نوع من البلاستيك يتحلّل في مياه البحر خلال ساعات
ورغم أن العلماء لطالما اختبروا مواد بلاستيكية قابلة للتحلل، فإن باحثين من مركز ريكين لعلوم المواد الناشئة وجامعة طوكيو يقولون إن مادتهم الجديدة تتحلل بسرعة أكبر بكثير، ولا تترك أي أثر وراءها.
وفي مختبر بمدينة واكو القريبة من طوكيو، عرض الفريق قطعة صغيرة من البلاستيك تتلاشى في وعاء من الماء المالح بعد تقليبها لمدة ساعة تقريباً.
وبينما لم يذكر الفريق أي تفاصيل بعد في شأن خطط التسويق التجاري، قال قائد المشروع تاكوزو أيدا إن «بحثهم يجتذب اهتماماً كبيراً بما في ذلك من عاملين في قطاع التعبئة والتغليف».
ويتسابق العلماء حول العالم لتطوير حلول مبتكرة لأزمة النفايات البلاستيكية المتفاقمة، وهو جهد تدعمه حملات للتوعية مثل اليوم العالمي للبيئة الذي يحل في الخامس من يونيو.
وذكر أيدا أن «المادة الجديدة قوية تماماً مثل المواد البلاستيكية المعتمدة على البترول، لكنها تتحلل إلى مكوناتها الأصلية عند تعرضها للملح، ويمكن بعد ذلك معالجة هذه المكونات بشكل أكبر عن طريق البكتيريا الموجودة في الطبيعة، ومن ثم تجنب تشكيل اللدائن الدقيقة التي يمكن أن تضر بالحياة المائية وتصل إلى السلاسل الغذائية».
وأضاف «نظراً لوجود الملح في التربة أيضاً، فيمكن أن تتحلل قطعة يبلغ طولها نحو خمسة سنتيمترات على الأرض بعد أكثر من مئتي ساعة».
وذكر «يمكن استخدام المادة تماماً مثل البلاستيك العادي عند تلوينها»، وأشار إلى أن «الفريق يركز أبحاثه في الوقت الراهن على أفضل الطرق لتلوينها»، موضحاً أن «هذه المادة البلاستيكية غير سامة وغير قابلة للاشتعال ولا ينبعث منها ثاني أكسيد الكربون».
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
اليوم الثامن
منذ 3 أيام
- اليوم الثامن
دور الهيدروجين الأخضر في التحول الطاقي ومكافحة التغير المناخي.."تحليل نظري بيئي"
يهدف هذا البحث إلى تحليل نظري لأثر الهيدروجين الأخضر على الاستدامة البيئية وتغير المناخ. يعتبر الهيدروجين الأخضر واحدًا من الوسائل الهامة للتحول إلى نظام طاقة نظيف ومستدام. يعتمد الهيدروجين الأخضر على إنتاج الهيدروجين باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والرياح، وبالتالي يقلل من اعتمادنا على الوقود الأحفوري وانبعاثات غازات الدفيئة. سيتم تحليل الأثر البيئي للهيدروجين الأخضر من خلال دراسة تأثيره على انبعاثات غازات الدفيئة وتلوث الهواء. يُعتبر الهيدروجين الأخضر وسيلة نظيفة لإنتاج الطاقة، حيث أن استخدامه يحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وغيرها من العوامل الملوثة، مما يساهم في تحسين جودة الهواء وصحة البيئة. بالإضافة إلى ذلك، سيتم تناول أثر الهيدروجين الأخضر على التغير المناخي. يُعتبر الهيدروجين الأخضر وقوداً قابلًا للتجديد والمستدام، وبالتالي يساهم في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة المسببة للاحتباس الحراري. وباعتباره جزءًا من الاقتصاد الأخضر، يمكن أن يساهم الهيدروجين الأخضر في تحقيق أهداف تخفيض انبعاثات الكربون والتكيف مع التغيرات المناخية. في النهاية، يمكن الاستنتاج أن الهيدروجين الأخضر يمثل خيارًا واعدًا لتحقيق الاستدامة البيئية والتصدي لتحديات تغير المناخ. من خلال تحليل نظري لأثره، يمكن أن يظهر دور الهيدروجين الأخضر في تحسين جودة البيئة والحد من الانبعاثات الضارة، وبالتالي تعزيز الاستدامة البيئية وتحقيق التوازن المناخي المطلوب. -الكلمات المفتاحية: - الهيدروجين الأخضر- الاستدامة