هل تصلح مراكز الهيدروجين البحرية كناقلات للطاقة المتجددة؟

رغم أن الخريف بدأ في الثاني والعشرين من سبتمبر، إلا أن الكثيرين في مختلف النصف الشمالي من الكرة الأرضية ما زالوا يشعرون وكأنهم في فصل الصيف.

ففي كل عام، تأتي درجات الحرارة في الصيف مبكرًا وتستمر لفترة أطول ــ وهي مشكلة يعاني منها العالم أجمع.

ووفقًا للأمم المتحدة، أصبحت درجة حرارة الأرض أعلى بنحو 1.1 درجة مئوية بالفعل مقارنة بأواخر القرن التاسع عشر، وتستمر انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي في الارتفاع.

إحدى الطرق لتقليل البصمة الكربونية هي من خلال الهيدروجين الأخضر، وهو ناقل للطاقة يتم إنتاجه من مصادر الطاقة المتجددة.

يساهم إنتاجه في الجهود العالمية لتحقيق هدف الأمم المتحدة لإزالة الكربون لتقليل الانبعاثات بنسبة 45٪ بحلول عام 2030 والوصول إلى صافي الصفر بحلول عام 2050.

يعمل باحثان في قسم الهندسة متعددة التخصصات بجامعة تكساس إيه آند إم على تحقيق هذا الهدف.

يقوم الدكتور كيشاوا شوكلا، أستاذ الممارسة في الهندسة البحرية، وطالبة الدكتوراه في الهندسة متعددة التخصصات فاي لي، بتصميم مركز هيدروجين بحري يمكنه إنتاج الهيدروجين الأخضر من التحليل الكهربائي للمياه، باستخدام الكهرباء التي يتم الحصول عليها من محطة طاقة الرياح البحرية.

استخدام برنامج لمزارع الرياح البحرية

تتضمن أبحاث الدكتور شوكلا، وفاي لي تصميم مركز هيدروجين ثابت القاع قبالة الساحل ينتج ويخزن الهيدروجين الأخضر من التحليل الكهربائي للماء باستخدام الكهرباء المولدة من مصدر الطاقة المتجددة لمزرعة رياح ثابتة القاع قبالة الساحل تُعرف باسم محطة فرعية.

تعمل هذه العملية على تقسيم الماء إلى غازي الهيدروجين والأكسجين، يتم بعد ذلك معالجة الهيدروجين وضغطه وتخزينه على متن السفينة في صورة سائلة.

ويتم تقييم اقتصاد نظام إنتاج الهيدروجين باستخدام برنامج لمزارع الرياح البحرية الحالية.

الدكتور شوكلا هو مستشار الدكتوراه الخاص بـ ” وفاي لي”، وشجعها على الانضمام إلى المشروع التي قالت “يعتبر الهيدروجين الأخضر حامل الطاقة المتجددة في المستقبل، مما يجعل هذا المشروع مجزيًا للغاية للعمل عليه، كما أنه يوفر أعلى كفاءة بين مصادر الطاقة الأخرى”، قدم في لي بحثه في مؤتمر التكنولوجيا البحرية 2024.

نُشرت ورقة وفاي لي البحثية بعنوان “الطاقة المتجددة: تصميم عملية أنظمة إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام طاقة الرياح البحرية” في وقائع OTC 2024 التي يمكن الوصول إليها من خلال One Petro وتم تأليفها بالاشتراك مع شاشيكانت سارادا، نائب رئيس هندسة الرياح البحرية في WSP .

تقييم اقتصاديات إنتاج الهيدروجين وتحديد المخاطر

قام فاي لي والدكتور شوكلا بإنشاء تصميم عملية مفاهيمية لنظام إنتاج الهيدروجين الأخضر باستخدام طاقة الرياح البحرية من محطة فرعية بحرية مجاورة.

وقد قاما بتقييم اقتصاديات عملية إنتاج الهيدروجين الأخضر وتحديد المخاطر الرئيسية.

وفي المستقبل، يأملون في التعاون مع الصناعة ووكالات تمويل الأبحاث، ورغم أن دراسة إنتاج الهيدروجين الأخضر تنطوي على العديد من التحديات التقنية والاقتصادية، إلا أن فيليه والدكتور شوكلا يظلان متحمسين للبحث.

كما قال فاي لي “لقد حفزني اكتشاف الحلول والمساهمات المخصصة لمعالجة التحديات المتعلقة بإنتاج الطاقة الصافية الصفرية على العمل في هذا المشروع المثير للغاية”، “الأمر الأكثر أهمية هو أن الدافع الأعظم الذي يجعلني أتحرك للأمام هو الدعم من الدكتور شوكلا وشبكته الصناعية، وأعضاء هيئة التدريس والموظفين في قسم MTDE، وزملائي وعائلتي”.