أكد خبراء إماراتيون متخصصون في مجال الطاقة بأن طاقة الهيدروجين يمكن أن تشكل إحدى روافد تحقيق التنمية المستدامة في الإمارات، وساقوا في هذا المجال أدلة وبراهين تؤكد صواب هذا المنحنى الفكري، ويبرز في صدارتها، تعدد مصادر إنتاج طاقة الهيدروجين.
حيث من الممكن أن يتم إنتاجها من المصادر المتوفرة والتقليدية مثل النفط والغاز أو من المصادر المتجددة مثل الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية لباطن الأرض، والمصادر العضوية، فضلا عن تعدد القطاعات التي يمكن أن تستخدم طاقة الهيدروجين.فمن الممكن استخدامها في قطاعات اقتصادية متعددة كالقطاع العقاري، والنقل، وتوليد الطاقة باستخدام خلايا الوقود، كذلك تتمتع الطاقة الهيدروجينية بميزة كونها من مصادر الطاقة النظيفة، ومن ثم، بإمكان الدولة عبر استخدامها الطاقة الهيدروجينية أو تصديرها أن تحد من التأثيرات البيئية.وتعتبر هذه الاستنتاجات نتاج دراسات علمية جادة ورصينة، وليست مجرد تعبير عن آراء تفتقت عنها الأذهان في إطار البحث عن خيارات تعظم محفظة الدولة من مصادر الطاقة لتلبية مستويات الاستهلاك العالية الناجمة عن نجاح الدولة في تحقيق معدلات عالية من النمو الاقتصادي.
أو البحث عن أساليب تقلل معدلات التلوث البيئي، كما تتطابق مع السياسات التي تتبناها الدولة والرامية إلى إقامة محفظة متوازنة لمصادر الطاقة، وهو ما أكد عليه معالي محمد بن ظاعن الهاملي وزير الطاقة مؤخرا في متن كلمته أمام المعرض والمؤتمر السابع عشر لنفط وغاز بحر قزوين.
بإشارته إلى أنه يمكن للطاقة النووية والطاقة المتجددة والنفط والغاز الطبيعي جميعا لعب دور هام في تأمين احتياجات العالم من الطاقة، مشيرا إلى أن دولة الإمارات تسعى من خلال استضافة «إيرينا» في أبوظبي لتعزيز مستقبل مستدام في العالم ولفت إلى أن أبوظبي أطلقت في مبادرة موازية «مدينة مصدر» لتكون بمثابة منصة تعاون عالمية لفتح باب المشاركات في البحث عن حلول لبعض المشاكل الأكثر إلحاحا في العالم مثل أمن الطاقة وتغير المناخ والخبرة البشرية في مجال التنمية المستدامة.
وتشير هنا التقارير الصادرة من إدارة معلومات الطاقة (EIA) إلى أن الإمارات تمتلك أحد أعلى المعدلات على مستوى العالم فيما يتعلق باستهلاك الفرد للطاقة.
نتيجة لذلك كان التلوث البيئي وانبعاثات الكربون من أكبر التحديات التي واجهتها البلاد خلال السنوات القليلة المنصرمة، بسبب معدلات النمو الاقتصادي غير المسبوقة والزيادة الخطرة في معدلات التلوث.
يعد استخدام الطاقة الهيدروجينية في تلبية حاجات الدولة من الطاقة من بين المعايير الأساسية التي ستدفع البلاد نحو تحقيق التنمية المستدامة من دون إلحاق الضرر بالبيئة.
مزايا وفوائد
ويعتبر الدكتور أيوب كاظم المدير العام للمجمع التعليمي العضو في تيكوم للاستثمارات، العضو في دبي القابضة أحد هؤلاء الداعين إلى الاستفادة من الإمكانيات والمزايا التي تتيحها طاقة الهيدروجين.