البيئية- تغير المناخ- انبعاثات غازات الدفيئة - Summary: This research aims to provide a theoretical analysis of the impact of green hydrogen on environmental sustainability and climate change. Green hydrogen is considered a crucial means for transitioning to a clean and sustainable energy system. It involves producing hydrogen using renewable energy sources such as solar and wind power, thereby reducing our reliance on fossil fuels and greenhouse gas emissions. The environmental impact of green hydrogen will be analyzed by studying its effect on greenhouse gas emissions and air pollution. Green hydrogen is a clean energy alternative that minimizes carbon dioxide emissions and other pollutants, thereby improving air quality and environmental health. Furthermore, the study will examine the impact of green hydrogen on climate change. As a renewable and sustainable fuel, green hydrogen contributes to the reduction of carbon dioxide emissions and greenhouse gases that contribute to global warming. As part of the green economy, green hydrogen can help achieve carbon emission reduction goals and adapt to climate change. In conclusion, green hydrogen represents a promising option for achieving environmental sustainability and addressing the challenges of climate change. Through theoretical analysis of its impact, the role of green hydrogen in improving environmental quality, reducing harmful emissions, and promoting environmental sustainability and climate balance can be elucidated. - Kay Words Green hydrogen Environmental sustainability Climate change Greenhouse gas emissions Environmental pollution مقدمة يشهد العالم في العقود الأخيرة اهتماماً متزايداً بالتحول نحو مصادر طاقة نظيفة ومستدامة، في ظل التحديات البيئية المتسارعة الناتجة عن الاعتماد المفرط على الوقود الأحفوري. لقد أدى هذا الاعتماد إلى ارتفاع حاد في انبعاثات غازات الدفيئة، مما ساهم بشكل مباشر في تفاقم ظاهرة التغير المناخي، وتهديد استقرار النظم البيئية وصحة الإنسان. وفي هذا السياق، باتت الحاجة ملحة لاعتماد بدائل طاقوية قادرة على تلبية الطلب العالمي المتزايد على الطاقة، مع الحفاظ على البيئة وضمان استدامة الموارد. يعد التغير المناخي أحد أبرز التحديات البيئية في القرن الحادي والعشرين، إذ تشير التقارير العلمية إلى أن متوسط درجة حرارة الأرض قد ارتفع بمعدل يقترب من 1.2 درجة مئوية مقارنة بعصر ما قبل الثورة الصناعية، بسبب النشاطات البشرية الكثيفة، خاصة احتراق الوقود الأحفوري (IPCC, 2023). إن هذا الارتفاع له تبعات خطيرة على مستوى ارتفاع مستويات البحار، وتكرار الظواهر المناخية المتطرفة، وتدهور النظم البيئية الطبيعية. ضمن هذا السياق البيئي الحرج، يبرز الهيدروجين الأخضر كخيار واعد لتحقيق التحول نحو طاقة نظيفة. يتم إنتاج هذا النوع من الهيدروجين باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، عبر عملية التحليل الكهربائي للماء، دون انبعاثات كربونية تقريبًا. وبهذا يمكن للهيدروجين الأخضر أن يلعب دوراً استراتيجياً في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري والمساهمة في الحد من الانبعاثات الضارة، وتحقيق أهداف التنمية المستدامة وخفض البصمة الكربونية. يهدف هذا البحث إلى تقديم تحليل نظري لأثر الهيدروجين الأخضر على الاستدامة البيئية وتغير المناخ، من خلال دراسة تأثيره المحتمل في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة، وتحسين جودة الهواء وتعزيز التوازن البيئي. كما يعتمد البحث على منهج تحليلي وصفي نظري، يستند إلى مراجعة أدبيات علمية وتقارير دولية حديثة، لتسليط الضوء على الدور المتنامي للهيدروجين الأخضر في خريطة الطاقة العالمية المستقبلية. 