تصاعدت الأصوات المناهضة للتنقيب عن الهيدروجين الطبيعي في الآونة الأخيرة، مع التشكيك في جدوى الاستعمال التجاري لهذا الوقود على نطاق واسع.
وسلّط تقرير حديث اطّلعت عليه منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن)، الضوء على العقبات التي تحول دون نشر الهيدروجين الطبيعي، وكيفية التعامل مع هذه التحديات.
وأشار التقرير إلى أن الهيدروجين الطبيعي قد لا يكون جاهزًا بعد لإحداث ثورة في مشهد الطاقة، لكن إمكاناته تستحق اهتمامًا جادًا.
ولكنه يرى أن معالجة التحديات بصورة مباشرة بالعلم الدقيق والاستثمار الإستراتيجي والابتكار التعاوني، ستحدد ما إذا كان هذا الوقود سيصبح حجر الزاوية في مستقبل منخفض الكربون.
ما هو الهيدروجين الطبيعي؟
حسب تعريفه من جانب منصة الطاقة المتخصصة، يُطلَق الهيدروجين الطبيعي على الغاز الموجود بصورة حرة في طبقات الأرض الجوفية، وعادةً ما يُستخرج عبر عمليات الحفر، مثل التكسير المائي، وحقن مزيج من المياه والرمال والمواد الكيميائية، في ضغط مرتفع، بهدف إطلاق الغاز من الصخور.
كما يُطلق عليه الهيدروجين الأبيض، لتمييزه عن نظيره الأخضر المستخلص من الماء، والهيدروجين الأزرق المستخلص عبر حرق الغاز، مع استعمال تقنية احتجاز الكربون وتخزينه، والأنواع الأخرى من الهيدروجين.
وأشار التقرير -الذي نشرته منصة "إنرجي نيوز" (Energy News)- إلى أن الهيدروجين الطبيعي يفتقر إلى دليل استكشاف قوي، على عكس الأطر الراسخة التي تحكم النفط والغاز أو الطاقة الحرارية الأرضية.
ويؤدي هذا الافتقار إلى المنهجيات الموحّدة إلى عدم الكفاءة، إذ يكّرر العديد من المشغلين الأخطاء أو يعتمدون على افتراضات لا تدعمها البيانات التجريبية.
وعلى الرغم من كثرة التحديات، فإنها ليست مستعصية على الحل؛ إذ يُعد تبني نهج متعدد التخصصات بمثابة الخطوة الأولى نحو إطلاق العنان لإمكانات الهيدروجين الطبيعي، وفق ما رصدته منصة الطاقة المتخصصة.
لذلك، يتعيّن على الجيولوجيين والكيميائيين والمهندسين التعاون لتحسين منهجيات الاستكشاف، مع التركيز على الخصائص الفريدة للهيدروجين، بدلًا من تعديل أطر الهيدروكربونات الحالية.
كما سيكون تعزيز العلاقات الوثيقة بين الأوساط الأكاديمية والصناعة وصناع السياسات أمرًا بالغ الأهمية في تطوير قاعدة المعرفة والهياكل التنظيمية اللازمة لدعم هذه الصناعة الناشئة.
4 عقبات أمام الهيدروجين الطبيعي
-
المفاهيم الخاطئة للهيدروجين
وفق المعلومات التي اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة، فإن أكبر هذه العقبات تتمثّل في الفهم العلمي لتوليد الهيدروجين وهجرته؛ إذ تستند العديد من إستراتيجيات الاستكشاف إلى تفسيرات مبسطة أو خاطئة للعمليات الجيوكيميائية.
وغالبًا ما يجري الاستشهاد بالآليات مثل التحلل الإشعاعي، وأكسدة الحديد الثنائي، بوصفها مصدرًا للهيدروجين، ولكن فهمها ضعيف من حيث قابلية التوسع والجدوى التجارية.
بينما أثبتت الدراسات المعملية توليد الهيدروجين في ظل ظروف خاضعة للرقابة، فإن البيئات الطبيعية التي تحدث فيها هذه التفاعلات، لا يُمكن التنبؤ بها.
ويُمكن للاختلافات في الضغط ودرجة الحرارة ودرجة الحموضة أن تغيّر بشكل كبير نتائج التفاعل؛ ولا يوجد دليل ثابت يدعم الادعاء بأن هذه العمليات تنتج أحجام هيدروجين قابلة للاستعمال تجاريًا.