وقد عمل الدكتور كاظم سابقاً لأكثر من 15 عاماً على مشاريع أعمال وأبحاث حول طاقة الهيدروجين كما نشر عددا من المقالات والدراسات التقنية حول الطاقة المستدامة، وطاقة الهيدروجين والطاقة المتجددة، وخلايا الوقود، والمصادر المائية والتأثيرات البيئية، بالإضافة للسياسات المتعلقة بالطاقة والاقتصاد.
ويعدد هنا الدكتور كاظم المزايا الكثيرة التي تتيحها طاقة الهيدروجين والتي تزيد أهميتها في تلبية الطلب العالمي على الطاقة، مثل عدم إلحاقها لأي ضرر بالبيئة، وقابليتها للتخزين والنقل، واستدامتها. فضلا عن أنه يمكن استخدام هذه الطاقة كوقود لخلايا الوقود ذات الغشاء البروتوني المتبادل، وهي جهاز كهروكيمياوي يولد الطاقة الكهربائية وله استخدامات متعددة.
ويضيف الدكتور كاظم ميزة تنوع مصادر إنتاج الطاقة الهيدروجينية إلى المزايا الآنفة الذكر بقوله: يمكن إنتاج الطاقة الهيدروجينية من خلال استخدام المصادر التقليدية للطاقة أو عبر المصادر المتجددة.
يتم توليد هذه الطاقة من المصادر التقليدية مثل النفط الخام والغاز الطبيعي عبر عملية إعادة التشكيل البخاري كما يمكن الحصول على الهيدروجين من الفحم بتغويزه (أي تحويل الفحم إلى وقود غازي).
أما إنتاج الهيدروجين من المصادر الطبيعية فيتم بتحويل طاقة الكتلة الحيوية إلى غاز، أو من خلال عمليات التحليل الكهربائي للطاقة الشمسية وطاقة الرياح كما بالإمكان إنتاج الهيدروجين من مصادر متجددة أخرى كالطاقة الحرارية الأرضية، وطاقة المد والجزر ولكن بمعدلات إنتاج قليلة.
وفي ما يتعلق بالنفط كمصدر للطاقة الهيدروجينية، يرى الدكتور كاظم أن دولة الإمارات تعد في مقدمة البلدان المنتجة للنفط والغاز، حيث تمتلك 10% من الاحتياطي النفطي العالمي، فيما تبلغ حصة البلاد الحالية من صادرات النفط 5 .2 مليون برميل يومياً.
بيد أنه لفت إلى أنه من شأن وضع قيود هامة على إنتاج النفط في الدول التي تنتمي لمنظمة أوبك أن يؤدي إلى عدم تمكن هذه الدول من تلبية النمو المتزايد للطلب العالمي على الطاقة في المستقبل. بالإضافة إلى أن ربط أسعار النفط الخام بالدولار الأميركي سبب خسائر كبيرة لاقتصاد الدولة.
وفي هذا السياق، أفادت دراسة أجراها الدكتور أيوب كاظم أن طاقة مصافي العالم على إنتاج الهيدروجين تقدر بـ (15 .1 ـ 1010) قدم مكعب يومياً.
في حال تم استهلاك الهيدروجين بكمية توازي معدل استهلاكه ، فإن معدلات الطاقة التي تنتجها المصافي العالمية ستبلغ 46 جيجا وات. يضاف الهيدروجين إلى النفط الخام الثقيل لإنتاج الغازولين، والديزل، ووقود الطائرات وغيرها من أنواع الوقود.
ويتطرق الدكتور كاظم في حديثه إلى الغاز الطبيعي بوصفه أحد مصادر إنتاج طاقة الهيدروجين بقوله: تعتبر الإمارات رابع أكبر منتج في العالم بعد روسيا، وإيران، وقطر.
ويتم إنتاج 400 مليون متر مكعب من الهيدروجين عالمياً كمعدل سنوي عبر عملية إعادة التشكيل البخاري، والتي تعتبر أكثر الطرق شيوعاً وأقلها تكلفة لإنتاج الهيدروجين، حيث يشكل الهيدروجين المنتج عبر هذه الطريقة ما يقارب 48 % من مجمل الإنتاج العالمي.