1.1تعريف الهيدروجين الأخضر الهيدروجين الأخضر هو الهيدروجين الوحيد الذي لا ينبعث منه أي انبعاثات ضارة أثناء إنتاجه. ورغم أهمية فوائده، إلا أن إنتاجه أعلى تكلفة ويشكل نسبة ضئيلة جداً من إجمالي إنتاج الهيدروجين. ومع التطورات والابتكارات الجديدة في مجال الهيدروجين الأخضر، ستنخفض أسعاره وسيزداد استخدامه. الهيدروجين الأخضر هو وقود عالمي وخفيف وعالي التفاعل، من خلال عملية كيميائية تُعرف باسم التحليل الكهربائي. تستخدم هذه الطريقة تيارًا كهربائياً لفصل الهيدروجين عن الأكسجين في الماء، إذا تم الحصول على هذه الكهرباء من مصادر متجددة، فسننتج طاقة دون انبعاث ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. الهيدروجين الأخضر هو وقود نظيف يتم إنتاجه من مصادر طاقة متجددة، مثل الطاقة الشمسية أو الرياح، من خلال عملية التحليل الكهربائي. تتضمن هذه العملية استخدام الكهرباء لفصل جزيئات الماء إلى هيدروجين وأكسجين. يتم تخزين الهيدروجين واستخدامه كوقود أو كحامل للطاقة [1] 1.2 الفرق بين أنواع الهيدروجين (الأخضر، الأزرق، الرمادي) 1- الهيدروجين الأخضر: وهو عملية إنتاج الهيدروجين من خلال التحليل الكهربائي للماء (electrolysis) والذي يتم باستخدام مصادر الطاقة المتجددة كالطاقة الشمسية أو طاقة الرياح وناتج الانبعاثات هو أكسجين نظيف يتم إطلاقه في الجو وهذا ما تهدف إليه الدول بحلول عام 2030. 2 - الهيدروجين الأزرق: وهو مشابه جداً للهيدروجين الرمادي ولكن يتم تخزين ثاني أكسيد الكربون في باطن الأرض، وهذه العملية لها أضرار قليلة على البيئة ولكنها أكثر فعالية من الهيدروجين الرمادي. 3-الهيدروجين الرمادي: ويتم استخدام الوقود الأحفوري لاستخلاص الهيدروجين من الغاز الطبيعي، وحاصل الانبعاثات أو ثاني أكسيد الكربون يتم إطلاقه في الجو وهذه العملية مضرة للبيئة وهي الأكثر شيوعاً في الوقت الحالي [2]. 3.1 مصادر إنتاج الهيدروجين الأخضر وتقنياته يمثل الهيدروجين الأخضر أحد الحلول الواعدة لتوفير طاقة نظيفة ومستدامة، ويُنتج عبر التحليل الكهربائي للماء باستخدام كهرباء مولدة من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. تعتمد عملية إنتاج الهيدروجين الأخضر على سلسلة مراحل تقنية متكاملة. تبدأ المرحلة الأولى بتوليد الكهرباء من مصدر متجدد – عادةً مزيج من الطاقة الشمسية والرياح. في المرحلة الثانية تُستخدم هذه الكهرباء في تشغيل المحلل الكهربائي الذي يفصل جزيئات الماء (H₂O) إلى غاز الهيدروجين (H₂) كمنتج رئيسي وغاز الأكسجين (O₂) كمنتج ثانوي. يُضغط الهيدروجين المنتج باستخدام ضاغط خاص لتخزينه أو نقله، مما يسمح باستخدامه لاحقًا في التطبيقات الصناعية أو في تشغيل محطات توليد الكهرباء، لا سيما عند انخفاض توليد الطاقة من المصادر الشمسية والريحية [3]. إنتاج الهيدروجين باستخدام الطاقة الشمسية يُعتبر استخدام الكهرباء المنتجة من أنظمة الطاقة الشمسية لإجراء التحليل الكهربائي للماء من أكثر الطرق نظافة لإنتاج الهيدروجين. غير أن هذا