هل الضجة الهيدروجينية لها ما يبررها؟

هوليوود مهووسة بالهيدروجين. قامت الممثلة الأمريكية جيمي لي كورتيس بمقارنة سيارتها هوندا كلاريتي بـ “سفينة صاروخية” وقالت إنها “سوف تبكي بشكل لا يمكن السيطرة عليه” إذا تم نقلها بعيدًا.

مينا سوفاري (الفطيرة الأمريكية) ، شون أستين (سيد الخواتم) وديان كروجر (تروي ، ذا بريدج) هم مجرد عدد قليل من المستمعين الآخرين الذين تم جذبهم إلى الآلات الصامتة والمتقدمة تقنيًا التي تنبعث منها المياه فقط (شيء كروجر مرة واحدة) ثبت بشرب العادم في جولة عبر وادي الموت ، كاليفورنيا).

ولكن في حين أن سيارات الهيدروجين قد تكون متكررة في شارع الغروب ، إلا أنها نادرًا ما تُرى على الطرق التي يقودها بقيتنا. هل هذا على وشك التغيير؟

بعد النجاح الذي حققته سيارة بريوس الهجينة ، دفعت تويوتا سيارات الهيدروجين كعرض صديق للبيئة. تتمتع السيارات التي تعمل بالهيدروجين بمدى أطول من معظم السيارات الكهربائية ، وهي أسرع بكثير في التزود بالوقود.

لكن تركيز تويوتا على الهيدروجين أضر بالعملاق الياباني ، الذي كان بطيئًا في تقدم السيارات الكهربائية وفقد زمام المبادرة في وقت مبكر ليس فقط لشركة تسلا ولكن لمنافسيها القدامى والشركات الصينية الناشئة.

في الوقت الحالي ، تنخفض تكلفة السيارات التي تعمل بالبطاريات ، والمدى يتحسن ، وهناك العديد من الموديلات الأخرى في السوق ، ومحطات الشحن شائعة بشكل متزايد والكهرباء رخيصة مقارنة بهيدروجين وقود الطرق (أو حتى البنزين أو الديزل). في العام الماضي ، تم تسليم 10.5 مليون سيارة تعمل بالكهرباء للعملاء.

على النقيض من ذلك ، تعتبر سيارات الهيدروجين نادرة للغاية: تم بيع 15391 سيارة فقط في جميع أنحاء العالم في عام 2022 ، وفي موطنها الأصلي ، اليابان ، انخفضت المبيعات بشكل حاد مقارنة بعام 2021. حوالي نصف جميع المبيعات في سوق واحدة ، كوريا الجنوبية.

كما أنها باهظة الثمن. يباع طراز Mirai من تويوتا بسعر 49500 دولار في نسخته الأساسية ، ولا يوجد سوى طراز واحد آخر في السوق ، وهو Hyundai’s Nexo (انتهى إنتاج Honda Clarity في عام 2021). تعاني هذه المركبات من مشكلة الدجاجة والبيضة ، ويوجد حاليًا عدد قليل جدًا من محطات التزود بالوقود ، والتي لن تتغير حتى تصبح السيارات نفسها أكثر شيوعًا.

أخيرًا ، يعتبر الهيدروجين في المضخة وقودًا مكلفًا. في كاليفورنيا ، قفزت الأسعار من 16 دولارًا إلى 25 دولارًا للكيلوغرام ، أي ما يعادل تقريبًا في الطاقة لكل جالون من البنزين ، والذي يتم بيعه بسعر 3.58 دولارًا في المتوسط. ارتفعت أسعار الغاز الطبيعي ، وهو المادة الأولية للهيدروجين المباع اليوم ، ولكن السبب الرئيسي هو صغر الحجم والنقل والتخزين ، مما دفع سعر العميل إلى ما هو أبعد من تكلفة إنتاج الخام.

ولكن هل هناك أمل مع ذلك في استخدام الهيدروجين في النقل البري؟ مع الاستراتيجيات الصحيحة ، مثل التركيز على الشحن ، يمكن أن يكون هناك.

بطاريات الشاحنات أو الحافلات الكهربائية ثقيلة جدًا ، مما يحد من الأحمال القانونية. النطاقات الكهربائية منخفضة أيضًا: في الوقت الحالي ، يمكن للشاحنة الإلكترونية أن تقطع مسافة 300 كيلومتر بشحنة واحدة. في غضون ذلك ، يمكن لشاحنة تعمل بخلايا الوقود أن تقطع 500 كيلومتر اليوم وربما ثلاثة أضعاف ذلك في المستقبل.

علاوة على ذلك ، فإن معدلات شحن الشاحنات الكبيرة ضخمة ، 25 ميغاواط لمحطة تعبئة لخدمة 50 شاحنة في ساعتين ، أو أكثر من 20 ألف منزل في الولايات المتحدة ، الأمر الذي يتطلب تعزيزًا كبيرًا وتوسيعًا للشبكة الكهربائية ، خاصة في المواقع النائية.