وأكد الدكتور ناظم أن الخبراء العالميين يوصون بأن يتم تحويل الإنتاج المحدود النطاق من الغاز الطبيعي إلى وقود هيدروجين يتم تزويده بشكل مباشر لخلايا الوقود الثابتة ومحطات تعبئة وقود السيارات، ويبدو لنا جلياً أنه كلما زاد معدل الاستفادة من الغاز الطبيعي عبر تحويله إلى وقود هيدروجيني، كلما انخفضت كلفة الهيدروجين المنتج والمخزن.
الطاقة النووية
وتبرز الطاقة النووية في رأي الدكتور كاظم بوصفها واحدة من مصادر الطاقة الهيدروجينية المهمة، ويشرح هذه النقطة بقوله: يمكن إنتاج الهيدروجين من الطاقة النووية عبر طريقة إعادة تحويل الميثان باستخدام الطاقة النووية الناتجة عن الحرارة الداخلية للتفاعل.
ومن خلال التحليل الكهربائي التقليدي باستخدام الكهرباء التي تولدها الطاقة النووية، أو عبر التحليل الكهربائي بدرجة حرارة عالية باستخدام الكهرباء والحرارة الناتجة عن الطاقة النووية.
وعلى الرغم أن الإمارات تفتقر لمثل هذه المصادر غير التقليدية للطاقة، إلا أنها في رأي الدكتور كاظم قد أعلنت مؤخراً عن نيتها بتأسيس مشروع مشترك مع مستثمرين أجانب لبناء وتشغيل محطات طاقة مستقبلية تقتصر على استخدام المفاعلات المتطورة للمياه الخفيفة التي تنتمي للجيل الثالث.
حيث سيتطلب تأسيس هذه المحطة إنشاء هيئة تبلغ تكلفتها 100 مليون دولار أميركي وتتولى الإشراف على تطوير الطاقة النووية لتلبية الحاجة المتزايدة للطاقة الكهربائية. كما ستساعد الاتفاقيات الهامة التي عقدت مع كوريا الجنوبية لبناء مفاعل نووي بكلفة 20 مليار دولار أمريكي على تبني مثل هذا النوع من الطاقة التي تعتمد على إنتاج الهيدروجين في المستقبل.
الطاقة الشمسية
وفي معرض تناوله للطاقة الشمسية كمصدر لإنتاج طاقة الهيدروجين، يقدر الدكتور كاظم بأن دولة الإمارات تمتلك إمكانات هائلة في مجال توليد الطاقة الشمسية، حيث يتجاوز معدل الطاقة الشمسية التي يمكن إنتاجها 5 .8 غيغا غول/ متر مربع سنوياً.
والتي يمكن استخدامها لتوليد الطاقة الكهربائية عبر الخلايا الفولتية الضوئية والهيدروجين عبر عملية التحليل الكهربائي، حيث يمكن للهيدروجين الناتج من الطاقة الشمسية أن يلعب دوراً أساسياً في ردم الهوة بين كمية الوقود الأحفوري الذي تزود به دولة الإمارات والأسواق العالمية والطلب العالمي المتنامي على الطاقة والذي من المتوقع أن يتزايد بمعدلات استثنائية نتيجة للطلب غير المسبوق من الأسواق الناشئة كالصين والهند.
ويخلص الدكتور كاظم إلى استنتاج مفاده أن تطبيق نظام الطاقة الهيدروجينية الناتجة من الطاقة الشمسية سيمثل إضافة لمصادر الطاقة الإجمالية، وهو من شأنه أن يقود إلى زيادة الدخل في الدولة، الأمر الذي من شأنه تحسين دخل الأفراد في دولة الإمارات بالإضافة إلى تقليل نسبة انبعاث الكربون الناتج من استخدام المصادر التقليدية للطاقة.
