سيارات الديزل تحتضر .. ووقود الهيدروجين طاقة المستقبل بالعالم

تناقلت الصحافة العالمية، منذ أيام، خبرا مفاده أن القضاء الألماني، من خلال المحكمة الإدارية العليا، قضى بفتح المجال أمام حظر سير المركبات القديمة العاملة بالديزل في المدن.
وحسب الصحافة، فإن فيلي دييز، الخبير في معهد اقتصاد قطاع السيارات ، قال بالحرف الواحد إن "الشراة باتوا في حيرة من أمرهم؛ لأن لا أحدا يدري ماذا سيحل بالقطاع"، واسترسل قائلا: "إلى درجة أن الديزل قد يندثر من السوق في خلال الأعوام العشرة المقبلة".
وفي السياق نفسه، وحسب الصحف ذاتها، واستجابة لطلب حزب الخضر، قال وزير النقل الألماني: "سوف يتم فرض أساس قانوني جديد يسمح بفرض حظر أو قيود على القيادة على طرق معينة لغرض حماية السكّان من الانبعاثات".
الأكيد أن حكومة ميركل ستستجيب للضغوطات، خاصة أن الاتحاد الأوروبي سبق أن أعلن على أن 70 مدينة ألمانية تتجاوز المعايير التي يسمح بها الاتحاد (Euro 6)، زد على هذا فضيحة التلاعب بانبعاثات المحركات لدى الشركة العملاقة "فولكسفاغن" التي تم الكشف عنها سنة 2015، الشيء الذي أظهر أن محركات الديزل برمتها، بغض النظر عن مدى مصداقية مصنعيها، تلوث بنسب أكبر من تلك التي تحددها المعايير المعمول بها.
غير بعيد عن ألمانيا، فقد قرر رئيس بلدية باريس السنة الماضية منع، اعتبارًا من 1 يوليو، السيارات الفردية المسجلة قبل عام 2001 ومركبات الخدمات المسجلة قبل عام 2002 بالجولان في باريس بين الساعة 8 صباحًا و8 مساءً، من الاثنين إلى الجمعة. كما سيتم حظر مرور كامل للشاحنات الثقيلة والحافلات المسجلة قبل أكتوبر 2006. وأعلن العمدة أنه سيستهدف أنواعا أخرى من المحركات ما بين 2018 إلى 2020، من أجل القضاء على الديزل بحلول عام 2020.
في المنحى نفسه، أعلن رئيس بلدية روما، خلال خطاب ألقاه في مكسيكو سيتي في لقاء تحت عنوان "نساء من أجل المناخ"، أن مركز العاصمة الإيطالية سيتم حظره من سيارات الديزل الخاصة من عام 2024.
فبعد أن تسبب الوقود المستخرج من مشتقات النفط في ضرر كبير للبيئة، وصارت الدول تحاول الحد من السيارات العاملة به عن طريق إصدار لوائح وقوانين بيئية أكثر صرامة، وتعمل على تشجيع إنتاج واستخدام المركبات الخضراء، تسعى شركات صناعات السيارة جاهدة إلى تطوير منتجاتها، خاصة السيارات الهجينة والكهربائية والعاملة بخلايا الهيدروجين، خلافا لمحركات الاحتراق التقليدية التي تعتمد على الديزل والبنزين.
لعلها نهاية الديزل، أو حتى البنزين، والخلاص أكيد سيكون مع الطاقات الصديقة للبيئة. سنحاول من المقال تسليط الضوء على سيارة الهيدروجين.
يقف العالم، اليوم، على مفترق طرق؛ فالنفط ينفد تدريجياً، وهو الوقود الذي شغل مصانع العالم ومكنه من نهضته الصناعية وأوصله إلى عصر السرعة… ومن جهة أخرى، فإنه لوث ما يكفي من هوائنا؛ فاستبدال البنزين والديزل بالهيدروجين هو أحد الحلول لتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على الطريق،
وهو حلم ينتظره الجميع، حلم أن يصبح وقود الهيدروجين متوفر في كل مكان، حتى تزول مشكلة الاحتباس الحراري، والاستغناء عن الوقود الأحفوري، فاستغلال الهيدروجين كبديل للطاقة والوقود الذين نستعملهما اليوم يعتبر من الأمور الصعبة ولكن الأمر غير مستحيل.
