سعر الهيدروجين الكيميائي

أنواع الهيدروجين

الهيدروجين هو أخفّ وأكثر العناصر وفرة في الكون. هناك العديد من الطرق لإنتاج الهيدروجين، وكل طريقة تنتج نوعًا مختلفًا من الهيدروجين، والذي يُطلق عليه عادةً لون الهيدروجين. يساعد نظام التسمية هذا على تصنيف الهيدروجين بناءً على طريقة إنتاجه.

• الهيدروجين الأخضر: يتم إنتاجه عن طريق التحليل الكهربائي باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية. خلال هذه العملية، يتم فصل الماء إلى أكسجين وهيدروجين دون انبعاثات كربونية.
• الهيدروجين الأزرق: يتم إنتاج هذا النوع من الهيدروجين من الغاز الطبيعي أو إصلاح الميثان. يتم التقاط ثاني أكسيد الكربون الناتج أثناء هذه التفاعلات وتخزينه تحت الأرض باستخدام تقنية CCS. تشير CCUS إلى التقاط الكربون واستخدامه وتخزينه، مما يساعد على التخفيف من تغير المناخ من خلال تقليل انبعاثات CO2 من إصلاح الميثان البخاري (SMR).
• الهيدروجين البني/الأسود: يتم تصنيع هذا الهيدروجين عن طريق تحويل الفحم أو الكتلة الحيوية إلى غاز. يُعتبر هو الأكثر تلوثًا حيث لا توجد إجراءات للتخفيف من انبعاثات CO2 يتم تنفيذها أثناء عملية الإنتاج.
• الهيدروجين الرمادي: يتم إنتاج الهيدروجين الرمادي إما من خلال إصلاح الميثان البخاري (SMR) باستخدام الغاز الطبيعي، أو التحليل الكهربائي باستخدام الكهرباء من الشبكة بدلاً من مصادر الطاقة المتجددة مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية. يتميز الهيدروجين الرمادي بانبعاثات عالية من الكربون لأن ثاني أكسيد الكربون من هذه العمليات لا يتم التقاطه أو عزلَه بأي شكل من الأشكال.
• الهيدروجين الأصفر: يجمع إنتاج الهيدروجين بين مصادر الطاقة المتجددة وغير المتجددة، لذلك لن تحتاج سوى بعض الانبعاثات إلى التقاطها إذا تم استخدام التحليل الكهربائي بدلاً من إصلاح الميثان.

الوظائف والميزات

تُعدّ خصائص الهيدروجين ضرورية لفهم كيفية استخدامه في الصناعة. الهيدروجين، كما هو موجود في الطبيعة، لا يمكن حرقه، ولا يمكن أن يكون وقودًا؛ بل يجب أولاً جمعه مع الأكسجين لتكوين الماء. ومع ذلك، عند حرقه، ينتج شعلة ذات درجة حرارة عالية جدًا، وهو أمر جيد للصناعات التي تحتاج إلى شعلة ذات درجة حرارة عالية لمعالجة المعادن وصناعة الزجاج، وما إلى ذلك.

الآن، دعنا نلقي نظرة على بعض خصائص ووظائف الهيدروجين:

• احتراق الهيدروجين ودرجة حرارة اللهب: لا يمكن حرق الهيدروجين في شكله الطبيعي؛ بل يجب جمعه مع الأكسجين لتكوين الماء. عند حرقه، ينتج شعلة ذات درجة حرارة عالية جدًا (2000 درجة مئوية إلى 3000 درجة مئوية)، وهو أمر جيد للصناعات التي تحتاج إلى شعلة ذات درجة حرارة عالية لمعالجة المعادن وصناعة الزجاج، وما إلى ذلك.
• انفجار الهيدروجين: الهيدروجين شديد الانفجار. إذا حدثت انفجارات هيدروجين، فقد تُفجر الانفجارات أسطح المباني. يوفر غلافًا واقيًا ضد الحرائق والانفجارات. يتم إنشاء جو حيث لا تنتشر النيران، ولا يمكن للنيران اختراق نقطة معينة. لذلك، بدلاً من الانتشار، يتم إطفاء النيران بواسطة الهيدروجين.
• تبريد الهيدروجين: يزيل الهيدروجين الحرارة من الأجزاء المتحركة في توربينات الغاز والبخار، مما يجعلها باردة. تُبقى أجزاء التوربينات باردة بواسطة الهيدروجين. كما يستخدم الهيدروجين لتبريد محطات الطاقة الكهربائية والنووية.
• وقود الهيدروجين وكثافة الطاقة: يتمتع الهيدروجين بكثافة طاقة عالية. إنه وقود نظيف ذو مخرجات طاقة عالية لكل وحدة وزن. عند حرق الهيدروجين، لا يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون، ويمكن لطن واحد من الهيدروجين إنتاج 2.8 ميغاواط ساعة من الطاقة، وهو ما يعادل 2.8 طن من الوقود الأحفوري. لديه انبعاثات كربونية منخفضة.
• اختزال الهيدروجين وإحالته إلى حالة سلبية: يمكن للهيدروجين اختزال خامات المعادن. يرتبط مع الكبريت لعمل كبريتيد الهيدروجين، والذي يمكن استخدامه لصنع أملاح المعادن. يمكن للهيدروجين طلاء المعادن لمنعها من الصدأ أو التآكل. يُطلق على ذلك الإحالة إلى حالة سلبية.
• أشكال الهيدروجين والتوزيع: يوجد الهيدروجين في أشكال عديدة، مثل الأشكال السائلة والغازية والصلبة اللامائية. يُعرف الشكل اللامائي باسم أملاح الهيدروجين. تعتمد طريقة التوزيع على الشكل الذي يوجد فيه الهيدروجين. تُستخدم خطوط الأنابيب لنقل الغاز والشاحنات والمقطورات السائلة.

