وضماناتها لدعم مشروعات البنية التحتية للطاقة وتقليل انبعاثات الكربون.

حوافز الهيدروجين في قانون البنية التحتية للحزبين (BIL)

يخصص هذا القانون 9.5 مليار دولار لتمويل مبادرات تطوير الهيدروجين النظيف في الولايات المتحدة، مع التركيز على بناء بيئة داعمة لتوسع الصناعة.

أهم المبادرات التي يدعمها قانون BIL:

1. مراكز الهيدروجين الإقليمية: تم تخصيص 8 مليارات دولار لإنشاء مراكز هيدروجين نظيف في عدة مناطق، لتعزيز التكامل بين مصادر الطاقة المتجددة والوقود الأحفوري والطاقة النووية.
2. برنامج التحليل الكهربائي: خصص مليار دولار لدعم إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام التحليل الكهربائي، مع هدف تقليل تكلفته إلى أقل من 2 دولار لكل كجم بحلول 2026، مما يجعله أكثر تنافسية مقارنة بالهيدروجين الرمادي المنتج من الغاز الطبيعي.
3. مبادرات التصنيع وإعادة التدوير: تم تخصيص 500 مليون دولار لدعم مشروعات تصنيع معدات الهيدروجين النظيف وتعزيز إعادة تدوير التقنيات المستخدمة، مع إعطاء الأولوية للمشروعات المحلية والمناطق التي تعتمد اقتصاديًا على إنتاج الغاز الطبيعي.

الجهود المؤسسية، ومبادرات وزارة الطاقة الأمريكية

إلى جانب القوانين الفيدرالية، تتبنى وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) عدة مبادرات لتسريع تطوير قطاع الهيدروجين الأخضر، ومن أهم هذه المبادرات:

مبادرة Hydrogen Shot

أطلقت وزارة الطاقة مبادرة "Hydrogen Shot" التي تهدف إلى تقليل تكلفة الهيدروجين الأخضر إلى 1 دولار لكل كجم خلال 10 سنوات، مما يمثل انخفاضًا بنسبة 80% مقارنة بالتكاليف الحالية، كما تعمل الوزارة على تحديد فرص الاستخدام الاستراتيجي للهيدروجين في مختلف القطاعات لتعزيز الاعتماد عليه كوقود مستدام.

تشكل السياسات الأمريكية الطموحة والتشريعات الداعمة نموذجًا عالميًا في تطوير اقتصاد الهيدروجين الأخضر، حيث تستهدف تسريع الانتقال إلى الطاقة النظيفة، وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، وتعزيز التنافسية الاقتصادية، وبينما لا تزال هناك تحديات تتعلق بتكاليف الإنتاج والبنية التحتية، فإن الاستثمار الحكومي المكثف، إلى جانب الابتكار التكنولوجي، يضع الولايات المتحدة في موقع الريادة ضمن هذا القطاع.

تجربة أستراليا في إنتاج وتخزين الهيدروجين الأخضر

تتبنى أستراليا استراتيجية طموحة لجعل الهيدروجين الأخضر صناعة رئيسة في المستقبل، حيث دخلت في شراكات دولية مع ألمانيا وكوريا الجنوبية واليابان لتطوير سلاسل التوريد وتعزيز فرص التصدير. تهدف البلاد إلى إنتاج 110,000 طن سنويًا بحلول 2030، مع خفض تكلفة الإنتاج إلى 2.80 دولار أسترالي لكل كجم، مما يجعل نيو ساوث ويلز أكبر مستهلك للهيدروجين الأخضر، ويوفر 10,000 وظيفة جديدة.

لتحقيق هذه الأهداف، قدمت الحكومة الأسترالية 3 مليارات دولار من الحوافز لدعم تسويق الهيدروجين وتقليل تكاليفه، مع تطوير محاور في الموانئ الرئيسة وإنشاء شبكات تزويد الوقود للمركبات الثقيلة، كما سهلت إعفاءات ضريبية ودعمت الاستثمار من خلال تمويل الديون وحقوق الملكية عبر مؤسسة تمويل الطاقة النظيفة.

إضافةً إلى ذلك، قامت الحكومات الإقليمية بإنشاء مراكز هيدروجين، وتهيئة الموانئ لتسهيل التصدير، وتعزيز الروابط الدولية لجذب التمويل والاستثمارات، مع تقديم إعفاءات كهربائية لدعم إنتاج الهيدروجين الأخضر، مثل مخطط توفير الطاقة.

