Hydrogène au Maroc : Opportunité de développement et défi environnemental

لقد تم استخدام الهيدروجين على نطاق واسع منذ منتصف القرن العشرين في عدد من القطاعات الصناعية، ولكن هناك الآن اهتمام متجدد به كوسيلة لإزالة الكربون من الاقتصاد. ومن المتوقع أن يزداد الطلب على هذا "الذهب الأخضر" خمسة أضعاف من الآن وحتى عام 2050، مدفوعاً بالمخاوف البيئية وأزمة المناخ.

يضع المغرب نفسه كمرشح مثالي ليصبح رائدًا في إنتاج الهيدروجين الأخضر، مستفيدًا من موارده الهائلة من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وجغرافيته الاستراتيجية، على مفترق الطرق بين أفريقيا وأوروبا. وقد وضعت الحكومة المغربية مؤخراً إطار عمل طموح، مع عرض المغرب الذي نُشر في مارس 2024، والذي يهدف إلى دعم تطوير صناعة الهيدروجين في البلاد.

يستكشف هذا المقال الجوانب التكنولوجية والبيئية لإنتاج الهيدروجين واستخدامه، قبل تحليل نقاط قوة المغرب في هذا القطاع والآفاق الاقتصادية طويلة الأجل التي يوفرها للبلاد. في حين أن الفرص المتاحة للمغرب لفرض نفسه على الساحة العالمية في مجال الهيدروجين عديدة وواعدة، إلا أن الكميات الكبيرة التي ستكون مطلوبة للتحول المناخي تمثل تحديات تقنية وبيئية كبيرة. يجب النظر في هذه التحديات بطريقة موضوعية ومستنيرة، حتى نتمكن بشكل جماعي من اتخاذ أفضل الخيارات لدعم مكافحة تغير المناخ.

من المتوقع أن يلعب الهيدروجين الأخضر دورًا مهمًا في المغرب خلال السنوات القليلة المقبلة، وذلك بفضل المزايا العديدة التي يتمتع بها (إمكانات كبيرة للطاقة الكهربائية المتجددة، وانخفاض الكثافة السكانية في بعض المناطق، والقرب الجغرافي من أوروبا). ويشهد العرض المغربي، الذي يخطط لتخصيص ما يقرب من مليون هكتار لهذا القطاع، على المستوى العالي من الطموح الذي وضعته البلاد لنفسها لتطوير هذا القطاع الجديد. ومن خلال التركيز على المشاريع ذات المردود الإيجابي الكبير على الاقتصاد المغربي، تعتزم البلاد تطوير العديد من القطاعات الصناعية لتلبية الطلب من قطاع الهيدروجين على طول سلسلة القيمة الخاصة به، وبالتالي الحصول على معظم القيمة المضافة التي تم إنشاؤها وضمان تحقيق فوائد اجتماعية واقتصادية كبيرة. ومع ذلك، فإن جاذبية الهيدروجين تصطدم ببعض الحقائق البيئية الهامة. فالكمية الكبيرة من المياه التي يستهلكها التحليل الكهربائي للمياه تمثل تحديًا كبيرًا، خاصة بالنسبة لبلد يعاني من موجات جفاف كبيرة. وأخيراً، يتطلب إنتاج الهيدروجين إنتاج كميات كبيرة من الكهرباء المتجددة، وهو ما قد يتعارض مع أهداف إزالة الكربون من مزيج الكهرباء في المغرب، الذي لا يزال يعتمد بشكل كبير على الفحم.

تذكير بأساسيات الهيدروجين

عمليات الإنتاج الحالية

هناك 4 عمليات لإنتاج الهيدروجين: إعادة تشكيل الغاز الطبيعي (الأكثر شيوعًا)، وتغويز الفحم والكتلة الحيوية، وأخيرًا التحليل الكهربائي للماء. وتقوم العملية الأخيرة بفصل الهيدروجين والأكسجين عن الماء باستخدام الكهرباء، وتمثل حالياً أقل من 11 تيرابايت 3 تيرابايت من الإنتاج العالمي للهيدروجين. ومع ذلك فهي المصدر الوحيد المحتمل للهيدروجين. أخضر (إذا كانت الكهرباء المستخدمة خالية من الكربون))وهذا يمثل أملاً في إزالة الكربون من العديد من القطاعات [1].