وبالمثل، يحدث التحلل الإشعاعي -أي توليد الهيدروجين من خلال التحلل النووي- على مدى فترات زمنية جيولوجية، ما يجعله غير مناسب بوصفه مصدرًا مستقلًا لاحتياجات الإنتاج الفورية.
-
تحديات احتجاز الهيدروجين
حتى إذا جرى توليد الهيدروجين بكميات كبيرة، فإن احتجازه يشكّل تحديًا حاسمًا آخر؛ إذ يُعد الهيدروجين أصغر العناصر وأكثرها تفاعلية، ما يجعل احتواءه صعبًا للغاية.
وغالبًا ما يجري الاستشهاد بالكسور الطبيعية والشقوق الدقيقة والمسامية في الصخور تحت السطحية بوصفها خزانات محتملة؛ ولكن من غير المرجح أن تحتفظ هذه الهياكل بالهيدروجين لفترات طويلة، بسبب ميله إلى الهروب أو التفاعل مع المواد المحيطة.
وأشار التقرير إلى اكتشاف الهيدروجين الطبيعي في مالي، لتوضيح هذه النقطة بصفة خاصة.
وبينما أنتجت البئر في مالي الهيدروجين لأكثر من عقد من الزمان، فإن الآلية الأساسية التي تدعم هذا التدفق ما تزال غير مفهومة بصورة جيدة.
وأشار معظم النظريات إلى تجديد البئر المستمر بدلًا من احتجاز الهيدروجين الثابت، ولكن من الصعب نمذجة هذا النظام الديناميكي والتنبؤ به.
وبالتالي، يظلّ توسيع الإنتاج تخمينيًا في أفضل الأحوال، دون فهم واضح لعمليات التجديد هذه.
-
ندرة البيانات عن الهيدروجين الطبيعي
وفق المعلومات التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة، فإن الأزمة المتكررة في استكشاف الهيدروجين الطبيعي هي ندرة البيانات الموثوقة.
وعلى عكس صناعة النفط والغاز، ما يزال التنقيب عن الهيدروجين الطبيعي في مهده، إذ يعوق الافتقار إلى المسوحات الجيوفيزيائية عالية الدقة المصممة لخصائص الهيدروجين الفريدة، القدرة على تحديد أهداف الاستكشاف الواعدة.
وعلاوة على ذلك، كان البحث الأكاديمي بطيئًا في التكيف؛ فقد رفض العديد من علماء الجيولوجيا جدوى الهيدروجين الطبيعي لعقود من الزمن، ما ترك فجوة كبيرة في المعرفة الأساسية.
وعلى الرغم من تزايد الاهتمام، فإن الكثير من الأبحاث الحالية مجزّأة، مع تعاون محدود بين المؤسسات الأكاديمية والجهات الفاعلة في الصناعة والهيئات التنظيمية.
-
العقبات التنظيمية والمالية للهيدروجين
يمثّل المشهد التنظيمي عقبة هائلة أخرى؛ ففي العديد من الولايات القضائية، لم يُعترف بالهيدروجين الطبيعي بعد بوصفه موردًا مميزًا، ما يؤدي إلى عدم اليقين في التصاريح وجداول التطوير.
وغالبًا ما تجمع الأطر التنظيمية بين استكشاف الهيدروجين وأنشطة الهيدروكربونات، متجاهلة الاختلافات الأساسية في الجيولوجيا والمخاطر وطرق الاستخراج.
وعلى الصعيد المالي، يكافح التنقيب عن الهيدروجين الطبيعي لجذب الاستثمار المستدام.
ويحذّر المستثمرون المغامرون والصناديق الخضراء من المخاطر العالية والجداول الزمنية غير المؤكدة، في حين تظل شركات الطاقة الكبرى بعيدة عن المشهد، مترددة في تخصيص الموارد دون مؤشرات أكثر وضوحًا على الجدوى التجارية.
وهذا يترك الشركات الناشئة تتحمّل وطأة المخاطر المالية والتشغيلية، ما يُذكر بالأيام الأولى لاستكشاف النفط.
موضوعات متعلقة..
اقرأ أيضًا..
المصادر:
){kind=link}