حاليا، هناك مشاريع أوروبية خاصة في ألمانيا الدنمارك سويسرا فرنسا... لتطوير هذه التقنية، وهناك مشاريع أخرى واعدة في كل من اليابان وكوريا الجنوبية، بدون نسيان المشروع الأمريكي؛ لكنها برامج تبقى في بدايتها، حيث إنه لا يوجد سوى بضع مئات من المركبات التي تعمل على الهيدروجين في أوروبا؛ ففي الدانمارك ليس بها سوى 12 محطة لتوفير هذه الخدمة.
والهدف المنشود سنة 2019 هو إنشاء حوالي 50 محطة هيدروجين في أوروبا. فيما قررت شركات سيارات تويوتا ونيسان وهوندا اليابانية وضع مشكلة "التنافسية" جانبا من أجل التعاون فيما بينها لزيادة عدد محطات شحن الهيدروجين في اليابان، في أفق زيادة عدد السيارات العاملة الهيدروجين؛ لأن اليابان تعاني قلة عدد محطات الشحن.
وحسب ما تناقلته الصحف العالمية المتخصصة، فإن هذا التعاون يستهدف بناء 80 محطة هيدروجين في السنوات الأربع المقبلة، لتنضاف إلى 101 محطة قيد الاستعمال والتي تزود 2400 سيارة عاملة بخلايا الهيدروجين، وتسعى الحكومة اليابانية وشركات السيارات إلى تقديم 160 محطة و40 ألف سيارة تعمل بخلايا الهيدروجين بحلول مارس 2020.
أما في كوريا الجنوبية فقد تناقلت وسائل الإعلام نهاية الشهر الماضي صورا لسيارة رباعية الدفع " Nexo" لشركة هيونداي، المستوى الرابع، من تكنولوجيا القيادة الذاتية والتي خضعت للاختبار مع رصد ظروف الطريق للرحلة الممتدة من سيئول إلى بيونغ تشانغ، مقر دورة الألعاب الأولمبية الشتوية لعام 2018.
وقد زودت بكاميرات على جانبيها، وأجهزة استشعار وبيانات الخرائط لضمان التشغيل الآمن. وهذه السيارة تعمل بالكهرباء الناتج عن خلايا وقود الهيدروجين، مع العلم أن مياها المنعدمة يمكن استخدامها في صنع كوب من الشاي أو القهوة كما جاء على لسان المختصين.
أما في عالمنا العربي فقد أعلنت تويوتا، منذ أكثر من سنة، عن مشروع تعاون مع مدينة مصدر، وشركة بترول أبو ظبي الوطنية (أدنوك)، و"إيرليكيد"، وشركة الفطيم للسيارات، عن برنامج أبحاث مشترك لاستكشاف إمكانات استخدام الطاقة الهيدروجينية في دولة الإمارات العربية المتحدة، من أجل إنشاء مجتمع مستدام تنخفض فيه الانبعاثات السامة.
بين الفينة والأخرى، نقرأ في وسائل الإعلام عن محرك جديد يعمل الهيدروجين، بالإضافة للسيارات الذاتية هناك محركات لسيارات الأجرة، والسكوتر، والقطار، والقوارب ... فماهي إذن خصائص هذه المادة؟
اكتشاف العالم هنري كافيندش الهيدروجين سنة 1766، هو عنصر كميائي رمزه H وعدده الذري 1، يتكون من إلكترون واحد وبروتين واحد. يشكل 75% من حجم الكون و93% من المادة (قد تجدون 90% في بعض المراجع)، وهو من الغازات التي لا رائحة لها ولا لون وأيضا ليس من الغازات السامة، ويتميز الهيدروجين بخصائص كيميائية وفيزيائية تؤهله إلى أن يصبح وقودا مستقبليا.