سوق الهيدروجين الحالي والاستخدامات المستقبلية

سيصل إجمالي إنتاج الهيدروجين إلى ما يقرب من 100 مليون طن في عام 2020، ويمكن أن يزداد بمقدار 5 أضعاف في سيناريوهات الحياد الكربوني. وفي سيناريو صافي الانبعاثات الصفرية (NZE)، تتوقع وكالة الطاقة الدولية (IEA) دورًا متزايدًا للهيدروجين منخفض الكربون في القطاعات التي يصعب فيها خفض الانبعاثات وحيث قد لا تتوفر تدابير التخفيف الأخرى أو قد يكون من الصعب تنفيذها. وتشمل هذه القطاعات الصناعات الثقيلة (تصنيع الأسمدة النيتروجينية بعد تحويلها إلى أمونيا، وتصنيع الأسمنت، واستبدال الفحم في صناعة الصلب)، ونقل الركاب، والشحن البحري (في شكل ميثانول أو أمونيا لسفن الحاويات)، والطيران (في شكل وقود طيران مستدام).

تتفق العديد من الهيئات المرجعية على أن الهيدروجين منخفض الكربون (الأزرق أو الأخضر) سيلعب دورًا متزايدًا في اقتصاداتنا المستقبلية منخفضة الكربون. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه في جميع الحالات ، فإن التخفيضات في ثاني أكسيد الكربون2 لا تزال الانبعاثات الناجمة عن الهيدروجين منخفضة نسبيًا مقارنة بتدابير التخفيف من آثار تغير المناخ الأخرى، مثل الرصانة أو النشر المكثف للطاقات المتجددة.

المفتاح: الكهرباء منخفضة الكربون والتنافسية

أحد عوامل التكلفة الرئيسية للهيدروجين الأخضر هو الكهرباء المتجددة اللازمة لتشغيل المحللات الكهربائية. وتبلغ تكاليف إنتاج الهيدروجين الأخضر حالياً 4 إلى 10 أضعاف تكاليف إنتاج الهيدروجين الرمادي (4-12 دولاراً أمريكياً للكيلوغرام الواحد مقارنةً بـ1-2 دولار أمريكي للكيلوغرام الواحد)، حتى في أكثر مواقع الإنتاج ملاءمة. ومن شأن التخفيضات المتوقعة في تكاليف إنتاج الطاقات المتجددة والمحللات الكهربائية أن تجعل الهيدروجين الأخضر أكثر تنافسية على المدى الطويل. وبفضل أشعة الشمس الوفيرة والتعرض القوي للرياح، يتمتع المغرب بإمكانيات كبيرة في مجال الطاقة المتجددة، مما يمنحه دوراً محورياً في مستقبل الهيدروجين العالمي.