على النقيض من ذلك ، يمكن تصنيع وقود الهيدروجين منخفض الكربون من الغاز الطبيعي (يسمى الهيدروجين “الأزرق”) أو الكهرباء المتجددة (“الخضراء”) مقابل ما بين 1.50 دولار إلى 3 دولارات للكيلوغرام ، وهو أرخص بكثير من الوقود المشتق من النفط. على عكس الكهرباء ، يمكن تخزين الهيدروجين بسهولة لفترات طويلة. السيارات سريعة في إعادة الملء والهيدروجين خفيف ، (على الرغم من أن الخزانات عالية الضغط الموجودة على متنها ثقيلة).

من الصورة الكبيرة لإزالة الكربون العالمي ، يجب على صانعي الشاحنات وشركات النقل البري أن يقتربوا من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الخالية من الكربون بحلول عام 2040. قد تكون خلايا وقود الهيدروجين ، التي لا توجد بها اختناقات في الإمداد بالمعادن المهمة مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل ، أسرع طريقة للوصول إلى هناك.

تتوقع BloombergNEF أن الشاحنات الثقيلة التي تعمل بخلايا الوقود يمكن أن تقترب من القدرة التنافسية الاقتصادية مع كل من طرازات البطاريات والديزل بحلول عام 2030. ولكي يحدث ذلك ، يجب أن تنخفض تكلفة خلايا الوقود من حوالي 280 دولارًا للكيلوواط اليوم إلى أقل من 150 دولارًا للكيلوواط ، و الهيدروجين إلى حوالي 5.50 دولارات للكيلوغرام الواحد. تبدو هذه الأهداف قابلة للتحقيق ، لا سيما في المناطق القريبة من إنتاج الهيدروجين. إذا كانت محطات الهيدروجين متباعدة على طول عدد قليل من طرق النقل بالشاحنات الرئيسية ، فقد لا تكون هناك حاجة لأن تكون كثيرة جدًا.

يمكن أيضًا استخدام مركبات الهيدروجين في العمليات شبه المستمرة ، مثل الرافعات الشوكية وشاحنات الموانئ وشاحنات التعدين. القطارات احتمال آخر. تقوم شركة Elbe-Weser للسكك الحديدية في شمال ألمانيا بتشغيل العديد من قطارات الهيدروجين.

يمكن أن يتوسع استخدام الهيدروجين في الشاحنات من صفر تقريبًا اليوم إلى خمسة ملايين طن بحلول عام 2040 وما يصل إلى 30 مليون طن بحلول عام 2050. ويمكن أن ترتفع توقعات الاستهلاك العالمي للهيدروجين لجميع الاستخدامات إلى 600 مليون طن في نفس الإطار الزمني. وقعت أمازون صفقة مع شركة Plug Power لتوفير الهيدروجين ، بينما تهتم كل من الشركة وشركة UPS بالمركبات.

لذلك يمكن أن تكون مركبات الطرق الثقيلة التي تعمل بالهيدروجين مساهما مفيدا في خطط إزالة الكربون في الشرق الأوسط ، لا سيما أنها توسع قطاع التعدين وتسعى إلى تطوير ممرات تجارية طويلة المدى.

ستستفيد أكبر الدول ، مثل المملكة العربية السعودية. يمكن أن تمتلئ شاحنة عبر البلاد بالهيدروجين الأزرق في الجبيل على ساحل الخليج ، وربما تزود بالوقود مرة واحدة على طول مسافة 1800 كيلومتر ، وتوصيل حمولتها إلى نيوم وإعادة تعبئتها بالهيدروجين الأخضر لرحلة العودة ، وتستغرق حوالي 19 ساعة في جميع الأوقات باستثناء الراحة. فرامل. ستحتاج نفس الرحلة في شاحنة كهربائية إلى ثلاث محطات شحن وتستغرق حوالي خمس ساعات أطول.

لن يقود النقل البري الطلب على الهيدروجين ، لذلك يجب تبرير خطط الطاقة الخضراء الطموحة في المنطقة عند الطلب من الصناعة والنقل. هذا لن يحدث بشكل عفوي. إذا كانت دول الشرق الأوسط تريد أن تلعب دورًا مهمًا لشاحنات وحافلات الهيدروجين ، فيجب عليها توفير الوقود بسهولة وبأسعار معقولة ، والعمل مع صانعي السيارات لطلب المركبات وإنتاجها.

إذا كان لنقل الهيدروجين مستقبل ، فهو أقل شهرة في هوليوود وسائقي شاحنات أكثر تفوح منه رائحة العرق.