وقد عرفت قدرة الهيدروجين في الاحتراق مند قرنين، حيث إن احتراقه يولد كمية كبيرة من الطاقة (حوالي 3 مرات أكثر من البنزين مع وزن نفسه). فهو الوقود التي تستخدمه سفن الفضاء، والوقود الهيدروجيني هو الذي يحرك النظام الكهربي بالسفن الفضائية مما ينتج عنه الماء الذي يستخدمه رواد الفضاء للشرب؛ ولكن تبقى تكلفته مرتفعة جدا. لا يوجد بصورة منفردة بل دائما يرتبط بعنصر آخر، فهو يرتبط بالكربون فيكون هيدروكربونات (hydrocarbure)، ويرتبط بالأكسجين فيصبح الماء، وقد يرتبط مع ذرة من صنفه فيكون ثاني الهدروجين (dihydrogène)، وهو مكون أساسي في الأحماض... الهيدروجين أبسط عنصر في الوجود، لكنه لا يوجد بشكل طبيعي على الأرض بل يجب تصنيعه، ولأنه أخف من الهواء فهو يرتفع إلى الغلاف الجوي نتيجة لذلك.
هناك على الأقل خمس طرق لإنتاج الهيدروجين: تحويل الغاز اعتمادا على التفاعل الكيميائي (le reformage)، التحليل الكهربائي للماء (l'électrolyse de l'eau)، التفاعلات الكيميائية الحرارية (les réactions thermochimiques) والتحويل البيولوجي (la conversion biologique). أما الاعتماد على الطاقة الشمسية فهو يبقى جد مكلف. فالهيدروجين الناتج يشحن خلية الوقود فيسمي البطارية الهيدروجينية، ويقوم عملها على ارتباط الهيدروجين بالأكسجين فيتكون الماء والطاقة الكهربائية، ولا ينتج أي ملوثات في البيئة أو أي غازات سامة.
يعدّ الهيدروجين وسيلة مستدامة لتخزين الطاقة. "يمكننا تخزين فائض الطاقة المتجددة لإعادة استخدامها فيما بعد، وهو أمر غير ممكن بالكهرباء (إذا استثنينا البطاريات والمكثفات والتي يبقى التخزين بهما ضعيف جدا) إنه تحد كبير لدمج استهلاك الطاقة المتجددة أكثر" يقول الخبير إروين بينفورني، ويقول كذلك: "أدركت دول مثل اليابان أنها ستحتاج إلى حامل الطاقة هذا الذي يمكن إنتاجه في مكان آخر، وتخزينه ونقله عن طريق السفن أو الشاحنات أو خطوط الأنابيب.
وهذا هو السبب في أن اليابان هي الدولة الأكثر تقدماً في قطاع الهيدروجين هذا".
أكيد أنه في الوقت الحالي، لا يزال استهلاك الهيدروجين العالمي منخفضًا: حوالي 56 مليون طن، أي أقل من 2% من استهلاك الطاقة العالمي كما جاء أخيرا في الصفحة الاقتصادية لجريدة " le figaro"، ولكن وفقاً لدراسة حديثة قام بها " Hydrogen Council " الذي تم إطلاقه في يناير 2017 في المنتدى الاقتصادي العالمي، وشركة استشارات الأعمال " McKinsey "، فإن الهيدروجين يمكن أن يمثل ما يقارب خمس إجمالي الطاقة المستهلكة بحلول عام 2050، وهذا من شأنه أن يسهم بنسبة كبيرة في معالجة إشكالية الاحتباس الحراري.
ويرى " Hydrogen Council " أن الهيدروجين يمكنه تشغيل ما بين 10 إلى 15 مليون سيارة و500 ألف شاحنة بحلول عام 2030. ووفقا لهذه الدراسة، فإن الطلب السنوي على الهيدروجين يمكن أن يتضاعف عشر مرات على مستوى العالم بحلول عام 2050، وسيمثل 18% من إجمالي الطلب النهائي على الطاقة، ويمكن للهيدروجين أن يصل لمبيعات بقيمة 2500 مليار دولار وخلق أكثر من 30 مليون وظيفة.
* دكتوراه في الفيزياء النووية من جامعة محمد الخامس بالرباط