مراكز الهيدروجين التي أنشأتها إدارة بايدن بقيمة 7 مليارات دولار تجلب مخاطر مناخية
يقول النقاد إن المنح التي تقدمها الولايات المتحدة للعديد من مفاهيم “مراكز الهيدروجين” الأزرق تخاطر بالترويج لتكنولوجيا غير نظيفة ومكلفة. لكن قواعد دعم الهيدروجين القادمة لا يزال بإمكانها بناء صناعة هيدروجين أخضر أنظف.
أعلنت إدارة بايدن عن تمويل بقيمة 7 مليارات دولار لبناء سبعة “مراكز هيدروجين” في جميع أنحاء البلاد في محاولة لبناء قطاع لديه القدرة على خفض انبعاثات الغازات الدفيئة من مجموعة متنوعة من القطاعات التي يصعب إزالة الكربون منها. لكن العديد من المحاور تعتمد على مفاهيم الهيدروجين الأزرق المستمدة من الغاز الأحفوري، والتي يقول النقاد إنها يمكن أن تقوض الأهداف المناخية ذاتها التي يهدف البرنامج إلى تحقيقها.
انطلاقًا من قانون البنية التحتية الرئيسي لعام 2021 الذي قدم التمويل الفيدرالي لمراكز الهيدروجين، قامت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) بمراجعة الطلبات المقدمة من جميع أنحاء البلاد، وجميعها تتنافس على قدر كبير من المال، لإنشاء “مراكز الهيدروجين” للمساعدة في توسيع نطاق التكنولوجيا.
ومن بين المقترحات الأصلية الـ 79، أعلنت وزارة الطاقة عن الفائزين السبعة في 13 أكتوبر. وستكون المراكز الإقليمية السبعة موجودة في أبالاتشي، ووسط المحيط الأطلسي، وساحل الخليج، وكاليفورنيا، والغرب الأوسط، وشمال غرب المحيط الهادئ، والسهول الكبرى.
قال الرئيس بايدن خلال إعلان في فيلادلفيا في 13 أكتوبر: “لقد جعلت هدف بلادنا هو الوصول إلى الانبعاثات الصفرية في موعد لا يتجاوز عام 2050. وسيساعدنا الهيدروجين النظيف على تحقيق هذا الهدف”.
وسوف تحتاج المنح إلى أن يقابلها القطاع الخاص، وتقدر إدارة بايدن أن التمويل سيثير 40 مليار دولار أخرى من الاستثمارات الخاصة في مراكز الهيدروجين. وتقول الإدارة إن النتيجة ستكون خفضاً جماعياً في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 25 مليون طن متري بحلول عام 2030، وهو ما يعادل تقريباً إزالة 5.5 مليون سيارة تعمل بالبنزين من الطريق.
الأمل هو أن يتمكن الهيدروجين الأخضر من القيام بالمهام الثقيلة. يحمل الهيدروجين الأخضر، أو الهيدروجين المنتج من الطاقة المتجددة، الكثير من الأمل في تنظيف الصناعات الثقيلة، مثل الصلب، وغيرها من القطاعات الصعبة، مثل إنتاج الأسمدة.
إن إمكانية استخدام الهيدروجين الأزرق – الهيدروجين المنتج من الغاز الأحفوري، مع احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه – أكثر إشكالية. انه يواجة قائمة طويلة من التحديات التقنية والاقتصادية، ولم تثبت أنها تقنية قابلة للتطبيق حتى الآن، على الرغم من الضجيج الكبير من قطاع النفط والغاز.
الفوائد المناخية مشكوك فيها أيضًا. إن احتجاز الكربون وعزله ــ التكنولوجيا التي تدعم الادعاءات القائلة بأن الهيدروجين الأزرق يمكن جعله نظيفا ــ يتمتع بسجل سيء للغاية، مع تكاليف مرتفعة للغاية ونتائج مخيبة للآمال في احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون فعليا.
علاوة على ذلك، فإن زيادة الهيدروجين الأزرق يعني بالضرورة تعميق نظام الغاز، الأمر الذي قد يؤدي إلى المزيد من تسرب غاز الميثان في جميع أنحاء سلسلة توريد الغاز. باعتباره غازًا دفيئًا قويًا للغاية، فإن حتى التسريبات الصغيرة من غاز الميثان من شأنها أن تقوض بسرعة الفوائد المناخية المزعومة لاستخدام الهيدروجين الأزرق.