المكانة الخاصة للمغرب

المساحة المتاحة، وإمكانات الطاقة المتجددة والقرب من أوروبا

يمتلك المغرب كل ما يلزم ليصبح بطلاً في مجال الهيدروجين الأخضر، وذلك بفضل وفرة موارده المتجددة والأراضي المتاحة والإطار القانوني المستقر. وما يكاد يكون فريداً من نوعه في المغرب هو وفرة المواقع التي تجمع بين الموارد الاستثنائية لكل من الطاقة الشمسية[2] وطاقة الرياح. وطاقة الرياح[3].وبالإضافة إلى ذلك، يعتبر المغرب مستهلكاً رئيسياً للهيدروجين ومنتجاته الثانوية (يستهلك المكتب الشريف للفوسفات كميات كبيرة من الأمونيا والأسمدة النيتروجينية المشتقة من الهيدروجين). بالإضافة إلى ذلك، يعد المغرب مستهلكاً رئيسياً للهيدروجين ومنتجاته الثانوية (يستهلك المكتب الشريف للفوسفات كميات كبيرة من الأمونيا والأسمدة النيتروجينية المصنوعة من الهيدروجين)، وبالتالي يمكنه تلبية استهلاكه المحلي بالهيدروجين الأخضر المنتج على أراضيه. وأخيرًا، قربها من أوروبا، التي وضعت أهدافًا طموحة جدًا لتطوير الهيدروجين والصناعات المرتبطة به (انظر على سبيل المثال الالتزامات القانونية لدمج وقود الطيران المستدامويعد هذا الأمر ذا أهمية استراتيجية كبيرة للمملكة، التي يمكن أن تتحول من مستورد للوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز) إلى مصدر للجزيئات الخضراء. ويزداد هذا الاحتمال أهمية بالنظر إلى أن ربع الطلب العالمي على الهيدروجين يمكن أن يتم تداوله دوليًا بحلول عام 2050.

"L'Offre Maroc": استراتيجية طموحة

أعلنت شركة L'Offre Maroc عن الإفراج عن مليون هكتار من الأراضي لتطوير مشاريع الهيدروجين الأخضر، بما في ذلك محطات الطاقة الشمسية، وتوربينات الرياح، وبطاريات المحلل الكهربائي، ومصانع المعالجة (الأمونيا، والميثانول، وما إلى ذلك) والبنية التحتية المرتبطة بها. ويمثل هذا الرقم الكبير أكثر من 11 تيرابايت 3 تيرابايت من مساحة البلاد البالغة 71 مليون هكتار. لقد كان عرض المغرب منتظرًا بفارغ الصبر منذ الإعلان عنه في نوفمبر 2022، وقد صُمم لتوضيح عدد من العناصر الأساسية لنجاح تطوير مشاريع الهيدروجين الأخضر: تخصيص الأراضي، والمسؤولية عن تطوير البنية التحتية اللازمة، والحوافز الحكومية، والمتطلبات الحكومية من حيث المزايا المالية والاجتماعية (قم بزيارة موقع عرض المغرب). عرض المغرب لمزيد من التفاصيل).

فيما يتعلق بهذه النقطة الأخيرة، من المهم أن نلاحظ أن تطوير سوق مغربي منخفض الكربون للهيدروجين يمكن أن يمثل فرصًا تنموية كبيرة، مع وجود عوامل خارجية إيجابية على الاقتصاد والعمالة، في مراحل مختلفة من سلسلة الإنتاج. وتعتمد العوامل الخارجية الإيجابية على الاقتصاد والتدريب والتوظيف، وبشكل أوسع على تنمية المغرب، بشكل مباشر على نسبة هذه الأنشطة التي ستقع في نهاية المطاف على الأراضي المغربية.