مبادرات حكومية
وقد تفاعل القطاع الخاص في الإمارات مع المبادرات الحكومية الضخمة نحو تعظيم الاستفادة من تقنيات الطاقة المتجددة، لا سيما الطاقة الهيدروجينية، وتمتلك المجموعة الخليجية للتجارة العالمية رؤية مشروع لتوليد الكهرباء من الهيدروجين بسعة 250 ميغاوات.
ويعتبر خالد محمد إبراهيم المدفع الرئيس التنفيذي للمجموعة ارتياد المجموعة الخليجية مجالات الطاقة المتجددة، لاسيما الطاقة الهيدروجينية بأنه ترجمة على أرض الواقع للتوجهات الصائبة والرؤى السديدة للقيادة في الإمارات، وأعرب عن استعداد المجموعة للتواصل مع كافة الجهات المعنية بمثل هذه المشاريع، وتزويدها بالخبرات المتوفرة لديها.
وذلك بهدف إنجاز مشروع على أرض الواقع يكون مثالا يحتذى بها، كما أعرب عن اقتناعه بأن الإمارات ستخفض الانبعاث الحراري بنسبة تتجاوز 20 % قبل حلول عام 2020، وهو الهدف الموضوع من قبل الأمم المتحدة، وأنه ربما تصل نسبة الخفض إلى ما يزيد على 40 %، وذلك بفضل الرؤية الصائبة والحكيمة لقيادتنا، ويعتبر مشروع «مصدر» خير برهان على ذلك.
ويشرح المعالم الرئيسية لتلك الرؤية بقوله: يتيح هذا المشروع توليد طاقة كهربائية بسعة 250 ميغاوات اعتمادا على الخلايا الشمسية، وذلك من خلال تمرير مياه عبر أجهزة للتحليل الكهربائي والتي تقوم بفصل الهيدروجين عن الأوكسجين.
ثم، يخزن الهيدروجين في مستودعات تخزين والتي يمكن استخدمها لتموين السيارات التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية، ويمكن كذلك بناء موزعات هيدروجين على غرار الموزعات الكهربائية لتزويد المدن الخضراء بالطاقة، وبإمكان تطبيق مثل هذه الرؤية لإنتاج طاقة كهربائية بسعة 250 ميغاوات.
استخدامات الطاقة الهيدروجينية
وإذا كانت هناك ثمة مصادر عديدة لإنتاج الطاقة الهيدروجينية، فإنه يمكن استخدامها في مجالات متعددة، من بينها هناك توليد الطاقة الكهربائية، ويلفت الدكتور كاظم النظر إلى أنه قد تم مؤخراً إجراء دراسة لتحديد الفوائد المحتملة لإنتاج طاقة الهيدروجين في أنظمة توليد الطاقة في دولة الإمارات.
وخلصت الدراسة إلى نتيجة مؤداها أن خلايا الوقود الهيدروجينية سيتم اعتمادها في العام 2010 لتوليد الطاقة الكهربائية وستضاف إلى المصادر التقليدية لتوليد الطاقة الكهربائية باستخدام النفط والغاز الطبيعي. كما سيزداد معدل إنتاج الطاقة من خلايا الوقود الهيدروجينية تدريجياً حتى يصل إلى أقصى طاقة ممكنة مع نهاية هذا القرن.
ويعد الحفاظ على البيئة في رأي الدكتور كاظم أحد أهم مميزات استخدام خلايا الوقود الهيدروجينية في قطاع توليد الطاقة في البلاد، وذلك بعكس استخدام الوقود الأحفوري ذي الأضرار البيئية الكبيرة، حيث تقدر قيمة إجمالي التوفير من الوقود الأحفوري في فترة ( 100 عام) حوالي 96 مليار دولار أميركي.
وذلك عند استخدام الطاقة النظيفة كبديل للأعمال التي اعتادت على استخدام الوقود التقليدي، فضلا عن تميز الطاقة الهيدروجينية بميزة انخفاض تكلفتها نسبياً، الأمر الذي يساهم في خفض التكاليف السنوية لخلايا الوقود التي تولد الطاقة الكهربائية وذلك بمعدلات تنافسية في الأسواق.