وجدت دراسة تمت مراجعتها من قبل النظراء أن الهيدروجين الأزرق ليس بعيدًا عن أن يكون نظيفًا فحسب، بل قد ينتج عنه في الواقع المزيد من انبعاثات غازات الدفيئة أكثر من مجرد حرق الغاز الأحفوري في المقام الأول. وحتى عند مقارنته بالهيدروجين الرمادي (الهيدروجين دون احتجاز الكربون)، فليس من الواضح أنه يقدم الكثير من الفوائد المناخية. ووجدت الدراسة نفسها أن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الهيدروجين الأزرق كانت أقل قليلاً من نظيرتها الرمادية، لكن انبعاثات الميثان كانت أعلى بسبب الحاجة إلى استخدام المزيد من الغاز الأحفوري لتشغيل تقنية احتجاز الكربون.
باختصار، يرى عدد قليل من الخبراء خارج صناعة النفط والغاز أن الهيدروجين الأزرق يمثل حلاً كبيرًا للمناخ. في الواقع، يرى الكثيرون أنه فخ من شأنه أن يديم الاعتماد على نظام الغاز في وقت حيث يجب التخلص التدريجي منه لتحقيق الأهداف المناخية.
يتطلب قانون البنية التحتية لعام 2021 من وزارة الطاقة اختيار مفهوم واحد على الأقل للهيدروجين الأزرق. السيناتور الديمقراطي عن ولاية فرجينيا الغربية جو مانشين، وهو أحد المؤلفين الرئيسيين للقانون، هو من أكبر الداعمين لصناعة الغاز وقد دافع عن الهيدروجين الأزرق، ويظهر تأثيره واضحًا في الدعم الفيدرالي للهيدروجين الأزرق.
لكن وزارة الطاقة فعلت أكثر مما هو مطلوب بموجب القانون لصالح الخيارات الصديقة للغاز. وعلى الرغم من أنها تحتاج فقط إلى اختيار واحد، إلا أنه في النهاية، تعتمد أربعة من العروض السبعة الفائزة على الهيدروجين الأزرق.
“ومن المثير للقلق أن إعلان محاور الهيدروجين اليوم يعزز مشاريع متعددة تعتمد على إنتاج الهيدروجين المعتمد على الوقود الأحفوري والاستخدامات النهائية للهيدروجين المحفوفة بالمخاطر. إن مليارات دولارات دافعي الضرائب معرضة لخطر إدامة الظلم والأضرار في صناعة الوقود الأحفوري أثناء دعم الغسل الأخضر للوقود الأحفوري”، قالت جولي ماكنمارا، نائبة مدير السياسات لبرنامج المناخ والطاقة في اتحاد العلماء المعنيين (UCS)، في بيان. “هذه نقطة تركيز لا يمكن الدفاع عنها بالنسبة للأموال التي تهدف إلى تحفيز بناء مستقبل الطاقة النظيفة لدينا.”
مركز الهيدروجين الأزرق في أبالاتشي
أحد مراكز الهيدروجين الأكثر إثارة للجدل هو مركز ARCH2 في أبالاتشيا، والمنتشر عبر غرب فيرجينيا وبنسلفانيا وأوهايو. وسيتم تشييده في أكبر منطقة منتجة للغاز في البلاد.
قال لو فون ثير، الرئيس والمدير التنفيذي لشركة باتيل “Battelle” الهندسية، التي ستقود مركز ARCH2: “يسعدنا أن تختار وزارة الطاقة فريق ARCH2 لدفع هذا المسار الحيوي نحو مستقبل الطاقة النظيفة”. “نحن نعتزم قيادة هذه الشراكة بين القطاعين العام والخاص بقوة وتميز لتلبية أهداف الحكومة والصناعة، ومعالجة أهداف العدالة التقنية والتجارية والاجتماعية، بما في ذلك إثبات الجدوى الاقتصادية للهيدروجين، بطريقة شفافة للغاية.”
يضم تحالف ARCH2 الشركة الفرنسية لالتقاط الكربون والهيدروجين Air Liquide، وشركة Chemours للكيماويات، وشركة خطوط أنابيب النفط والغاز TC Energy، وشركة التكسير الهيدروليكي العملاقة EQT ومقرها بنسلفانيا. وأشار تحالف ARCH2 إلى قرب المركز من عمليات التنقيب عن الغاز كأحد مزاياه.
لكن معهد وادي نهر أوهايو (ORVI) مركز أبحاث في منطقة أبالاتشي، انتقد المركز باعتباره طريقًا مسدودًا، وزعم أنه سيضع المنطقة “على طريق الركود الاقتصادي واستمرار انبعاثات غاز الميثان”.
