شارك باحثان من جامعة خليفة، وهما الدكتور خالد العلي، أستاذ مشارك وأسماء البلوشي، طالبة دكتوراه، ضمن فريق بحثي في دراسة تهدف إلى تقييم التأثير البيئي لإنتاج الهيدروجين الأخضر. الجدير بالذكر أن الهيدروجين قد برز كحل ممكن لتلبية احتياجات العالم من الطاقة، حيث أنه بديل أكثر نظافة لمصادر الطاقة التقليدية المُشتقة من الكربون. ويتوقع الخبراء زيادة الطلب على الهيدروجين كمصدر للطاقة، الأمر الذي يعكس ضرورة النهوض باقتصاد الهيدروجين وتحسين أداء التكنولوجيات المُستخدمة في إنتاجه.
وتعتمد فكرة الدراسة على تقييم دورة حياة لنموذج فصل كبريتيد الهيدروجين على غرار وحدة إنتاجية تجريبية تستخدم الطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين. وأظهرت نتائج التحليل الذي أجراه الفريق البحثي أن إنتاج الهيدروجين المدعم بمصادر الطاقة المتجددة يقلل إلى حد كبير من العبء البيئي الناجم عن إنتاجه بالتحليل الكهربائي. وقد تعاون الدكتور علي وأسماء في هذه الدراسة مع باحثين من الجامعة الوطنية الماليزية، وقد نُشِرَت نتائج الدراسة في مجلة "جورنال أوف كلينر بروداكشن"، والتي تندرج ضمن قائمة أفضل 1% من المجلات العلمية في مجال الطاقة النظيفة.
يمكن إنتاج الهيدروجين من مصادر متنوعة. ويُنتَج 47% من الهيدروجين المتوفر على مستوى العالم تقريبًا من الغاز الطبيعي، بينما يُنتَج 27% من الفحم و22% من النفط، بينما يستأثر التحليل الكهربائي بإنتاج نسبة الــ 4% المتبقية. وتختلف كل تكنولوجيا مُستخدَمَة في إنتاج الهيدروجين عن الأخرى فيما يتعلق بأدائها الإقتصادي والبيئي، استنادًا إلى معدلات الانبعاثات الضارة بالبيئة والكُلفة المقترنة بالإنشاء والتشغيل.
وقال الدكتور خالد: "يتسم المشهد العالمي الخاص بإنتاج الهيدروجين بالتنوع، حيث توجد العديد من المصادر الرئيسة لإنتاجه وهي، الغاز الطبيعي والفحم والنفط. ولكن أدت البصمة الكربونية الضارة بالبيئة، والتي تنجم عن استخدام هذه المصادر في إنتاج الهيدروجين، إلى البحث عن بدائل أكثر استدامة. ويُعَد التحليل الكهربائي المدعم بالطاقة المتجددة حلًا واعدًا، وعلى الرغم من وجود بعض العقبات الاقتصادية التي تعترض طريقه، ستساهم التطورات المتواصلة في البحث والتكنولوجيا في جعل الهيدروجين الأخضر خيارًا عمليًا وغير مكلف اقتصاديًا".
ويُعَد كبريتيد الهيدروجين مُنتَجًا ثانويًا ضمن منتجات صناعة النفط والغاز ويمكن تحويله إلى الهيدروجين بالتحليل الكهربائي، لكن يمكن أن تستهلك هذه الطريقة كمية كبيرة من الطاقة. لذلك، توصل الفريق البحثي إلى أن تزويد هذه الطريقة بمصادر الطاقة المتجددة يمكنه أن يقلل من تأثيرها البيئي.
وأضاف الدكتور خالد: "تُقَيِّم دراستنا الأداء البيئي لإنتاج الهيدروجين من المُخلَّفات مثل كبريتيد الهيدروجين. تحظى عملية الإنتاج هذه بدعم من الطاقة الشمسية، ما يُضفي عليها مزايا اقتصادية واجتماعية، بالمقارنة مع العمليات التي تستمد الطاقة من شبكات الكهرباء التقليدية. ويعتبر من المهم تقييم التكنولوجيات الناشئة كهذه باستخدام طريقة تقييم دورة الحياة لتحديد الأداء البيئي. وبعيدًا عن إنتاج الهيدروجين كمصدر بديل للطاقة النظيفة، تساهم معالجة كبريتيد الهيدروجين في الحد من العبء البيئي بشكل كبير، خاصة تأثيره على صحة الإنسان".
ومن جهة أخرى، توجد العديد من التحديات التي تحول دون تحقيق الاقتصاد الهيدروجيني المستدام على الرغم من التطورات الواعدة التي أبرزتها الدراسة وسلطت الضوء عليها. ويرى أعضاء الفريق البحثي أن متطلبات الطاقة العالية اللازمة لإنتاج الهيدروجين والحاجة إلى المزيد من البحث عن مُحفزات بديلة ووجوب معالجة الأبعاد الاقتصادية والاجتماعية تمثل قضايا حيوية يتعين التصدي لها لتسهيل البحث مستقبلًا.
وقال الدكتور علي: "يُعَد الهيدروجين، الذي يعتبر البديل الأكثر استدامة لمصادر الطاقة المشتقة من الوقود الأحفوري، واحدًا من أكثر الوسائل المُجدية لتحقيق التقدم في جهود إزالة الكربون". واختتم بقوله: "أظهرت التحليلات التي أجريناها أن الفصل الكيميائي الحراري المدعم بطاقة الرياح لكبريتيد الهيدروجين يتميز بتقليل العبء البيئي. وتوصلنا أيضًا إلى أنه لتعزيز الجدوى العملية للكهرباء الناتجة عن مصادر الطاقة المتجددة، يتعين علينا الحد من التأثيرات السلبية للكهرباء الناتجة عن تلك المصادر على صحة الإنسان، كما ينبغي تركيز الدراسات مستقبلًا على القضايا الاقتصادية والاجتماعية المتعلقة بالطاقة والتي تُعَد قضايا جوهرية لتحقيق الاستدامة".
ترجمة: سيد صالح