يبحث عنه العالم.. الهيدروجين ثروة تحت أقدامنا

في بعض الأحيان لا يرى الأشخاص الأشياء أمام أعينهم، فما لا تبحث عنه قد لا تراه فعلا.

من تلك الحكمة، نقل مقال نشرته صحيفة نيويورك تايمز في وقت سابق للكاتب بيتر كوى عن كتاب “التفكير ، السريع والبطيء” الذي كتبه دانيال كانيمان، عالم النفس الذي شارك في جائزة نوبل في العلوم الاقتصادية، عام 2011، أنه “يمكن أن تكون أعمى تجاه ما هو واضح، ولا نستطيع معرفة ذلك”.

وتحدث الكاتب عن أن ذلك الأمر ينطبق على بعض الثروات التي قد تحيط بالفرد دون أن يدرى حيث لا يراها.

ومن بين ذلك هو الهيدروجين، وهو العنصر الأكثر وفرة في الكون وينظر إليه باعتباره ناقل الطاقة النظيفة للمستقبل لأنه متوفر بكثرة في الماء.

ويوجد الهيدروجين في جزيئات الماء وفي الوقود الأحفوري مثل البروبان لكن لم يتوقع أحد قط اكتشاف أن الهيدروجين يطفو من تلقاء نفسه في شكل غازي، إلا مجموعة من العلماء حديثا.

وكتب المختبر الوطني للطاقة المتجددة في أمريكا على موقعه على الإنترنت أن “الهيدروجين غير موجود بذاته في الطبيعة.. لكنه يوجد بشكل طبيعي على الأرض فقط في شكل مركب مع عناصر أخرى في السوائل أو الغازات أو المواد الصلبة”.

ورغم ذلك، يوجد غاز الهيدروجين بكميات كبيرة في قشرة الأرض، وهو أمر إيجابي لم يحظ إلا بالقليل من الاهتمام.

المناخ
في الوقت الحالي يتم إنتاج الهيدروجين في الغالب من الميثان، مما يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون وهو أحد أهم الغازات المسببة للاحتباس الحراري كما يمكن أيضًا إنتاج الهيدروجين من الماء، لكن هذا يتطلب الكثير من الكهرباء.

وتم اكتشاف ما أطلق عليه العلماء “الهيدروجين الطبيعي” وفقا لتقرير نُشر في فبراير/ شباط الماضي في مجلة العلم بعنوان “الهيدروجين المختبئ والذي تناول مسألة ما اذا كانت الأرض تمتلك مخازن ضخمة من الوقود المتجدد الخالي من الكربون؟”.

وقال مقال نيويورك تايمز إنه بات من شبه المؤكد وجود كميات من الهيدروجين الطبيعي إلا أنه ينبغي معه توافر العوامل لاستغلاله اقتصاديًا بالضرورة .

زيادة التفاؤل
“لكن التفاؤل آخذ في الازدياد. فقد يكون هناك مئات الملايين من الميجا طن من الهيدروجين في قشرة الأرض، وحتى إذا كان يمكن الوصول إلى 10٪ فقط منها، فذلك يعني أن يستمر لآلاف السنين بالمعدل الحالي للاستهلاك” وفقا لـ “جيفري إليس” ، عالم جيولوجي وباحث في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في دنفر، الذي قدم وزملاؤه ورقة بحثية بهذا الشأن نشرت في الجمعية الجيولوجية الأمريكية في أكتوبر/ تشرين الأول الماضي.

وتشير زميلته ، سارة جيلمان حول النتائج التي توصلوا إليها إلى الجمعية الجيولوجية الأمريكية في أكتوبر, أن معدل الاستهلاك في المستقبل من المتوقع أن يكون أعلى بكثير من المعدل الحالي ويستخدم الهيدروجين حاليًا بشكل أساسي في تفتيح وتحلية النفط الخام، وصنع الأمونيا للأسمدة ومعالجة المعادن ومعالجة الأطعمة.

وتوضح يمكن أيضًا استخدام الهيدروجين الرخيص لتوليد الكهرباء أو توليد الطاقة للسيارات و استخدامه في مزيد من التطبيقات، ولكن نأمل أنه خلال مئات السنين أن يكون هناك عملية إنتاج أرخص، لذلك لا داعي للقلق بشأن هذا.

التكلفة
وبالنسبة للتكلفة، يشير فياتشيسلاف زجونيك ، الرئيس التنفيذي لشركة ناشئة في دنفر أنه يجب أن يتم إنتاج الهيدروجين الطبيعي من الأرض بأقل من دولار واحد للكيلوجرام ، مقابل حوالي 5 دولارات لكل كيلوجرام للهيدروجين الأخضر المشتق من الماء عن طريق التحليل الكهربائي.

وتشير العديد الدراسات حول الهيدروجين الطبيعي سواء التي اجرها زجونيك، أو في عام 1888 من قبل ديمتري مينديليف ، الكيميائي الروسي أنه لقائمة طويلة من الأسباب ، فُقدت المعرفة أو تم تجاهلها. ويعد أحد الأسباب هو أن الجيولوجيين ركزوا على البحث عن النفط ، ثم الغاز الطبيعي لاحقًا ولا يوجد غاز الهيدروجين عادة بالقرب من الهيدروكربونات.