حتى مع الحصول على جائزة بقيمة 925 مليون دولار من وزارة الطاقة، ليس من الواضح ما إذا كان مركز الهيدروجين الأزرق سينطلق من الأرض، كما يقول شون أوليري، كبير الباحثين في معهد وادي نهر أوهايو ORVI. وقال إن بناء المركز عبر ثلاث ولايات سيتطلب استثمارات بعشرات أو حتى مئات المليارات من الدولارات.
وقال أوليري لـ Gas Outlook: “للقيام بذلك مثل النطاق المتوقع، سيتطلب الأمر أضعاف المبلغ المالي الذي تقدمه وزارة الطاقة في شكل منح”. “وليس من الواضح ما إذا كانت هذه الأموال ستأتي، لأننا نتحدث عن الاستثمار الخاص”.
يمكن أن يكون الثمن باهظًا بالفعل. وقد قدر تقرير صدر عام 2022 من مشروع روزفلت، وهو مبادرة بحثية يرعاها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة هارفارد، أن الأمر سيتطلب 10 مليار دولار فقط لبناء شبكة خطوط أنابيب ثاني أكسيد الكربون ومرافق التخزين تحت الأرض اللازمة لنقل وتخزين ثاني أكسيد الكربون. وكان ذلك فقط لجنوب غرب ولاية بنسلفانيا. ولا يشمل هذا الرقم البنية التحتية اللازمة في أوهايو أو وست فرجينيا، ولا يشمل جميع البنية التحتية لخطوط الأنابيب ومرافق الإنتاج المرتبطة بالهيدروجين.
وقال أوليري إن منحة وزارة الطاقة “بالكاد تخدش السطح” لما قد يكون مطلوبًا.
في الواقع، اعترف عضو مجلس الشيوخ عن ولاية فرجينيا الغربية، جو مانشين، في وقت سابق أن تكنولوجيا احتجاز ثاني أكسيد الكربون وتخزينه ــ التكنولوجيا التي من شأنها أن تجعل الهيدروجين الأزرق ممكنا ــ مكلفة.
قال مانشين في عام 2021: “أود أن يكون لدينا احتجاز للكربون، لكن ليس لدينا التكنولوجيا لأننا لم نصل حقًا إلى هذه النقطة. وهي مكلفة للغاية لدرجة أنها تجعل الأمر شبه مستحيل”.
في حين أن إنتاج الهيدروجين الأزرق مكلف، وربما باهظ الثمن، فإن الجانب الآخر من المعادلة هو الطلب. لاحظ خبراء الهيدروجين أن استخدام الهيدروجين يجب أن يكون مصممًا لتطبيقات معينة فقط. الاستخدام الأفضل والأكثر ترجيحًا للهيدروجين النظيف هو استبدال الاستخدامات الحالية للهيدروجين الرمادي، كما هو الحال في الأسمدة والتكرير. ويمكن استخدامه أيضًا في إنتاج الصلب، وله إمكانات في الشحن والطيران.
حيث أن إمكانيات استخدامها قليلة جدًا، لأن التكاليف باهظة والخسائر في كفاءة الطاقة كبيرة جدًا، وتلك الامكانات هي في النقل البري وتوليد الطاقة والتدفئة المنزلية. لكن هذه هي القطاعات التي تستهدفها العديد من محاور الهيدروجين التي اختارتها إدارة بايدن.
ربما تكون التدفئة المنزلية هي الأكثر غرابة. وقد وجدت أكثر من 40 دراسة تمت مراجعتها من قبل النظراء أن الهيدروجين ليس له مستقبل في تدفئة المنازل، ولم تدعم أي منها ادعاءات صناعة الغاز بأن المنازل سوف تتحول من الغاز إلى الهيدروجين. قالت لجنة البنية التحتية الوطنية في المملكة المتحدة مؤخرا إن البلاد يجب أن تستبعد استخدام الهيدروجين لتدفئة المنازل، مشيرة إلى أنه ليس لديها “سياسة عامة” في هذا القطاع، وبدلا من ذلك يجب على البلاد تحويل المباني السكنية بسرعة إلى مضخات الحرارة الكهربائية.
وقال أوليري إن الطلب على كميات ضخمة من الهيدروجين غير موجود في أبالاتشي. يأتي جزء كبير من التلوث في المنطقة من توليد الطاقة، وهو هيدروجين غير مناسب لخدمته.
