يعكف العلماء الألمان بشكل جدي على استخدام الهيدروجين كطاقة بديلة محتملة وممكنة في المستقبل.

صلاح سليمان من ميونيخ: في ظل الجدل الدائم حول استخدامات الطاقة الآمنة بعد حادث مفاعل فوكشيما الياباني، فإن العلماء في عدد من دول العالم عادوا مرة أخري في إعادة حساباتهم بشأن استخدامات الطاقة النووية، خاصة وأن أمكانية إغلاق المفاعلات النووية سوف يصبح امرأً حتمياً في ظل تصاعد الأحتجاجات والمعارضات الشعبية لها، ففي المانيا تتصاعد الإحتجاجات بشكل يومي لوقف تشغيل المفاعلات النووية في البلاد بعد كارثة فوكاشيما. من جهة أخرى يرى العلماء أن امكانية انتاج الطاقة من الوسائل البديلة هو أمر ممكن خاصة في وجود بدائل للطاقة النظيفة صديقة البيئة بالفعل.

أحد هذه البدائل الممكنة هوquot; الهيدروجينquot; فالعلماء الألمان يعكفون بشكل جدي الان على استخدام الهيدروجين كطاقة محتملة وممكنة في المستقبل، ورغم ان الأبحاث علي الهيدروجين بدأت منذ فترة الثمانينات الا انها تعود الأن في ظل فكرة استبدال الطاقة الذرية بالطاقة الهيدروجينية، فهل في ظل تلك المستجدات يمكن الإشارة الي أن الهيدروجين سيصبح طاقة المستقبل الممكنة؟

السيارات الهيدروجينية

ان فكرة استخدام الهيدروجين كوقود للسيارات علي سبيل المثال هي فكرة ألمانية قديمة، تقوم علي أن يتم حترق الهيدروجين في محركات الأحتراق الداخلية للسيارة، وكانت شركة BMW الألمانية قد تمكنت من تطوير سيارة تعمل بطاقة الهيدروجين باستخدام خلايا الوقود الهيدروجينية لانتاج قوة ذات انبعاثات أقل في محركات الاحتراق الداخلي الهيدروجينية.

أيضا في مجال علوم البحر فإن عامل الأمان في استخدام الهيدروجين السائل في السيارات كبير وذلك بسبب قيمة الضغط المنخفض، وفي مجال الهندسة البحرية فإن الحصول على التيار الكهربائي في الملاحة البحرية والأجهزة العاملة تحت الماء من جراء استخدام الخلايا الحرارية التي تعتمد على تحويل الطاقة من تفاعل الأوكسجين مع الهيدروجين، له عدة مزايا منها : إطالة مدة البقاء تحت الماء، وتقليل الضجيج، والغوص بأعماق كبيرة، والمحافظة على البيئة حيث لا توجد نواتج إحتراق.

يري العلماء الألمان ان الطاقة الهيدروجينية يمكن ان تكون طاقة اقتصادية علي المدي البعيد اذ يمكن استخلاصها من عملية التحليل الكهربائي التي تستخدم لفصل الهيدروجين من الماء باستخدام قوى الشمس أو الرياح أو القوي النووية للحصول على دورة وقود خالية من التلوث.

لم تنتهي الأبحاث بعد وماتزال جارية من أجل أن يكون الهيدروجين هو وقود المستقبل في ألمانيا، عن ذلك يقول المهندس quot;اولاف بوصل quot; يمكن بالفعل للهيدروجين أن يكون بديلا للوقود الأحفوري أو بديل للغاز الطبيعي ولوقود الديزل وكل هذا ممكن نظريا بدون أي انبعاثات لغاز ثاني أكسيد الكربون أو أى ملوثات غازية سامة.