مصر والهيدروجين الأخضر، خطوات استراتيجية نحو ريادة الطاقة النظيفة

تعمل مصر على ترسيخ مكانتها كمركز إقليمي لإنتاج الهيدروجين الأخضر، مستغلةً موقعها الجغرافي المتميز ومواردها الطبيعية الوفيرة. فيما يلي تسلسل زمني لأبرز محطات هذا التوجه الطموح:

1- استقطاب استثمارات أجنبية ضخمة (2022)

شهد عام 2022 قفزة كبيرة في الاستثمارات الأجنبية بمجال الهيدروجين الأخضر في مصر، حيث بلغت 107 مليارات دولار، مما جعلها المرتبة الثانية عالميًا والأولى إقليميًا من حيث جذب الاستثمارات في هذا القطاع. معظم هذه المشروعات تتركز في المنطقة الاقتصادية لقناة السويس، مما يعزز موقع مصر كمركز إقليمي للطاقة النظيفة. 

2- تدشين المرحلة الأولى من إنتاج الهيدروجين الأخضر (نوفمبر 2022)

في المنطقة الاقتصادية لقناة السويس، أطلقت مصر المرحلة الأولى من مشروع إنتاج الهيدروجين الأخضر، بالتعاون مع شركة "سكاتك" النرويجية. يُعد هذا المشروع من أوائل مشروعات الهيدروجين الأخضر في البلاد، ويهدف إلى تصدير الإنتاج إلى الأسواق الأوروبية، مستفيدًا من الموقع الاستراتيجي لمصر. 

3- توقيع اتفاقيات لإنتاج الأمونيا الخضراء (يونيو 2024)

عززت مصر موقعها كوجهة رئيسية للاستثمار في الهيدروجين الأخضر من خلال توقيع أربع اتفاقيات استثمارية بقيمة 32.71 مليار دولار لإنتاج الأمونيا الخضراء، التي تعد من أهم مشتقات الهيدروجين الأخضر. هذه الاتفاقيات تمثل خطوة مهمة نحو توسيع نطاق الإنتاج وتعزيز استخدام الطاقة النظيفة في الصناعات الثقيلة. 

4- إطلاق الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين منخفض الكربون (أغسطس 2024)

في خطوة استراتيجية، أعلنت مصر عن الاستراتيجية الوطنية للهيدروجين منخفض الكربون، والتي تهدف إلى دعم تحول الطاقة النظيفة وتقليل انبعاثات الكربون. تعتمد الاستراتيجية على الاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة في مصر، مثل الطاقة الشمسية والرياح، مع التركيز على جذب الاستثمارات الأجنبية وتعزيز البحث والتطوير في هذا المجال. 

5- تقدم مصر في مؤشر تغير المناخ (سبتمبر 2024)

في سبتمبر 2024، أظهر مؤشر أداء تغير المناخ تقدم مصر إلى المركز 22 عالميًا من بين 67 دولة، متفوقةً على دول مثل الجزائر والإمارات. يعكس هذا التحسن الجهود المستمرة التي تبذلها الدولة في توطين صناعة الهيدروجين الأخضر وتوسيع استخدام الطاقة المتجددة.

تعكس هذه الإنجازات التزام مصر بتطوير قطاع الهيدروجين الأخضر، ليس فقط كمصدر جديد للطاقة، ولكن أيضًا كجزء أساسي من استراتيجيتها لتحقيق الحياد الكربوني وتعزيز دورها في اقتصاد الطاقة النظيفة. من المتوقع أن تستمر الدولة في جذب المزيد من الاستثمارات، وتوسيع بنيتها التحتية لهذا القطاع، مما يعزز مكانتها كمركز عالمي رائد في مجال الهيدروجين الأخضر.

أبرز التحديات التي تواجه إنتاج الهيدروجين الأخضر

1- يواجه قطاع الهيدروجين الأخضر تحديات كبيرة تعرقل توسعه، أبرزها التكلفة المرتفعة للتكنولوجيا المستخدمة، مما يجعل تكلفة إنتاجه أعلى من الهيدروجين الرمادي أو الأزرق، وبالتالي أقل جاذبية للمستثمرين الذين يسعون لتحقيق أرباح سريعة.

2- يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر مصدرًا هائلًا من الكهرباء، مما يستلزم مضاعفة محطات الطاقة الشمسية ومزارع الرياح في مصر بمقدار ثلاثة أضعاف على الأقل لتلبية الاحتياجات المتزايدة.