استخدامات سعر الهيدروجين

يُستخدم الهيدروجين المشتراة بكميات كبيرة في مجموعة متنوعة من الصناعات، من تكرير النفط إلى تصنيع المكونات الإلكترونية. ومع ذلك، نظرًا لاستخدامه بشكل شائع كخلايا وقود ووسيط تخزين للطاقة للمركبات والماء ومحطات الطاقة الضخمة، أصبح سعر الهيدروجين الآن موضوعًا مهمًا للمناقشة.

يمكن أن يعتمد سعر الهيدروجين على سعره الكيميائي ومن أين يأتي؛ على سبيل المثال، المبادرات الخضراء أو الغاز الطبيعي. لفهم أسعار الهيدروجين بشكل أفضل، من الضروري دراسة اتجاهات السوق والفرص المحتملة لإنتاج واستهلاك الهيدروجين. تشير الاستخدامات المتنوعة للهيدروجين إلى زيادة الطلب على أشكاله المختلفة، مثل الأشكال السائلة أو المضغوطة. فيما يلي بعض الصناعات الرئيسية التي يستخدم فيها الهيدروجين:

• التكرير والنفط: تُعرف صناعات النفط والتكرير بأنها أكثر مستهلكي الهيدروجين بروزًا. الهيدروجين ضروري لعمليات مثل التكسير الهيدروجيني والمعالجة الهيدروجينية، وهما مهمان لتصنيع وقود أنظف من النفط الخام الثقيل وخفض محتوى الكبريت في البنزين والديزل. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم الهيدروجين أيضًا في الكوك، وإزالة الشمع، وهدرجة العديد من المواد العضوية من أجل إنتاج المواد الكيميائية البترولية.
• تصنيع المواد الكيميائية: بعد التكرير، تستخدم شركات تصنيع المواد الكيميائية للهيدروجين على نطاق واسع لإنتاج الأمونيا من خلال عملية تُسمى طريقة هابر بوش. يعتمد إنتاج الأمونيا على نطاق واسع بشكل كبير على الهيدروجين ثم يُستخدم كسماد على مستوى العالم؛ وبالتالي، يلعب الهيدروجين دورًا مهمًا في إنشاء أسمدة مثل اليوريا وحمض النيتريك التي تحتوي على الأمونيا. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الهيدروجين أيضًا لصنع الميثانول، والذي يعمل كمادة خام للعديد من المنتجات البلاستيكية والمذيبات والمنتجات البتروكيميائية.
• علم المعادن: في علم المعادن، يُستخدم الهيدروجين بشكل أساسي لاختزال خامات المعادن مثل أكسيد الحديد أو المركبات الأخرى بحيث يمكن الحصول على الحديد النقي. ليس هذا فحسب، بل يعمل الهيدروجين أيضًا كوسيط أثناء العديد من التفاعلات عالية الحرارة التي تنطوي على المعادن. علاوة على ذلك، من خلال عمليات تُسمى التلدين ونقع الحمض، يمكن تنقية المعادن باستخدام الهيدروجين عند درجات حرارة معينة، مما يحسن من جودتها.
• صناعة الأغذية: يُستخدم الهيدروجين في صناعة الأغذية لبعض الأغراض الأساسية، أبرزها الهدرجة. خلال هذه العملية، يتم تحويل الدهون والزيوت غير المشبعة إلى دهون مشبعة باستخدام الهيدروجين. يؤدي هذا إلى زيادة العمر الافتراضي للعديد من المنتجات، وبالتالي يمنعها من أن تصبح فاسدة أو فاسدة. من الاستخدامات الأساسية الأخرى للهيدروجين في صناعة الأغذية إنتاج الهواء المعبأ حيث يكون النيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون الممزوج بمستويات هواء منخفضة (O2) المتبقية من الطعام بعد التبريد مثل تحت الأختام الفراغية التي تساعد على الحفاظ على جودة النضارة.

كيفية اختيار سعر الهيدروجين الكيميائي

تُدرج أسعار الهيدروجين في مناقشة أسعار المواد الكيميائية لأن هذا الغاز يُعتبر مادة كيميائية ويُستخدم في العديد من التطبيقات. عندما يرغب المشترون في شراء كمية كبيرة من الهيدروجين، يجب عليهم استكشاف النوع المعروض بعناية لتحديد السعر.

