مزايا إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية

1. زيادة معدل الاستهلاك الذاتي للطاقة المتجددة
١. حل مشكلة تقليص طاقة الرياح والطاقة الشمسية: في عملية تطوير الطاقة المتجددة، يُعدّ تقليص طاقة الرياح والطاقة الشمسية أمرًا بالغ الخطورة. يحدّ من توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية الظروف الطبيعية، ويتميز بخصائص متقطعة ومتقلبة. على سبيل المثال، تكون قوة الرياح غير مستقرة، ويكون الضوء قويًا نهارًا وينقطع ليلًا. عندما يعجز نظام الطاقة عن امتصاص الطاقة المتجددة في الوقت المناسب، سيحدث تقليص في طاقة الرياح والطاقة الشمسية. من خلال إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية، تُستخدم طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية الزائدة لإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء، والذي يمكن تحويله إلى هيدروجين كحامل طاقة عالي القيمة. هذا لا يزيد فقط من معدل الاستهلاك الذاتي للطاقة المتجددة، بل يقلل أيضًا من معدل تقليص طاقة الرياح والطاقة الشمسية، ويحسّن الفوائد الاقتصادية لنظام توليد الطاقة المتجددة بأكمله.
٢. استقرار إنتاج الطاقة: يُمكن لنظام إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية أن يُحافظ على استقرار إنتاج الطاقة المتجددة إلى حدٍ ما. عند تذبذب إنتاج الطاقة المتجددة، يُمكن تعديل إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي للماء تبعًا لذلك. على سبيل المثال، عند زيادة طاقة الرياح بشكل فوري، تزداد طاقة المُحلل الكهربائي، وتُستخدم طاقة الرياح الزائدة لإنتاج الهيدروجين، مما يُحسّن إنتاج الطاقة ويُسهّل دمج الطاقة المتجددة في الشبكة الكهربائية.
ثانياً: الفوائد البيئية
١. انبعاثات كربونية صفرية: بالمقارنة مع إنتاج الهيدروجين التقليدي من الوقود الأحفوري (مثل تحويل الفحم إلى هيدروجين وتحويل الغاز الطبيعي إلى هيدروجين)، فإن عملية إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية لا تُنتج انبعاثات غازات دفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون. في عملية التحليل الكهربائي للماء، يكون الأكسجين هو المنتج الثانوي الوحيد، وتحقق عملية إنتاج الهيدروجين بأكملها انبعاثات كربونية صفرية. إذا استُخدم الهيدروجين الناتج من إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية في مركبات خلايا الوقودوالتدفئة الصناعية وغيرها من المجالات، فإنه سوف يقلل بشكل كبير من انبعاثات الكربون في هذه المجالات، وهو أمر ذو أهمية كبيرة للاستجابة لتغير المناخ العالمي.
٢. الحد من تلوث الهواء: تُنتج عملية إنتاج الهيدروجين التقليدية باستخدام الوقود الأحفوري عددًا كبيرًا من الملوثات، مثل ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين والجسيمات الدقيقة، وغيرها. يمكن أن تُلحق هذه الملوثات أضرارًا جسيمة بجودة الهواء وصحة الإنسان. يُساعد غياب هذه الملوثات في عملية إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية على تحسين جودة الهواء المحلي والحد من المشاكل البيئية كالضباب الدخاني.

ثالثًا. أمن الطاقة وتنويعها
١. تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. مع استمرار نمو الطلب العالمي على الوقود الأحفوري، تتناقص احتياطيات الوقود الأحفوري، كالنفط والغاز الطبيعي، تدريجيًا، ويواجه قطاع الطاقة تحديات هائلة. يوفر إنتاج الهيدروجين من الرياح والطاقة الشمسية مجالًا جديدًا لتوفير الطاقة، مما يقلل الاعتماد على الوقود الأحفوري. ومن خلال التطوير واسع النطاق لإنتاج الهيدروجين من الرياح والطاقة الشمسية، يمكن تحقيق الاكتفاء الذاتي من الطاقة إلى حد ما، لا سيما في المناطق التي تتوفر فيها مصادر الطاقة المتجددة بكثرة، مما يُحسّن من أمن إمدادات الطاقة المحلية.
٢. لقد أدى التطور المتنوع للطاقة وإنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية إلى إثراء أنواع الطاقة وطرق توفيرها. وباعتباره مصدرًا للطاقة النظيفة، يُمكن استخدام الهيدروجين في العديد من المجالات، مثل النقل والصناعة وتخزين الطاقة، وغيرها. وقد مكّن الجمع بين موارد طاقة الرياح والطاقة الشمسية وتكنولوجيا إنتاج الهيدروجين نظام الطاقة من التطور من الوقود الأحفوري التقليدي إلى اتجاه متنوع ونظيف، وحسّن مرونة نظام الطاقة وقدرته على التكيف.
رابعا، إمكانات التطبيقات الصناعية
١. استخدام الهيدروجين في الصناعة الكيميائية: يُعد الهيدروجين مادة خام مهمة في الصناعة الكيميائية، حيث يُستخدم في إنتاج منتجات كيميائية مثل الأمونيا الصناعية والميثانول. يعتمد إنتاج هذه المنتجات الكيميائية حاليًا بشكل رئيسي على الوقود الأحفوري لإنتاج الهيدروجين. استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين يمكن أن يوفر مصدرًا أخضر ومستدامًا للهيدروجين. هذا لن يساعد الصناعة الكيميائية على توفير الطاقة وتقليل الانبعاثات فحسب، بل سيعزز أيضًا القدرة التنافسية الخضراء للمنتجات الكيميائية. على سبيل المثال، يمكن استخدام الميثانول المُصنّع من الهيدروجين الأخضر كوقود نظيف أو مادة خام كيميائية في سلاسل صناعية أكثر خضرة.
٢. استخدام الهيدروجين في صناعة الصلب: في صناعة الصلب، يُمكن استخدام الهيدروجين كعامل اختزال ليحل محل عامل اختزال الفحم التقليدي في تفاعلات اختزال خام الحديد. تُعرف هذه العملية باسم علم معادن الهيدروجين، وهي وسيلة مهمة لصناعة الصلب لتحقيق انتقال منخفض الكربون. يُوفر إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح والطاقة الشمسية مصدرًا كبيرًا للهيدروجين الأخضر لصناعة الصلب، مما يُساعدها على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وتحسين كفاءة الطاقة، وتحقيق التنمية المستدامة.