إنتاج الهيدروجين الأخضر باستعمال الكهرباء المولّدة من توربينات الرياح البحرية بتكلفة اقتصادية، طريقة توصّل إليها باحثون أميركيون.

ويُنتَج الهيدروجين عند فصل الماء بوساطة أجهزة التحليل الكهربائي إلى أكسجين وهيدروجين، وعند استعمال كهرباء الطاقة المتجددة بالعملية يُطلق على الهيدروجين أخضر.

وحدّد باحثو المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) مناطق بعينها لتحقيق الجدوى الاقتصادية لعملية الإنتاج وخاصة ساحل المحيط الأطلنطي وخليج المكسيك على الترتيب.

يأتي ذلك في إطار مساعي وزارة الطاقة الأميركية لخفض تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر بنسبة 80% إلى دولار واحد للكيلوغرام بحلول عام 2030.

ووفق البحث، سيكون سعر دولارين لكيلوغرام الهيدروجين الأخضر “تنافسياً من حيث التكلفة” في بعض التطبيقات بالمقارنة بالطرق التقليدية كثيفة انبعاثات الكربون.

إنتاج الهيدروجين الأخضر من الرياح البحرية

يقول الباحثون إنه بحلول عام 2030، ربما تسمح مجموعة من العوامل؛ منها الحوافز الحكومية وتوربينات الرياح البحرية المثبّتة وأجهزة المحللات الكهربائية الموجودة على البر بإنتاج الهيدروجين الأخضر بسعر أقل من دولارين للكيلوغرام بحلول عام 2030.

وفي ورقة بحثية جديدة، أوضح علماء المختبر الوطني للطاقة المتجددة أنه يمكن الإنتاج بوساطة كهرباء توربينات الرياح البحرية بطريقة اقتصادية إذا لم تكن المياه عميقة وكان هبوب الرياح قوياً، مع الأخذ في الحسبان التقنيات المستعملة وموقع الإنتاج، بحسب نتائج الدراسة المنشورة عبر الموقع الرسمي للمختبر.

وبناء على عُمق المياه في مواقع الدراسة، درس العلماء إمكان أن تكون توربينات الرياح مثبتة بقاع المحيط أو عائمة.

وبحسب الدراسة، يُسهم موقع التخزين المختار في التكلفة النهائية؛ إذ تنخفض بنسبة تتراوح بين 20% و30% في حالة الكهوف.

وقيّم الباحثون سيناريوهين اعتماداً على كهرباء التحليل الكهربائي المنتجة من الرياح البحرية، كما حددوا 4 مناطق ساحلية لتجربة إقامة مرافق تجمع بين إنتاج الهيدروجين الأخضر والكهرباء من الرياح البحرية.

وفي السيناريو الأول (التقليدي) أنتجت محطة رياح بحرية الكهرباء التي نُقلت عبر خطوط عالية الجهد إلى البر، وهناك أنتج جهاز تحليل الكهربائي الهيدروجين الأخضر من المياه العذبة.

وفي السيناريو الثاني فُصِل الهيدروجين عن مياه البحر المحلاة داخل موقع محطة الرياح البحرية، ثم نُقل الهيدروجين عبر خطوط الأنابيب إلى البر لتخزينه.

وفي الحالة الثانية، تطلّبت العملية مزيدًا من مرافق البنية الأساسية داخل المحيط، كما أن الجدوى الفنية هنا أقل رسوخًا.

وترى المؤلفة الرئيسة للدراسة ومهندسة بحوث الأنظمة الهجينة في المختبر الوطني لأبحاث الطاقة المتجددة كايتلين برونيك، إن الجمع بين إمكانات الرياح البحرية والهيدروجين قادر على توليد وتخزين الكثير من الطاقة النظيفة وإزالة الكربون من قطاعات تصعُب كهربتها.

وتؤكد أن نقل أجهزة المحللات الكهربائية إلى موقع مزارع الرياح البحرية من أجل إنتاج الهيدروجين الأخضر بكميات ضخمة هو تحدٍّ جديد.

ومن أجل تحقيق الاستفادة الكاملة للكهرباء المولدة من مزارع الرياح البحرية، أشارت إلى الحاجة لتوفير أجهزة تحليل كهربائي ضخمة ومعدات أخرى لتحلية المياه وتخزين الهيدروجين ونقله.

وبحسب الباحثة، ما زال إنتاج الهيدروجين الأخضر في المواقع البحرية “أرضًا لم تُستَكشف بعد”، كما يتطلب إعدادات مبتكرة لربط المعدات الضرورية كافة داخل مزرعة الرياح لإنتاج الهيدروجين الأخضر بكميات كبيرة تصل إلى 1 غيغاواط.

المصدر: مواقع إلكترونية

اقرأ أيضاً… إسفنجة فحم مكهربة لالتقاط ثاني أكسيد الكربون من الهواء

صفحتنا على فيس بوك