وتؤشر هذه النتائج بشكل واضح- والكلام مازال له - إلى الفوائد الاقتصادية والبيئية التي يقدمها اعتماد طاقة الهيدروجين في قطاع توليد الطاقة الكهربائية في دولة الإمارات عبر خلايا الوقود الهيدروجينية.
المباني التجارية
بالإضافة لاستخدام الطاقة الهيدروجينية في قطاع الطاقة في الدولة، يرى الدكتور كاظم أنه من الممكن للهيدروجين أيضاً أن يستخدم في توليد الطاقة للمباني التجارية والعامة.
مما يسمح بتوفير بيئي كبير يبلغ حوالي 000 .400 دولار أميركي سنوياً في المباني التي تتطلب 000 .1 كيلو واط من الطاقة على أقل تقدير، كما يمكن لدولة الإمارات الاعتماد على سياسات تهدف لتحقيق فوائد أكبر اقتصاديا وبيئياً، وذلك عبر إنتاج خلايا الوقود الهيدروجينية الخاص بالمركبات في قطاع النقل كما يمكن زيادة أعداد هذه المركبات بشكل تدريجي وصولاً للاستبدال الكامل لهذه المركبات ذات احتراق الوقود الذاتي خلال العشرين عاماً المقبلة.
بيئة
خفض الانبعاثات الكربونية في دبي
تعتزم هيئة كهرباء ومياه دبي تخفيض نسبة الانبعاثات الكربونية كجزء من استراتيجيتها البيئية وللتركيز على الحد من هذه الانبعاثات والقيام بدور حيوي في توفير بيئة نقية لمجتمع دبي.
وقد أطلقت الهيئة مبادرة «مركز دبي المتمّيز لضبط الكربون»، الذي تمّ الإعلان عنه في شهر نوفمبر من عام 2009، بمشاركة مستثمرين من مختلف القطاعات.
وتعمل الهيئة على إنشاء مركز معرفي مختص بشؤون الكربون سيقوم بالتعاون مع كافة الجهات المعنية بالأخذ بأفضل المبادرات العالمية وتوجيه الاهتمام اللازم نحو التغيرات المناخية لتوفير الأموال اللازمة والحوافز لجذب أفضل التقنيات المستخدمة لدى الشركات الرائدة في هذا المجال إلى دبي.
وتهدف الهيئة إلى تأسيس صندوق للأرصدة البيئية وإعداد هيكلية الاستثمار وتقديم الاستشارات الخاصة بمشاريع تخفيض الانبعاثات الكربونية وتحقيق «الحياد الكربوني» لتلبية احتياجات دبي والمنطقة.
وتركز هيئة كهرباء ومياه دبي على تطبيق أفضل تقنيات صديقة للبيئة لزيادة كفاءة إنتاج الطاقة الكهربائية ومحطات تحلية المياه.
الطاقة النظيفة في أبوظبي
تستعد أبوظبي لبدء استخدام الطاقة من خلال مشاريع شمس الثلاثة التي ستنتهي بالتتابع خلال الأعوام 2012 و2013 و2014 والتي ستوفر من خلالها 100 ميجاواط إنتاجاً من الكهرباء كل عام لتصل إلى 300 ميجاواط بنهاية عام 2014، من خلال مقرها في مدينة مصدر.
التي تضخ في الوقت الراهن نحو 9 ميجاواط من الكهرباء النظيفة لشبكة الكهرباء في أبوظبي من خلال الطاقة المتولدة عن طريق الألواح الشمسية.
وأشار تقرير المكتب الصادر بعنوان «خطة العمل السنوية لعام 2010 والإطار الزمني للقطاع حتى 2014» إلى أن إمارة أبوظبي سترفع إنتاجها من الكهرباء بمقدار 160 .4 ألف ميجاواط خلال عامي 2010 و2011 ليتجاوز إجمالي طاقتها الإنتاجية 14 ألف ميجاواط بنهاية العام المقبل.
دبي ـ مجدي عبيد