تم نشره على: 17 أبريل 2025 / تحديث من: 17 أبريل 2025 - المؤلف: Konrad Wolfenstein
انقلاب الطاقة الهيدروجين الأبيض في شمال بافاريا: الهيدروجين الطبيعي يحول انتقال الطاقة؟ - الصورة: xpert.digital
يمكن للهيدروجين الطبيعي أن يجعل الواردات غير ضرورية: اكتشاف مصدر طاقة واعد
وداعا الفحم؟ الهيدروجين الطبيعي في ألمانيا - Gamechanger للصناعة؟
قد يواجه مشهد الطاقة في ألمانيا نقطة تحول مهمة. في شمال بافاريا ، قام باحثون من جامعة فريدريش ألكساندر ، بإرلانغن-نورمبرغ (FAU) ، باكتشاف لديه القدرة على إحداث ثورة في إمدادات الطاقة المحلية: الهيدروجين الطبيعي ، الذي يمكن الحصول عليه مباشرة من السطح. يمكن أن يلعب مصدر الطاقة هذا ، المعروف باسم "الهيدروجين الأبيض" ، دورًا مهمًا في انتقال الطاقة ، ويمكن أن تقرب ألمانيا خطوة من استقلال الوقود الأحفوري. يعد هذا الاكتشاف جزءًا من عدد متزايد من الاكتشافات في جميع أنحاء العالم ويوقظ آمالًا لمصادر الطاقة التي لم يتم تخيلها سابقًا تحت أقدامنا مباشرة ، والتي يمكن استخدامها -محايد ومستدام.
مناسب ل:
الاكتشاف المفاجئ في شمال بافاريا
في أغسطس 2024 ، قام الطلاب المتقدمون من FAU باكتشاف رائع كجزء من المشروع البحثي "الهيدروجين الطبيعي في شمال بافاريا". في حالة قياسات هواء التربة في المناطق المختارة بعناية ، واجهوا تركيزات الهيدروجين التي تجاوزت الحد الأقصى للقياس العلوي لمستشعرها البالغ 1000 جزء في المليون. وصف Felix Gsell ، أحد الطلاب المعنيين ، رد فعله الأول بأنه "مزيج من الارتياح الذي لم أكن على الطريق لعدة أشهر دون قياس أي شيء على الإطلاق ويشك في ما إذا كانت القيم العالية صحيحة بالفعل".
كانت طريقة Discovery بسيطة كما كانت تفوح منه رائحة العرق: مع مطرقة ، ضرب الطلاب قضيب حفر طويل متر في السطح ، وأدخلوا مسبارًا قام بإغلاق البئر ، ثم قاموا بقياس التركيز في الهواء التربة المضخش عن طريق جهاز قياس الهيدروجين المتنقل. الاكتشاف ملحوظ ، حيث لم يتم توثيق تركيزات الهيدروجين العالية في الأدب المتخصص أثناء قياسات هواء التربة.
يمكن أن توجد مثل هذه الأحداث في مناطق أخرى من ألمانيا. تظهر الاكتشافات الأخيرة في Haßbergen في شمال بافاريا أن الطابق الغابات غير الواضح يحتوي بالفعل على الهيدروجين. هذه الاكتشافات هي جزء من عدد متزايد من اكتشافات رواسب الهيدروجين الطبيعية في جميع أنحاء العالم.
ما هو الهيدروجين الطبيعي وكيف ينشأ؟
يختلف الهيدروجين الطبيعي أو "الأبيض" بشكل أساسي عن الهيدروجين الناتج عن الصناعية. بينما يتم الحصول على الهيدروجين الأخضر من المواد الخام الأحفورية من خلال التحليل الكهربائي بمساعدة الطاقات المتجددة أو الهيدروجين الرمادي ، يحدث الهيدروجين الطبيعي مباشرة في الرواسب في تحت الأرض وبالتالي هو مصدر طاقة أولي.
يمكن أن يعزى تطور الهيدروجين الطبيعي في قشرة الأرض إلى عمليات جيولوجية مختلفة. تلعب العمليات في القطارات الجبلية دورًا مهمًا ، حيث توجد تفاعلات كيميائية بسبب الأنشطة التكتونية للوحة. عند طي الجبال لأن لوحة قارية تدفع تحت أخرى ، تتلامس الصخور مع الماء من عباءة الأرض. تتم عملية يشار إليها باسم "السربنتين" التي تتفاعل فيها المعادن في الصخور وإطلاق الهيدروجين.
لقد أثبت الجيولوجيون من مركز GFZ Helmholtz للبحوث الجيولوجية في Potsdam استخدام محاكاة الكمبيوتر بأن سعة توليد الهيدروجين السنوية في الجبال يمكن أن تصل إلى 20 مرة في قاع المحيطات. لا سيما في المناطق التي وصلت فيها صخور المعطف في الأصل بعمق داخل الأرض إلى مناطق السطح ، يمكن أن تتوفر الظروف المثلى لتطور الهيدروجين الطبيعي والتراكم الكبير للهيدروجين الغازي.