ان فكرة استخدام الهيدروجين كوقود هي فكرة قديمة جدا فقد تنبأ بها عالمان فرنسيان عام 1864 وهي استخدام الهيدروجين المنتج من الماء بواسطة التحليل الكهربائي كمصدر جديد للطاقة المستقبلية، فالهيدروجين يتميز بميزات عديدة عن بقية المحروقات كما أن المواد الخام المستخدمة في انتاج الطاقة أو مشتقاتها لا تستخدم في انتاج الهيدروجين بما يعني ان انتاجه يكون بدون تلوث. أما أفضل طرق إنتاجه فهي الطريقة التحليلية لإنتاجه من الماء، لذلك فإن العلماء الألمان يرون أن أنتاجه اصبح لايمثل عبء أقتصادي بالنظر الي امكانية أستخدام الطاقة الكهربائية التي تستخلص من طاقة الشمس في توليد الكهرباء اللازمة لعملية انتاج الهيدروجين وأصبح ذلك امرا يسير في تلك السنوات بعد التطور والتوسع الكبير الي تشهده المانيا والعالم في مجال انتاج الطاقة الشمسية وهو الامر الذي يمكن معه تخزين الهيدروجين كغاز أو كسائل بالاعتماد على خواصه الكيميائية والفيزيائية.
يستخدم الهيدروجين الغازي كذلك في الرحلات الفضائية لذلك تتم عملية تسيل الغاز وحفظة في خزانات كبيرة لاستخدامه في رحلات الفضاء الطويلة.

في عام 1992 اقام الالمان في السعودية محطة لانتاج الهيدروجين بطاقة 170000م3 سنوياً ضمن المشروع السعودي - الالماني المشترك الذي أقامته ألمانيا أنذاك أعتمادا علي الطاقة الشمسية التي تتمتع بها الصحراء السعودية.جدير بالذكر أن الألمان أنشأوا أيضا أول محطة تجريبية بقوة 10ك.و لانتاج الهيدروجين الشمسي. وقد بدأت هذه المحطة بالعمل عام 1988 علي مبدأ التحليل الكهربائي، وتجري الان الأبحاث لرفع مردود أجهزة الطاقة الشمسية المستخدمة في انتاج التيار الكهربائي اللازم لتحليل الماء واستخلاص الهيدروجين.

لقد استطاع العلماء ايضا في المانيا بناء منزل شمسي لانتاج الهيدروجين، وتم تغطية 40م2 من سطحه بالخلايا الشمسية التي تقوم بانتاج التيار الكهربائي وتخزينه في مدخرات ومن ثم استخدمه لانتاج الهيدروجين والاوكسجين حيث يتم تخزين كل منهما في أوعية خاصة، والطاقة المختزنة يمكن استخدامها في الشتاء من أجل الطبخ أو تسخين المياه أو التدفئة.

من المتوقع ايضا ان ينتج الهيدروجين ويتم تخزينه عبر شبكة من الانابيب مثل النفط والغاز،من السهولة استخدام الهيدروجين اعتماداً على الخواص الفيزيائية والكيميائية له، فيمكن استعماله في عمليات الطبخ مثل الغاز الطبيعي وبالاضافة إلى أن الهيدروجين يمكن أن يحرق مع الأوكسجين أو مع الهواء ليولد الحرارة أو تشغيل المحركات الحرارية، يمكن استخدامه ايضا في الخلايا الحرارية المولدة للتيار الكهربي، كما أن الأ وكسجين والهيدروجين المخزنان في خزانات الضغط العالي يمكن أن يستخدما في توليد البخار عبر نظام خاص ويستخدم الهيدروجين السائل كذلك في وسائط النقل وخاصة السيارات السياحية.

الهيدروجين أفضل وقود للطيران

إن استخدام الهيدروجين السائل في الرحلات الفضائية له ميزات عديدة أن القيمة الحرارية له عالية في وحدة الكتلة. وأن مخلفات الاحتراق الناتجة هي هي بخار الماء، كذلك فإنه يمكن من الطيران على مسافات منخفضة وقد أطلق الاتحاد السوفيتي السابق عام 1988 طائرة بثلاث محركات إحداها يعتمد على وقود الهيدروجين، والآخران على وقود تقليدي وتجري في ألمانيا الآن الاستعدادات لاطلاق طائرة صممت محركاتها لتعمل على الهيدروجين، وتكفي خزاناتها لقطع مسافة 1800كم وفي مجال الرحلات الفضائية فقد أستخدم الهيدروجين السائل مع الأوكسجين -منذ سنوات - كوقود للمركبات الفضائية في أمريكا وروسيا واليابان والصين.