الأسلوب يواجه تحديات تتعلق بارتفاع تكاليف التركيب وانخفاض كفاءة تحويل الطاقة مقارنة بالطرق التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري. إنتاج الهيدروجين باستخدام طاقة الرياح يُطبق نفس مبدأ التحليل الكهربائي باستخدام الكهرباء الناتجة من توربينات الرياح. وتتميز طاقة الرياح بأنها أكثر كفاءة وأقل تكلفة نسبيًا، كما تُعد من أسهل وأفضل الطرق المتاحة لإنتاج الهيدروجين من مصادر متجددة. ومع ذلك، يتطلب هذا النوع من الأنظمة بنية تحتية قوية لتحمل التوربينات وتوفير استقرار في التزويد بالطاقة. تشكل الأنظمة الهجينة، التي تجمع بين مصادر متجددة متعددة مثل الرياح والطاقة الشمسية خيارا فعالًا للتغلب على التذبذب الطبيعي في توليد الطاقة من كل مصدر على حدة. تُساعد هذه الأنظمة في ضمان استمرارية تزويد الطاقة الكهربائية للمحللات الكهربية، مما يؤدي إلى إنتاج مستقر للهيدروجين، ويقلل من الاعتماد على مصادر الطاقة الأحفورية والانبعاثات الكربونية. 1. خلوّه من الانبعاثات الكربونية: لا تنتج عن إنتاجه أو استخدامه أي غازات دفيئة، على عكس الوقود الأحفوري، مما يجعله خياراً مثالياً للحد من تغير المناخ. 2. إنتاجه من مصادر متجددة: يُنتج عبر التحليل الكهربائي للماء باستخدام الكهرباء المتولدة من الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، مما يجعله طاقة مستدامة. يمكن استخدامه في توليد الطاقة، وتخزينها، ونقلها، مما يتيح تكاملاً فعالاً مع أنظمة الطاقة الحديثة. 4. وقود نظيف لوسائل النقل: يُستخدم في تشغيل القطارات والسفن والطائرات التي تعمل بخلايا الوقود، مما يساهم في الحد من التلوث الهوائي في قطاع النقل. 5. إمكانية التخزين طويل الأمد: يمكن تخزينه لاستخدامه عند الحاجة، خاصة في حالات انقطاع مصادر الطاقة المتجددة كالشمس والرياح. 6. تطبيقات صناعية واسعة: يستخدم كمواد خام في الصناعات الكيماوية، والبتروكيماوية، وصناعة الأسمنت والصلب، مما يساهم في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري في هذه القطاعات [4]. 5.1 العيوب والتحديات 1. ارتفاع تكاليف الإنتاج: لا يزال إنتاج الهيدروجين الأخضر مكلفاً بسبب انخفاض نضج التكنولوجيا المستخدمة حالياً. 2. قلة البنية التحتية: لا تزال شبكات التوزيع والتخزين محدودة على المستوى العالمي، مما يعيق التوسع السريع في استخدامه. 3. انخفاض الكثافة الطاقية: كثافته المنخفضة سواء في الحالة الغازية أو السائلة تؤدي إلى صعوبات في التخزين والنقل مقارنة بالوقود التقليدي. 4. منافسة من البدائل الأخرى: مثل السيارات الكهربائية، التي قد تكون أكثر انتشاراً وأسهل في البنية التحتية. 5. الاعتماد على الكهرباء المتجددة: يتطلب توفر مستقر للطاقة المتجددة، والتي قد لا تكون متاحة في بعض المناطق. 6. مخاوف مجتمعية: يرتبط الهيدروجين في الوعي العام بالمخاطر بسبب تاريخه المرتبط بالانفجارات، ما قد يعيق قبوله الاجتماعي. لماذا حان وقت الاستثمار في الهيدروجين الأخضر؟ 1. تزايد الحاجة إلى حلول طاقة نظيفة. 2. دوره المحوري في التحول نحو اقتصاد منخفض الكربون. 3. التطور السريع في تقنيات إنتاجه وتخزينه. 4. الضغوط السياسية والمجتمعية لتحقيق أهداف المناخ. 5. مرونة الهيدروجين في دعم الشبكات الكهربائية. 6. تزايد الطلب على وسائل نقل نظيفة وصديقة للبيئة. 