المتطلبات الجيولوجية في ألمانيا
توفر الظروف الجيولوجية في ألمانيا إمكانية رواسب الهيدروجين الطبيعية. في حين تم إجراء العديد من الاكتشافات السابقة في نطاقات الجبال مثل جبال البرانس أو جبال الألب ، فإن الاكتشافات في شمال بافاريا تظهر أن التكوينات الجيولوجية الأخرى يمكن أن تحتوي أيضًا على الهيدروجين.
يشتبه الجيولوجيون في أن حدوث الهيدروجين سيكون ممكنًا أيضًا في الجزء الألماني من قبر الراين ، لأن الصخور يمكن أن تتيح عمومًا أصل الهيدروجين وتراكمه. يلعب هيكل تحت الأرض دورًا حاسمًا - وخاصة الاضطرابات في الصخرة ، أي الفواصل التي يتحول فيها السطح وتوترات كبيرة ، يمكن أن تؤدي إلى إطلاق الهيدروجين.
يوضح فرانك زوان من GFZ أن هناك أحيانًا تركيزات متزايدة من الهيدروجين على طول مثل هذه الاضطرابات الرئيسية. يمكن أن تساعد هذه النتائج في البحث عن مزيد من الحدوث في ألمانيا.
مقارنة مع الاكتشافات الدولية
الاكتشافات الألمانية هي جزء من موجة عالمية من اكتشاف رواسب الهيدروجين الطبيعية. يقع أكبر حدوث حاليًا في لورين بالفرنسية ، بالقرب من الحدود الألمانية. في Folkschviller في قسم Moselle ، يقدر العلماء وديعة الهيدروجين بحوالي 60 مليون طن. كان هذا الاكتشاف أيضًا اكتشافًا عشوائيًا: لقد بحث الباحثون في الأصل عن الميثان ووجد بدلاً من ذلك الهيدروجين ، والذي يصل تركيزه مع زيادة العمق المتزايد و 1200 متر بالفعل 20 في المائة.
تم توثيق الاكتشافات المهمة الأخرى في مالي ، في منجم Bulqizë-Chrom في ألبانيا والولايات المتحدة الأمريكية. في ألبانيا ، تمت مراقبة انبعاثات الهيدروجين لأكثر من ست سنوات ، مع إطلاق ما لا يقل عن 200 طن من الهيدروجين سنويًا - وهو الحد الأدنى من القيمة ، حيث لم يتم تسجيل حجم الهواء بالكامل للمنجم.
تسببت دراسة أمريكية في يناير 2025 في ضجة مع الحساب بأن رواسب الهيدروجين تحت الأرض العالمية يمكن أن تتجاوز جميع الأفكار السابقة. يحتوي الكمية المحسوبة على حوالي ضعف طاقة ما هو متاح في جميع احتياطيات الغاز الطبيعي المعروفة على الأرض.
معنى لمستقبل الطاقة في ألمانيا
قد يكون اكتشاف حدوث الهيدروجين الطبيعي ذا أهمية كبيرة لاستراتيجية الطاقة في ألمانيا. في استراتيجية الهيدروجين ، حددت الحكومة الفيدرالية هدف بناء قدرات التحليل الكهربائي البالغ عشرة جيجاوات بحلول عام 2030. ومع ذلك ، من المتوقع أن يتم استيراد 50 إلى 70 في المائة من الهيدروجين المطلوب.
الهيدروجين الطبيعي يمكن أن يقلل من هذا الاعتماد على الواردات. بالإضافة إلى ذلك ، يتمتع الهيدروجين الأبيض بمزايا حاسمة على أشكال أخرى: لا يجب إنتاجه تحت استهلاك الطاقة العالية ولا يتسبب في إنشاء أي انبعاثات CO₂ أثناء إنشاء المياه فقط. هذا يجعلها مصدر طاقة مثالي ونظيف للصناعة وحركة المرور وتوليد الكهرباء.
خاصة بالنسبة لصناعة الصلب ، التي تعد واحدة من أكبر بواعث CO₂ في ألمانيا ، يمكن أن يكون الهيدروجين من Gamuchanger. تخطط Thyssenkrupp Steel في Duisburg بالفعل لإعادة بناء إنتاج الصلب بحلول عام 2045 واستخدام الهيدروجين بدلاً من الفحم. قد يوفر هذا حوالي 3.5 مليون طن من CO₂ سنويًا - أحد أكبر مشاريع الكربون في جميع أنحاء العالم.
مناسب ل:
الهيدروجين الأبيض: الألغاز التي لم يتم حلها في قشرة الأرض
على الرغم من الإمكانات الكبيرة ، لا تزال هناك تحديات كبيرة. أصل ونقل الهيدروجين الأبيض في قشرة الأرض لم يتم فهمه تمامًا بعد. لذلك ، لا توجد استراتيجيات استكشاف متطورة أو تحليلات محتملة موثوقة.
يكمن التحدي الآخر في الشكل الذي يوجد فيه الهيدروجين. على عكس الغاز الطبيعي ، لا يشكل الهيدروجين دائمًا فقاعات رائعة ، ولكن غالبًا ما يتم حله في المياه الجوفية - "مثل الغاز الذي يتم حله في زجاجة من الشمبانيا أو زجاجة من البيرة" ، كما يصفها الباحث الفرنسي جاك بيرونون.