و قال اوليري “المشكلة هي، إذا قمت بحصر الهيدروجين في التطبيقات التي قد يكون له فيها بعض المزايا بالفعل، فإن تلك التطبيقات والمواقع قليلة وبعيدة بما فيه الكفاية بحيث يكون من الصعب حقًا العثور على الأساس لبناء شبكات خطوط أنابيب ضخمة للاتصال ربما بعشرات المرافق عبر منطقة أربع ولايات”.
لقد رأى نتيجتين محتملتين لمركز الهيدروجين في الآبالاش.
وقال: “إما أن القطاع الخاص لن ينفذ، وفي هذه الحالة، نتوقع أن يكون ARCH2 أمرًا صغيرًا نسبيًا وليس له تأثير اقتصادي أو بيئي كبير”، مضيفًا أن هذا السيناريو سيكون الأفضل.
وقال: “أو البديل هو أن الإرادة السياسية والإعانات ستحقق ذلك، وتتسبب في إدخال الهيدروجين واحتجاز وتخزين الكربون قسراً في التطبيقات التي لا تكون اقتصادية”. “وسوف يؤدي ذلك إلى ارتفاع الأسعار، وارتفاع الفواتير، وارتفاع الضرائب، ولكن أيضًا بدون فائدة اقتصادية أو قليلة”.
وأضاف أوليري أن هذا سيكون أحدث سرد بقيادة الصناعة المقترح لمنطقة أبالاتشيا والذي تبنته الحكومة الأمريكية وصانعو السياسات الإقليميون. فمنذ العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وحتى العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم ضخ عدة مئات المليارات من الدولارات في عملية التكسير الهيدروليكي، مع حفر آلاف الآبار، مما أدى إلى إنتاج كميات كبيرة من الغاز.
ولكن حتى المستويات القياسية لإنتاج الغاز لم تسفر عن تنمية اقتصادية، كما وثقت منظمة ORVI سابقًا. وفي وقت لاحق، طرحت صناعة الغاز رؤية ثانية، وهي رؤية بدأت في أوائل عام 2010 واستمرت حتى وقت قريب فقط، ووعدت بأن بناء قطاع كبير من البتروكيماويات من شأنه أن يحقق الخلاص الاقتصادي. وهذا أيضاً كان مخيباً للآمال. وباستثناء وحدة تكسير الإيثان التابعة لشركة شل في غرب بنسلفانيا، فإن معظم المشاريع المقترحة باءت بالفشل. ومن الأهمية أن التنمية الاقتصادية الموعودة ــ خلق فرص العمل، ونمو الناتج المحلي الإجمالي، والإيرادات الضريبية ــ لم تتحقق بعد.
وقال أوليري إن الهيدروجين الأزرق هو أحدث تكرار لنفس قصة الثروات الاقتصادية التي سيتبين أنها وهمية.
الإعفاءات الضريبية للهيدروجين
إن المنح الخاصة بمراكز الهيدروجين ليست سوى جزء من الدعم الفيدرالي الشامل لصناعة الهيدروجين.
يتضمن قانون الحد من التضخم لعام 2022 ائتمانًا ضريبيًا على الإنتاج، يُعرف باسم 45V، والذي سيدعم إنتاج الهيدروجين بسعر 3 دولارات لكل كيلوغرام من الهيدروجين النظيف، مما يجعله على الأرجح منافسًا للهيدروجين الرمادي. وسوف يعتمد الدعم على كثافة الكربون في الهيدروجين المنتج، ولكن العديد من التفاصيل حول كيفية حساب هذا المقياس وما الذي سيكون مؤهلاً بالفعل لم يتم نشرها بعد من قبل وزارة الخزانة الأمريكية.
يراقب الخبراء وداعمين قضايا المناخ عن كثب لأن التفاصيل مهمة. ويدور النقاش حول ما إذا كانت الإعانات المقدمة للهيدروجين “النظيف” ستؤدي إلى زيادة الطلب على شبكة الكهرباء، الأمر الذي قد يؤدي إلى توليد المزيد من الطاقة التي تعمل بالغاز وبناء محطات توليد الطاقة بالغاز، على سبيل المثال. وهذا من شأنه أن يقوض الفائدة الكاملة للهيدروجين الأخضر.
كتب ماكنمارا من جامعة كاليفورنيا في وقت سابق من هذا العام: “في نهاية المطاف، أين وكيف تحدد الحكومة الفيدرالية حدود تقييم الائتمان الضريبي للهيدروجين سوف يحدث الفرق بين إنفاق 100 مليار دولار لدفع التقدم المناخي – وإنفاق 100 مليار دولار لتقويضه”.
