خبراء يحذرون من المبالغة في إنتاج الهيدروجين الأخضر من التحليل الكهربائي المباشر لمياه البحر

للوهلة الأولى، تبدو الخطة مقنعة: ابتكار وتطوير أجهزة تحليل كهربائي مستقبلية قادرة على إنتاج الهيدروجين مباشرة من مياه البحر غير النقية.

ولكن نظرة فاحصة تكشف أن مثل هذه الأجهزة التحليلية الكهربائية المباشرة لمياه البحر تتطلب سنوات من البحوث المتطورة، وعلاوة على ذلك، فإن أجهزة التحليل الكهربائي التي تعمل بتقنية DSE ليست ضرورية حتى ــ فعملية تحلية بسيطة تكفي لإعداد مياه البحر لأجهزة التحليل الكهربائي التقليدية.

وفي تعليق له في مجلة جول، قام خبراء دوليون بمقارنة التكاليف والفوائد المترتبة على النهج المختلفة، وتوصلوا إلى توصية واضحة.

المياه العذبة مورد محدود؛ إذ يوجد أكثر من 96% من مياه العالم في المحيطات، وإذا كان من الممكن تغذية مياه البحر مباشرة في جهاز تحليل كهربائي مستقبلي لإنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام الطاقة المتجددة من الرياح أو الشمس، فقد يكون هذا حلاً مجدياً.

وتُنفق مئات الملايين من الدولارات في تمويل الأبحاث على هذه الفكرة، وفي عام 2023 وحده، كان هناك أكثر من 500 منشور (وهذا العدد يتزايد بشكل كبير) حول التحليل الكهربائي المباشر لمياه البحر.

لا حاجة إلى تطوير جديد

ومع ذلك، يظهر التحليل التقني الاقتصادي أن هذه الحجة تنهار بمجرد تحليل التكاليف والفوائد بمزيد من التفصيل.

يقول الدكتور يان نيكلاس هاوسمان، باحث التحليل الكهربائي في HZB والمؤلف الرئيسي لتعليق جول : “لا يوجد سبب مقنع لتطوير تقنية DSE لأن هناك بالفعل حلولاً فعّالة لاستخدام مياه البحر لإنتاج الهيدروجين”.

ساهم في التعليق خبراء دوليون من مختلف التخصصات من مؤسسات بحثية شهيرة مثل جامعة ييل وجامعات في كندا وألمانيا وHZB.

لقد أصبح من الممكن بالفعل استخدام مياه البحر لإنتاج الهيدروجين. ويمكن استخدام عمليات مجربة مثل التناضح العكسي لتنقية مياه البحر لاستخدامها في أجهزة التحليل الكهربائي “العادية” المتاحة تجارياً.

ومن وجهة نظر الديناميكا الحرارية، فإن تنقية مياه البحر لا تحتاج إلا إلى 0.03% من الطاقة اللازمة لتحليلها الكهربائي.

وينعكس هذا أيضاً في التكلفة الحالية: إذ تكلف تنقية مياه البحر لإنتاج كيلوجرام واحد من الهيدروجين أقل من سنتين، ومع ذلك، فإن كيلوجرام واحد من الهيدروجين يكلف 13.85 يورو في محطات الوقود الألمانية.

استثمار الأموال بحكمة

تطوير أنواع جديدة من أجهزة التحليل الكهربائي القادرة على العمل بشكل ثابت في مياه البحر لن يؤدي إلا إلى إنقاذ هذه الخطوة الرخيصة في عملية التنقية.

وعلى النقيض من ذلك، فإن تطوير أجهزة التحليل الكهربائي التي تعمل بتقنية DSE يشكل تحديًا كبيرًا، ومن المشكوك فيه للغاية أن تتمكن هذه الأجهزة من مضاهاة كفاءة أجهزة التحليل الكهربائي الحالية واستقرارها على المدى الطويل.

يرى الخبراء تحديات كبيرة هنا: تحتوي مياه البحر على مجموعة واسعة من المواد العضوية وغير العضوية التي يمكن أن تسبب التآكل والتلوث، مما يؤثر على جميع أجزاء المحلل الكهربائي.

يتم الترويج حاليًا لـ DSE كحل حقيقي لإنتاج الهيدروجين – وهو الوعد الذي لا يمكن الوفاء به وقد يبتلع الكثير من أموال دافعي الضرائب، كما يحذر الباحثون.

ويوضح هاوسمان قائلاً: “يمكننا مقارنة هذا بالاستخدام المباشر للنفط الخام لتشغيل السيارات. فمن الممكن تطوير مثل هذه السيارات، ولكنها لن تكون بنفس كفاءة وطول عمر السيارات التي تعمل بالبنزين النقي.

وهذا على الرغم من حقيقة مفادها أن تكلفة تنقية النفط الخام ( عبر المصفاة) تصل إلى 16% من السعر النهائي للوقود، وهو ما يزيد كثيراً عن التكلفة النسبية لتنقية مياه البحر للتحليل الكهربائي (<1%)”.

وضع أبحاث التحليل الكهربائي على المسار الصحيح للمساهمة في إزالة الكربون

“لا يتعين بالضرورة أن يؤدي البحث الأكاديمي إلى حلول فورية، ومع ذلك، إذا تم تقديم تقنية إزالة الكربون من الغلاف الجوي باعتبارها حلاً سريعًا وتم الترويج لها أو الترويج لها على حساب أساليب أخرى أكثر وعدًا، فسوف يؤدي ذلك إلى ربط الموارد التي ستفتقر إليها أماكن أخرى لتطوير تقنيات إزالة الكربون الرئيسية”، كما يوضح الدكتور براشانث مينيزيس، الخبير في المحفزات في HZB.

ويقول مينيزيس: “إذا أردنا تحقيق انبعاثات كربونية صافية صفرية بحلول عام 2050، فيجب توجيه التمويل إلى التطورات التي يمكن أن تساهم بسرعة في تحقيق ذلك”.