أمثلة على المشاريع قيد التطوير في المغرب

وعلى غرار باقي القطاع الدولي، لم يشهد المغرب تقدما ملموسا يذكر حتى الآن، باستثناء المبادرة الاستراتيجية للمكتب الشريف للفوسفاط، الذي بدأ في بناء مشروع تجريبي لإنتاج 1.4 ألف طن سنويا من الأمونيا الخضراء في مصنعه بالجرف الأصفر، وهو في مرحلة متقدمة من مشروعه العملاق في طرفاية: 1 جيجاواط من الطاقة الشمسية الكهروضوئية و2.3 جيجاواط من طاقة الرياح، بالإضافة إلى محطة تحلية مياه بسعة 60 مليون متر مكعب تغذي محللاً كهربائياً بقدرة 1.85 جيجاواط، ومصنع لإنتاج الأمونيا مع هدف إنتاج مليون طن سنوياً بحلول عام 2027 و3 ملايين طن سنوياً بحلول عام 2032. وقد تم الإعلان عن مشاريع أخرى واسعة النطاق من قبل عدد من الجهات الفاعلة، لا سيما الأوروبية. على سبيل المثال، تفيد التقارير أن شركة توتال إنيرجيز تخطط لاستثمار 10.69 مليار دولار (100 مليار درهم) في مشروع لإنتاج الهيدروجين الأخضر والأمونيا في تيميلزون (كلميم-واد نون). ومن المتوقع أن يولد هذا المشروع الهجين أكثر من 10 جيجاوات من خلال الجمع بين الطاقة الشمسية وطاقة الرياح على مساحة إجمالية تبلغ حوالي 180,000 هكتار[4]. ومن المثير للاهتمام ملاحظة أن المشاريع الضخمة التي تم الإعلان عنها في المغرب أكبر بكثير من المشاريع الأوروبية الكبرى. وسيكون لهذه المشاريع مقبولية اجتماعية محدودة في أوروبا، لا سيما بسبب تأثيرها البيئي الكبير؛ وهي عوامل خارجية سلبية ستنتقل في نهاية المطاف من بلدان الشمال إلى البلدان المنتجة مثل المغرب.

القضايا والتحديات البيئية التي تواجه إنتاج الهيدروجين

الاحتياجات الرئيسية من المياه على أساس تحلية المياه

يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر استخدام كميات كبيرة من المياه للتحليل الكهربائي للماء. ويتطلب إنتاج 1 كيلوغرام من الهيدروجين الأخضر استهلاك ما يقرب من 30 لترًا من المياه المحلاة (بما في ذلك متطلبات التبريد)، أو ما يقرب من 75 لترًا من مياه البحر. وبالتالي، فإن هدف المكتب الشريف للفوسفاط المتمثل في إنتاج 3 ملايين طن من الأمونيا يتطلب استخدام 540,000 طن من الهيدروجين، وهو ما يعادل حوالي 270 مليون متر مكعب، أو أكثر من ضعف كمية المياه التي تستهلكها منطقة حضرية كبرى مثل الدار البيضاء (الافتراض: 80 لتر/اليوم في المتوسط لسكان يبلغ عددهم 4.6 ملايين نسمة). لذا، إذا تمكن المغرب من تخصيص مليون هكتار بالكامل لإنتاج الأمونيا، فإن ذلك سيمثل أكثر من 51 تيرابايت 3 تيرابايت من الاستهلاك السنوي للمياه في البلاد[5].. وهذا أمر كبير وسيكون له تأثير كبير على توافر المياه في البلاد.بالنظر إلى الجفاف المتكرر في المملكة، وكما ذكرنا أعلاه، سيتعين على جميع مشاريع إنتاج الهيدروجين الأخضر استخدام محطات تحلية مياه البحر. وعلى الرغم من أن وحدات التحلية هذه لها تأثير هامشي نسبيًا على تكلفة الهيدروجين المنتج (حوالي 0.02 - 0.05 دولار أمريكي لكل كيلوغرام) وعلى استهلاك الطاقة في المشاريع، إلا أنه يمكن أن يكون لها عواقب بيئية كبيرة (انظر تحلية المياه: حل لنقص المياه؟ - نيشفات).