وتعمل وزارة الخزانة على القواعد، ومن المتوقع أن يتم إصدارها في وقت لاحق من هذا العام.
في 16 أكتوبر، أرسلت مجموعة من أعضاء مجلس الشيوخ الديمقراطيين رسالة إلى وزارة الخزانة، تدعو فيها الوكالة إلى وضع قواعد صارمة لجهد 45 فولت لضمان أن دعم الهيدروجين يدعم فقط الهيدروجين النظيف.
وجاء في الرسالة: “في الأساس، لا ينبغي تطبيق الإعفاء الضريبي (45V) على أي مشاريع تزيد بشكل مباشر أو غير مباشر من انبعاثات الغازات الدفيئة في قطاع الطاقة”. “بدون ضمانات، فإن 45V يخاطر بخلق لعبة وهمية في أسواق الطاقة، حيث يتم المطالبة بالتوليد النظيف الحالي اسميًا بواسطة محللات الهيدروجين الكهربائية، ولكن الفجوة الناتجة في قدرة الشبكة يتم سدها عن طريق توليد الوقود الأحفوري.”
وقد قال أعضاء مجلس الشيوخ، مرددين العديد من خبراء الهيدروجين، إن مشاريع الهيدروجين الأخضر يجب أن تقوم على ثلاثة مبادئ: الإضافة، وقابلية التسليم، ومطابقة الوقت. وتعني الإضافة أن مشاريع الهيدروجين الأخضر يجب أن تكون مجهزة بالطاقة المتجددة الإضافية الخاصة بها لتشغيل العمليات. ثانيا، يجب أن تكون مشاريع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الجديدة مرتبطة ماديا، ولا تستخدم في مخطط ائتماني من مشروع متجدد بعيد. ثالثا، لأن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح متغيرتان، يجب أن يتم إنتاج الهيدروجين في نفس الوقت الذي يتم فيه توليد الكهرباء، وتجنب استخدام شبكة الكهرباء عندما لا تتوفر مصادر الطاقة المتجددة، وهو ما قد يحفز الوقود الأحفوري.
وكتبت مجموعة مختلفة من أعضاء مجلس الشيوخ رسالة منفصلة تطلب من الحكومة الأمريكية تطبيق قواعد أضعف، محذرين من أن “معايير الأهلية المعقدة للغاية” من شأنها أن تبطئ نمو صناعة الهيدروجين.
ولكن إذا تم تنفيذه بشكل صحيح، فإن تأثير الدعم الجديد لجهد 45V يمكن أن يكون كبيرًا، مما يساعد على توسيع نطاق صناعة الهيدروجين الأخضر، كما يقول الخبراء.
“مع وجود قواعد قوية، من المرجح أن نرى مشاريع التحليل الكهربائي الخالية من الكربون – داخل وخارج مراكز الهيدروجين – تحقق نموًا سريعًا ونجاحًا مستدامًا على المدى الطويل،” دان إسبوزيتو، أحد كبار محللي السياسات في مركز أبحاث الطاقة في سان فرانسيسكو قال لـ Gas Outlook. واضاف إن ذلك يمكن أن “يحد من جر الهيدروجين الأزرق”، حتى بعد الأخذ في الاعتبار جوائز وزارة الطاقة لمراكز الهيدروجين الأزرق.
ولكن إذا كانت القواعد فضفاضة للغاية – السماح للشركات بإنتاج الهيدروجين باستخدام شبكة الكهرباء، على سبيل المثال، الأمر الذي من المرجح أن يؤدي إلى زيادة طفيفة في توليد الطاقة المعتمدة على الوقود الأحفوري – فإن “المشكلة تصبح أسوأ بكثير”، كما قال إسبوزيتو.
“ما زلنا نرى مشاريع التحليل الكهربائي تظهر في كل مكان، ولكن من المحتمل أن تكون أكثر تلويثًا بكثير من إنتاج الهيدروجين الأزرق، وحتى الرمادي، من خلال التسبب في زيادة توليد الطاقة من الوقود الأحفوري”.
وأضاف: “قد يخاطر بنجاح مسعى الهيدروجين النظيف بأكمله من خلال إنفاق المليارات على صناعة قد تؤدي إلى تفاقم تغير المناخ وتجد نفسها غير قادرة على البقاء على قيد الحياة دون استمرار تدفق الإعانات العامة”.