لا تكون أسعار الهيدروجين عالمية، وسيساعد التحقيق في نوع غاز الهيدروجين، ومستوى النقاء، والعرض والطلب، وطرق الإنتاج المشترين على الحصول على سعر دقيق. ستكون لكل طريقة لإنتاج غاز الهيدروجين تكاليف مختلفة في الإنتاج، وسيتم تمرير هذه التكاليف إلى المشتري.

عند النظر إلى سعر الهيدروجين، يجب على المشترين أيضًا مراعاة التطبيق. سيختلف سعر الهيدروجين الصناعي عن سعر خلايا وقود الهيدروجين. يمكن أن تختلف الأسعار أيضًا من شحنة كبيرة إلى شحنة أصغر. للحصول على تقدير دقيق للأسعار، يجب على المشترين الكشف عن الكمية التي يرغبون في شرائها والاستخدام المقصود.

سيؤثر مكان إنتاج الهيدروجين أيضًا على السعر. يجب على المشترين التحقيق في الموردين المحليين ومدى نقل المنتج. ستؤثر تكاليف النقل على السعر الإجمالي. يمكن للمشترين طلب عروض أسعار من مختلف المنتجين ومقارنة الأسعار وطريقة الإنتاج لتحديد فروق التكلفة.

سيؤدي استكشاف اتجاهات السوق أيضًا إلى مساعدة المشترين على الحصول على تقدير دقيق لأسعار الهيدروجين. يمكن أن يؤثر مراقبة التكنولوجيا الجديدة وتغيرات السوق بشكل كبير على الأسعار، لذلك فإن فهم مستويات الطلب والعرض في السوق يمكن أن يمنح المشترين نفوذًا في المفاوضات.

أخيرًا، يجب على المشترين دراسة هيكل التسعير لمورد الهيدروجين المحدد بعناية قبل اتخاذ قرار. يمكن أن يساعد فهم نماذج التسعير لمختلف الموردين على التفاوض على أسعار أفضل. بعض الموردين على استعداد للعمل على نموذج تسعير أكثر تنافسية للعملاء المخلصين والمنتظمين. في هذه الحالات، يجب على المشترين أن يكونوا على استعداد للالتزام باتفاقية شراء طويلة الأجل.

س & ج

س: ما هي الاستخدامات الرئيسية للهيدروجين؟

ج: تُعدّ صناعة الكيماويات أكبر مستهلك للهيدروجين. تحتاج إلى الهيدروجين لإنتاج الأمونيا للأسمدة وتكرير الوقود. كما يُستخدم الهيدروجين لصنع الميثانول والهيدروكربونات الأخرى للوقود و. تستخدم سولفي، وهي منتج رئيسي للأمونيا، الهيدروجين في إنتاج الأمونيا. تستخدم شركات الطاقة الهيدروجين كبديل أنظف للوقود الأحفوري والمضافات. تُطلق الوقود المصنوع من الهيدروجين كمية أقل من الكربون عند حرقها.

س: لماذا يُعدّ الهيدروجين مهمًا؟

ج: يُعدّ دور الهيدروجين في الطاقة أمرًا ضروريًا للمستقبل. مع نمو مصادر الطاقة المتجددة التي تستفيد من الهيدروجين، سيساعد الهيدروجين على مكافحة تغير المناخ. تُعدّ وقود الهيدروجين أنظف من الوقود الأحفوري. تتيح تنوع الهيدروجين إمكانية استبدال الطاقة الأكثر تلوثًا. يمكن للهيدروجين تخزين الطاقة وتشغيل نظام متجدد في المستقبل.

س: ما هو تأثير الهيدروجين الأخضر؟

ج: يمكن للهيدروجين الأخضر مساعدة الدول على تحقيق أهدافها المناخية. يمكن أن يقلل من الانبعاثات من النقل والصناعة، وهما قطاعان رئيسيان. إذا تم استخدامه على نطاق واسع، فقد يقلل الهيدروجين بشكل كبير من الكربون من الاقتصاد. تذهب فوائد الهيدروجين إلى ما هو أبعد من خفض الانبعاثات. تُنشئ تكنولوجيا الهيدروجين وظائف جديدة وفرصًا اقتصادية. يمكن أن يساعد إمكانات الهيدروجين الأخضر الدول على الانتقال إلى الطاقة المتجددة.

س: ما هو المصدر الرئيسي للهيدروجين؟

ج: يستخدم إصلاح البخار الحرارة والماء لإنشاء هيدروجين من الغاز الطبيعي. تُنتج هذه الطريقة معظم الهيدروجين المستخدم اليوم. يُعدّ الإصلاح أرخص من التحليل الكهربائي، والذي يفصل الماء مباشرةً باستخدام الكهرباء. يُصنع التحليل الكهربائي هيدروجينًا كطاقة متجددة إذا تم تشغيله بالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. تستخدم هذه البرامج مُحللات كهربائية للماء لإنشاء وقود هيدروجين بدلاً من الوقود الأحفوري.