3- يشكل نقل وتخزين الهيدروجين عقبة رئيسية، حيث يمكن نقله إما في حالته الغازية، مما يستلزم ضغطًا عاليًا ودرجة حرارة مرتفعة، أو في حالته السائلة، وهو ما يتطلب حاويات خاصة غير متوافرة بكثرة، علاوة على ذلك، فإن عملية تحويل الهيدروجين الأخضر إلى حالته السائلة تتطلب تقنيات متطورة للغاية، مما يزيد من تعقيد وسعر البنية التحتية اللازمة لهذا القطاع.

4- يواجه نقل الهيدروجين عبر أنابيب الغاز تحديات تقنية كبيرة، حيث تشير الدراسات الحديثة إلى أن الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة اللازمة للنقل قد تؤدي إلى تشقق أنابيب الغاز الطبيعي، مما يشكل تهديدًا على سلامة الشبكة.

5- الهيدروجين غاز شديد القابلية للاشتعال، مما يزيد من مخاطر اندلاع الحرائق أثناء النقل، وفي حالة حدوث تسرب، يمكن أن يؤدي إلى تقليل نسبة الغازات التي تساعد على مقاومة الاحتباس الحراري، مما يساهم في زيادة الانبعاثات الضارة بالبيئة، وهو ما يتعارض مع الهدف الأساسي من استخدام الهيدروجين الأخضر في الحد من التغيرات المناخية.

حلول عملية يمكن الاستفادة منها في ضوء التجارب الدولية لإنتاج الهيدروجين الأخضر

• تشكيل فريق بحثي متخصص في الهيدروجين الأخضر، مع تخصيص الموارد اللازمة للمؤسسات البحثية الوطنية، بهدف وضع المعايير الوطنية لإنتاج الهيدروجين الأخضر بشكل آمن، بالإضافة إلى تخزينه ومعالجته وتوزيعه واستخدامه، وتحديد أفضل الممارسات التي تساهم في تطوير سلاسل توريد فعالة من حيث التكلفة.
•  تقديم حوافز للمنتجين، لتشجيع منتجي الهيدروجين الأخضر، سيتم منح امتيازات مؤقتة لاستخدام الشبكة الكهربائية، حيث يعد سعر الكهرباء المورد الرئيسي في عملية الإنتاج عبر التحليل الكهربائي. هذه الحوافز تهدف إلى تقليل التكلفة وتشجيع المستثمرين على المشاركة في هذا القطاع.
•  إنشاء المجلس الوطني للهيدروجين الأخضر، من خلال تأسيس مجلس وطني للهيدروجين الأخضر تحت إشراف وزارة الكهرباء وهيئة الطاقة الجديدة والمتجددة. سيعمل هذا المجلس على دعم البرامج المتعلقة بتطوير المهارات والمعايير، إلى جانب وضع السياسة التنظيمية الفنية الخاصة بالهيدروجين الأخضر، كما سيتولى المجلس التنسيق بين القطاعين العام والخاص، وتنفيذ استراتيجية توطين الصناعة، مع تحديث الخطط بناءً على المتغيرات.
•  تأسيس صندوق لدعم الشراكة بين القطاعين العام والخاص، عن طريق تخصيص صندوق لتمويل مشروعات الهيدروجين الأخضر، بحيث يسهم القطاع الخاص في تمويل وتصميم المشاريع بينما يركز القطاع العام على الإشراف وضمان تحقيق الأهداف المحددة.

ختامًا: يمثل الهيدروجين الأخضر فرصة استراتيجية لمصر لتحقيق تحول طاقي مستدام وتعزيز موقعها كمركز إقليمي للطاقة النظيفة. من خلال استثمار الموارد الطبيعية المتوفرة وتعزيز التعاون مع القطاعين العام والخاص، يمكن لمصر التغلب على التحديات المرتبطة بإنتاج الهيدروجين الأخضر وتحقيق أهدافها في تقليل الانبعاثات الكربونية. يعد التوجه نحو الهيدروجين الأخضر خطوة هامة نحو تحقيق التنمية المستدامة وضمان مستقبل نظيف وآمن للأجيال القادمة.

أخبار متعلقة

الرئيس السيسي لرئيس وزراء الدنمارك: نحرص أن تصبح مصر مركزًا لإنتاج الهيدروجين الأخضر

11 فبراير 2025 11:11 ص

وزير الاستثمار: السوق المصرية تمتلك فرص استثمارية بمجال إنتاج الهيدروجين

10 فبراير 2025 10:56 ص

«أوابك» تكشف عن 37 اتفاقية مصرية لدعم الهيدروجين الأخضر في صناعة الأسمدة

07 فبراير 2025 02:47 م

مصر تقود الدول العربية في إنتاج الهيدروجين منخفض الكربون بـ37 مشروع

04 فبراير 2025 07:28 م