ومن غير الواضح أيضًا الكميات التي يمكن الترويج لها اقتصاديًا بالفعل. حتى إذا كانت الأحداث الكبيرة موجودة ، فقد تكون محاطة بعمق تحت الأرض أو بعيدًا عن الساحل بحيث يتم الترويج لها بشكل مربح.
البنية التحتية لاقتصاد الهيدروجين
بالتوازي مع الأبحاث في الأحداث الطبيعية ، تقود ألمانيا بنية البنية التحتية للهيدروجين. في أبريل 2024 ، وافق Bundestag الألماني على شبكة خط أنابيب هيدروجين طولها 9،700 كيلومتر ، والتي تهدف إلى الجمع بين مراكز إنتاج الهيدروجين مع القطاعات الصناعية عالية السلطة. تم تصميم هذه الشبكة باعتبارها العمود الفقري لـ Statrix الجديد في البلاد وسيتم الانتهاء منها بحلول عام 2032 ، وربما بحلول عام 2037.
بالإضافة إلى ذلك ، تستثمر وزارة الرقمية والنقل الفيدرالية (BMDV) في بناء مراكز الابتكار والتكنولوجيا اللامركزية الهيدروجين (ITZ-H2). في مارس 2025 ، قدم الوزير الفيدرالي فولكر ويسينغ إشعارات تمويل بقيمة 154 مليون يورو لممثلي مواقع Chemnitz ومجموعة الألمانية الشمالية من Bremen و Bremerhaven و Hamburg and Stade.
الهيدروجين كمفتاح لانتقال الطاقة
يمكن للهيدروجين الطبيعي تقديم مساهمة مهمة في انتقال الطاقة في ألمانيا. كمصدر محايد للمناخ ولا ينضب عملياً ، فإنه يوفر القدرة على استبدال الوقود الأحفوري في العديد من المناطق ويقلل بشكل كبير من انبعاثات CO₂.
الاكتشافات الحالية في شمال بافاريا ليست سوى بداية للبحث أكثر كثافة عن رواسب الهيدروجين الطبيعية في ألمانيا. ستتبع مشاريع البحث الإضافية لتسجيل الإمكانات الكاملة لهذا المورد وتطوير أساليب الدعم الاقتصادي.
ولكن حتى لو كانت الأحداث الطبيعية واعدة ، فستستمر ألمانيا في الاعتماد على مزيج من الإنتاج المحلي والواردات والوقود الاصطناعي. تؤكد وكالة البيئة الفيدرالية: "ستلعب الهيدروجين دورًا مهمًا في إمدادات الطاقة المستقبلية. هناك حاجة إلى شركة طاقة نهائية تستخدم مباشرة ، على سبيل المثال في صناعة الصلب ، أو كمصدر للطاقة الثانوية لإنتاج الهيدروكربونات للطائرات."
يمكن أن تصبح رؤية جول فيرنز من عام 1870 - "طاقة الغد هي المياه التي تم تفكيكها بواسطة التيار الكهربائي" - حقيقة واقعة في منعطف مفاجئ: يمكن أن تكون طاقة الغد هي الهيدروجين - ليس فقط تم إنشاؤها مصطنعًا ، ولكنها تكتسب أيضًا مباشرة من الطبيعة.
الهيدروجين الطبيعي في ألمانيا: مصدر طاقة محايد مع إمكانات
يمثل اكتشاف حدوث الهيدروجين الطبيعي في ألمانيا معلمًا مهمًا في البحث عن مصادر الطاقة المستدامة. في حين أن البحث لا يزال في البداية ، فإن الاكتشافات في شمال بافاريا تُظهر الإمكانات الهائلة لهذا المورد. مع مزيد من الدراسات والتقدم التكنولوجي ، يمكن للهيدروجين الطبيعي تقديم مساهمة كبيرة في انتقال الطاقة وتساعد ألمانيا على تحقيق أهدافها المناخية. ستظهر السنوات القادمة ما إذا كان الهيدروجين الأبيض سيصبح في الواقع "زيتًا جديدًا" - فقط في هذه المرة المناخ - محايد ولا ينضب تقريبًا.
مناسب ل:
شريكك لتطوير الأعمال في مجال الكهروضوئية والبناء
من السقف الصناعي الكهروضوئي إلى الحدائق الشمسية إلى أماكن لوقوف السيارات الشمسية الأكبر
☑️ لغة العمل لدينا هي الإنجليزية أو الألمانية
☑️ جديد: المراسلات بلغتك الوطنية!
كونراد ولفنشتاين
سأكون سعيدًا بخدمتك وفريقي كمستشار شخصي.
يمكنك الاتصال بي عن طريق ملء نموذج الاتصال أو ببساطة اتصل بي على +49 89 89 674 804 (ميونخ) . عنوان بريدي الإلكتروني هو: ولفنشتاين ∂ xpert.digital
إنني أتطلع إلى مشروعنا المشترك.
