الطاقة والماء وتغير المناخ

الطاقة والماء وتغير المناخ

• دراسة قضايا الطاقة، المياه، وتغير المناخ من منظور جامعة الاسكندرية.
• موضوع دراسة رئيسي: الهيدروجين الخضراء كمصدر طاقة مستدامة.

الهيدروجين كمصدر طاقة

• الهيدروجين يعتبر مصدرا واعدًا للطاقة، وذلك بسبب وفرته وإمكانية إنتاجه بعدة طرق.
• يمتلك كثافة طاقة عالية لكل وحدة كتلة.
• يمكن استخدامه في عدة مجالات.
• يمكن نقله وتخزينه وتسييله.

مجالات استخدام الهيدروجين

• النقل: يُستخدم في خلايا الوقود لإنتاج الكهرباء، مما يخفض انبعاثات الكربون في المركبات. كيلوغرام واحد من الهيدروجين يمكن أن يسيّر سيارة باستخدام خلايا وقود كهربائية لمسافة تقريبية 60 ميل (97 كم). مقارنة بـ 1 لتر من البنزين الذي يسيّر سيارة عادية لمسافة 10-14 كم.
• الصناعة: يُساعد في تقليل انبعاثات الكربون في صناعات مثل الفولاذ والإسمنت والكيماويات. في صناعة الفولاذ مثلاً يُمكن معالجة خام الحديد إلى حديد نقي بدون انبعاثات كربونية باستخدام الهيدروجين.

طرق إنتاج الهيدروجين

• التحليل الكهربائي: تُعتبر تقنية التحليل الكهربائي للماء طريقة شائعة لإنتاج الهيدروجين، لكنها تحتاج إلى كمية كبيرة من الطاقة. يلزم حوالي 40 كيلو وات في الساعة لإنتاج كيلوغرام واحد من الهيدروجين.
• إصلاح الميثان بالبخار: تُستخدم لتحويل الغاز الطبيعي إلى خليط من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون. يُمكن إزالة ثاني أكسيد الكربون والشوائب الاخرى من غاز الهيدروجين. هذه الطريقة تُنتج الهيدروجين من الغاز الطبيعي وتُنتج ثاني أكسيد الكربون.
• التغويز: تُعتبر عملية حرارية لتحويل المواد العضوية إلى هيدروجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون من خلال تطبيق درجات حرارة عالية. يُعد من الطرق الضارة بالبيئة.
• الانحلال الحراري: تُسخن المواد الخام مثل الغاز الطبيعي مما يُؤدي لتفككه إلى غاز الهيدروجين ومواد صلبة كربونية. هذه الطريقة لا تُنتج انبعاثات كربونية
• أنواع الهيدروجين:
  • الهيدروجين الأخضر: ينتج من مصادر الطاقة المتجددة. يعتبر خيارًا بيئياً ممتازاً.
  • الهيدروجين الرمادي: ينتج من الوقود الأحفوري و ينتج انبعاثات كربونية عالية.
  • الهيدروجين الأزرق: ينتج من الوقود الأحفوري مع التقاط الكربون وإعادة استخدامه، مما يجعل من عملية النقل أكثر استدامة.
  • الهيدروجين الفيروزي / التركوان: ينتج من الانحلال الحراري، مما لا ينتج انبعاثات كربونية.

نقل وتخزين الهيدروجين

• يُمكن نقل الهيدروجين بواسطة المركبات أو عبر خطوط الأنابيب أو السفن.
• يُمكن تخزينه في اسطوانات مضغوطة.

العقبات أمام إنتاج الهيدروجين الأخضر

• تكلفة إنتاج الهيدروجين الأخضر من مصادر الطاقة المتجددة أعلى من التكاليف باستخدام الطرق التقليدية.
• ارتفاع تكاليف البنية التحتية والشؤون اللوجستية.
• كميات المياه اللازمة لإنتاج الهيدروجين الأخضر قد تكون عاليه.
• نقص الخبرات والمعرفة و التمويل.

مشاريع الهيدروجين في الشرق الأوسط وشمال أفريقيا

• الإمارات العربية المتحدة، المملكة العربية السعودية، عمان، المغرب، الأردن، ومصر تقوم بوضع خطط لإنتاج الهيدروجين الأخضر .
• مصر وقعت اتفاقيات مع شركات عالمية لإنشاء مشاريع لإنتاج الهيدروجين.

السيارات الكهربائية

• تعد السيارات الكهربائية بديلًا واعدًا للسيارات التقليدية وتعتبر صديقةً للبيئة.
• هناك 4 أنواع من السيارات الكهربائية: هجينة، هجينة قابلة للشحن، كهربائية قابلة للشحن، تعمل بخلايا وقود.
• السيارات الهجينة هي أكثر سهولة في الاستخدام مقارنة بالسيارات الكهربائية بالكامل مع امكانية الشحن و استخدام الوقود العادي.
• انخفاض تكلفة الصيانة.
• سهولة القيادة و ضوضاء أقل.
• كفاءة عالية.

طرق شحن السيارات الكهربائية

• هناك ثلاثة مستويات رئيسية للشحن: المستوى الأول، والثاني، والثالث.
• المستوى الثالث (شحن سريع) يُمكن شحنه في 20-30 دقيقة.

التحديات التي تواجه السيارات الكهربائية

• المسافة التي تقطعها السيارة بالشحنة الواحدة.
• عمر البطارية ليس طويلاً.
• وقت الشحن طويل.
• البنية التحتية للشحن غير متوفرة بكثرة.
• تكلفة السيارات الكهربائية أعلى من السيارات العادية.

تقنية المركبة إلى الشبكة (V2G)

• تستخدم طاقة بطاريات السيارات الكهربائية لدعم الشبكة الكهربائية في أوقات الذروة.
• تُساعد على تحسين كفاءة شبكة الكهرباء وتوفير المال.

منظومة الطاقة الكهربية في مصر

• تتضمن محطات الطاقة، خطوط النقل، و أنظمة التوزيع.
• تطور القدرة الإسمية حسب نوع التوليد.
• مراحل تطور الحمل الأقصى.
• توزيع القدرة الإسمية على الشركات.

الربط الكهربائي الدولي

• الربط بين مصر والدول المجاورة.
• مستقبل الربط بين مصر و دول أخرى.

الطاقة الجديدة والمتجددة في مصر

• مصادرها مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
• مشاريع الطاقة المتجددة في مصر.
• تطور الطاقة المولدة من الطاقات المتجددة.

استكشف قضايا الطاقة والمياه وتغير المناخ من خلال منظور جامعة الإسكندرية. يتناول هذا الاختبار موضوع الهيدروجين الأخضر كمصدر للطاقة المستدامة وكيف يمكن استخدامه في مجالات النقل والصناعة.