استهلاك الكهرباء يفوق بكثير الإنتاج الوطني الحالي

بالإضافة إلى استهلاك الكثير من المياه، يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر تركيب قدرات إنتاجية كبيرة من الطاقة المتجددة. تستهلك تقنيات التحليل الكهربائي للمياه الحالية 55 كيلوواط ساعة من الكهرباء لكل كيلوغرام من الهيدروجين المنتج. لذا فإن إنتاج 6 ملايين طن من الهيدروجين الأخضر كل عام سيتطلب ما يقرب من 330 تيراواط ساعة من الكهرباء المتجددة، أي ما يقرب من 10 أضعاف الاستهلاك السنوي للبلاد. ويمكن أن يكون هذا الرقم الكبير أعلى من ذلك إذا أخذنا في الاعتبار الكهرباء اللازمة لتحلية مياه البحر. تُظهر هذه الأرقام حجم التحديات التي تواجه البلاد قبل أن تتمكن من لعب دور رئيسي في سوق الهيدروجين الأخضر العالمي. ومع ذلك، لا تزال هناك تساؤلات حول أهمية تطوير هذا العدد الكبير من مشاريع الطاقة المتجددة لإنتاج الهيدروجين، بالنظر إلى أن مزيج الكهرباء في المغرب لا يزال كثيف الكربون إلى حد كبير. من المحتمل أن تؤدي هذه المشاريع إلى إحباط أو تأخير تحقيق أهداف الطاقة المتجددة في البلاد وربما معاقبة المصنعين المغاربة الخاضعين لآلية تعديل الكربون على الحدود بسبب صادراتهم القائمة على الكربون إلى الاتحاد الأوروبي (انظر تأثير ضريبة الكربون على الحدود الأوروبية على الصادرات المغربية - Nechfate).

التأثير على المنطقة والتنوع البيولوجي والسكان المحليين

ويمثل عرض المغرب لمليون هكتار من الأراضي لتطوير مشاريع الهيدروجين الأخضر أكثر من 11 تيرابايت 3 تيرابايت من مساحة البلاد البالغة 71 مليون هكتار. وفي حين أنه من المرجح أن يتم اختيار غالبية هذه المساحات من المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة جغرافياً، إلا أن مشاريع بهذا الحجم سيكون لها تأثير على السكان المحليين والتنوع البيولوجي. في هذه المرحلة، إذا كان هناك قدر كبير من عدم اليقين بشأن هذه التأثيرات المحتملة، سيتعين إيلاء اهتمام خاص للتشاور مع جميع أصحاب المصلحة المعنيين (على سبيل المثال، السكان المحليين الذين يعيشون من الرعي، حيثما ينطبق ذلك).

مقالة كتبها خليل عبابو ومهدي ميكو

ملاحظات :

[1] يرتبط تأثير إنتاج الهيدروجين من حيث انبعاثات غازات الاحتباس الحراري بالعمليات المستخدمة ومصادر الطاقة المستخدمة. ومن أجل تصنيف طرق الإنتاج المختلفة هذه وفقًا لانبعاثات الكربون الخاصة بها، تم تخصيص ألوان لها. ينبعث من الهيدروجين البني/الأسود المنتج من تغويز الفحم معظم انبعاثات ثاني أكسيد الكربون2. ويلي ذلك الهيدروجين الرمادي الناتج عن إصلاح الميثان. ويمكن أن تنتج هذه العمليات القائمة على الكربون الهيدروجين الأزرق إذا تم دمجها مع وحدات احتجاز الكربون.

[2] معامل الحمل أو معامل الاستخدام لمحطة توليد الطاقة هو النسبة بين الطاقة الكهربائية المنتجة فعليًا خلال فترة معينة والطاقة التي كانت ستنتجها المحطة لو كانت تعمل بالطاقة المقدرة لها خلال نفس الفترة. تتمتع المغرب بالكثير من أشعة الشمس: الطاقة الشمسية لديها معامل حمل > 30%.

[3] في المغرب، يمكن أن تكون الرياح في المغرب قوية ومنتظمة، كما أن طاقة الرياح لديها عامل تحميل > 50%.

[4] انظر مقالة هسبريس بتاريخ 26 مايو 2023.

[5] لنأخذ كمثال على ذلك مناقصة حديثة في عُمان لإنتاج ما يقرب من مليون طن من الأمونيا سنويًا (أي 180,000 طن من الهيدروجين) على مساحة 30,000 هكتار. انظر المعلومات عن المشروع المستخدم كمرجع في هذا الرابط.

المصادر :