اعتقاد العلماء
وكان العلماء يميلون إلى الاعتقاد بأن أي هيدروجين في القشرة سوف تأكله الميكروبات من أجل الغذاء، أو يتسرب إلى السطح ويتلاشى في الفضاء، وتم رفض النتائج الخاصة بالبحث الخاص بجيوب الهيدروجين الطبيعي.

ويشير نايجل جي بي سميث ، من هيئة المسح الجيولوجي البريطانية أنه قد حان الوقت للمستكشفين أن يأخذوا الهيدروجين بجدية أكبر.

أبحاث الهيدروجين
وجاء التطور الكبير عام 2012 حيث استأجر رجل أعمال في مالي يدعى عليو ودلولي شركة شامب، وهي شركة استشارية كندية، لتحليل الغاز الغامض القادم من بئر في المنشآت التابعة له واتضح أنه يحتوي على 98٪ من الهيدروجين وتم استخدام الغاز كوقود لمحرك يدير مولدًا.

ويعتقد الجيولوجيون الآن أن الهيدروجين ينتج باستمرار من تفاعل بين الماء والصخور الغنية بالحديد حيث تلتقط الصخور الأكسجين وتطلق الهيدروجين.

وقد يتصاعد بعض الهيدروجين أيضًا من عمق الأرض أو يتشكل عن طريق النشاط الإشعاعي، الذي يقسم جزيئات الماء وتم العثور على الهيدروجين في جميع القارات باستثناء القارة القطبية الجنوبية ، والتي لم يتم فحصها بعد.

ويوضح زجونيك إن أكثر الأماكن الواعدة في استخراج الهيدروجين الطبيعي في الولايات المتحدة هي على طول الساحل الشرقي البري والبحري وعلى طول سلسلة من التلال القديمة الممتدة من كانساس إلى البحيرات العظمى.

وتشير إيزابيل موريتي ، إحدى العلماء الرائدين في دراسة الهيدروجين الطبيعي ، والتي كانت كبيرة المسؤولين العلميين في شركة إنجي الفرنسية ، ” أنه من الناحية الاقتصادية ، لا جدوى لاستخدام الكهرباء لإنتاج الهيدروجين ، ثم نقله ثم استخراج الطاقة من خلال الاحتراق . لكن إذا كان الهيدروجين متاحًا في شكل غازي في الأرض ، يجب أن يبدأ استغلاله “.

صعوبات الهيدروجين
ويعتبر الهيدروجين له بعض العيوب أبرزها تكلفة تسييله أو ضخه للتخزين ومن الصعب أيضًا نقله عبر خطوط أنابيب الغاز الحالية لأنها لن تتحمل لدرجة احتمال تسربه مما قد يؤدي إلى الإضرار بالأنابيب. وتتمثل إحدى الأفكار لتسهيل النقل في مزجه بالغاز الطبيعي أو استخدام النيتروجين لتحويله إلى أمونيا.

ويوضح مايكل ويبر، وهو مهندس ميكانيكي وخبير طاقة في جامعة تكساس، أنه يذكر الأيام الأولى لثورة استخراج النفط من الصخور من خلال الاستفادة من المعرفة الحالية من صناعة النفط والغاز.

وقال لقد انتقل استخراج النفط من التكوينات الصخرية من الصفر في عام 2008 إلى حوالي 150 مليار دولار بحلول عام 2019 وأعاد اختراع الجغرافيا السياسية للطاقة على طول الطريق وبالمثل، فإن الهيدروجين الطبيعي “في الغالب فكرة تنتظر تقنيات وسياسات وظروف سوق أفضل حتي تزدهر.”

ويشير إلى أنه لا أحد يرى الهيدروجين حقًا. لأنه مجرد ذرات عديمة اللون ولا طعم لها وأخف من الهواء، فهي صغيرة جدًا.

الإنتاجية
وارتفع المقياس الرسمي للإنتاجية في بداية فترة الوباء، بسبب عمليات التسريح الجماعي للعمال ذوي الأجور المنخفضة، والذين لديهم إنتاجية أقل قياسًا وأدى المزيج المتغير للوظائف إلى أن تبدو الإنتاجية أعلى على مستوى الاقتصاد.

ولكن في الآونة الأخيرة ، تراجع نمو الإنتاجية مع عودة العمال ذوي الأجور المنخفضة إلى وظائفهم.

وتوقع مايك إنجلوند وبن إنجن من شركة أكشن ايكونوميك” في بولدر أن يقوم مكتب إحصاءات العمل بمراجعة تقديراته للمعدل السنوي لنمو الإنتاجية إلى 0.4٪ في الربع الثالث من العام الحالي من 1.4٪ الربع المماثل من العام الماضي وأن الإنتاجية سوف تتراجع بمعدل سنوي قدره 2٪ خلال العام الحالي.