1.2الأثر البيئي للهيدروجين الأخضر في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة يُعد الهيدروجين الأخضر من أبرز الحلول البيئية الواعدة لتقليل انبعاثات غازات الدفيئة، وذلك نظرًا لإنتاجه من خلال عملية التحليل الكهربائي باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الشمس والرياح، دون أي انبعاثات كربونية مباشرة. على عكس الهيدروجين التقليدي المُنتج من الوقود الأحفوري، والذي يتسبب في إطلاق كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون، فإن الهيدروجين الأخضر يُسهم في الحد من الاحترار العالمي عبر: إلغاء الانبعاثات الكربونية الناتجة عن عمليات التصنيع والنقل وتوليد الطاقة، مما يُخفض من البصمة الكربونية في القطاعات الصناعية المختلفة. استبدال الوقود الأحفوري في الصناعات الثقيلة والنقل البحري والجوي بأنظمة تعتمد على خلايا الوقود النظيفة. تعزيز التكامل مع مصادر الطاقة المتجددة، مما يُسهم في استقرار الشبكات الكهربائية ويقلل من الاعتماد على محطات التوليد الأحفورية. إمكانية تخزينه ونقله بسهولة، مما يتيح توزيعه في المناطق ذات الإنتاج المرتفع للطاقة المتجددة، وبالتالي توسيع نطاق الاستفادة من الطاقة النظيفة. وبذلك، يمثل الهيدروجين الأخضر خطوة استراتيجية نحو اقتصاد منخفض الكربون، ودعامة رئيسية لتحقيق أهداف المناخ العالمية وتقليل الآثار السلبية لتغير المناخ. 2.2 التحديات البيئية المرتبطة بإنتاج ونقل الطاقة المتجددة. على الرغم من أن الطاقة المتجددة تُعد خيارًا بيئيًا نظيفًا مقارنة بالوقود الأحفوري، إلا أن عملية إنتاجها ونقلها لا تخلو من تحديات بيئية حقيقية، من أبرزها: نهاية عمر المعدات: تمتد دورة حياة الألواح الشمسية مثلًا بين 25-30 سنة، وبعدها تصبح مخلفات تحتاج إلى معالجة متخصصة. عدم قابلية التحلل: معظم مكونات أنظمة الطاقة الشمسية والكهروضوئية لا تتحلل طبيعيًا، وتشكل عبئاً بيئياً متزايداً. ضعف البنية التحتية لإعادة التدوير: التقنيات والمعايير الخاصة بإعادة تدوير هذه النفايات لا تزال محدودة عالميًا، خاصة في الدول النامية. وجود مواد سامة: تحتوي الألواح الشمسية على معادن ثقيلة مثل الرصاص والكادميوم، وهي مواد يمكن أن تتسرب إلى التربة أو المياه الجوفية، مسببة أضرارًا للنباتات والبشر. ثانيًا: تحديات إعادة التدوير ارتفاع التكاليف: غالبًا ما تكون تكلفة إعادة تدوير الألواح الشمسية أعلى من تكلفة إنتاجها، ما يدفع الشركات إلى التخلص منها بطريقة غير آمنة. نقص السياسات التنظيمية: تفتقر العديد من الدول، خاصة النامية، إلى سياسات واضحة لإدارة نفايات الطاقة المتجددة. نقل المخلفات إلى دول أخرى: بعض الشركات تلجأ إلى تصدير النفايات إلى بلدان تفتقر إلى آليات تنظيمية فعالة، ما يفاقم العبء البيئي. ثالثًا: تحديات بيئية أثناء النقل والتوزيع نقل الهيدروجين المضغوط: يحتاج إلى أنظمة تخزين ونقل خاصة، وقد يؤدي تسرب الهيدروجين إلى تلوث بيئي محتمل أو مخاطر انفجارية إن لم تُراعَ معايير السلامة. خسائر الطاقة: قد تحدث خسائر أثناء نقل الكهرباء المولدة من مصادر متجددة إلى المحلل الكهربائي، خاصة في المناطق البعيدة عن مراكز الطلب. أثر البنية التحتية: إنشاء البنية التحتية لنقل الطاقة من محطات الرياح أو الشمس إلى المستهلك يتطلب مساحات كبيرة وقد يؤثر على التنوع البيولوجي. ابتكارات جديدة: ظهرت حلول واعدة مثل استخدام خلايا البيروفسكايت بدلاً من السيليكون، وهي أقل تكلفة، وأكثر كفاءة، وغير سامة. تصنيع أخضر: هناك توجه متزايد نحو اتباع تقنيات تصنيع أكثر توافقاً مع الاستدامة، تتجنب الحرق أو التخلص المباشر في المكبات. 3.2تحسين الهواء وحفظ ملوثات الهواء – الهيدروجين الأخضر": يمثل الهيدروجين الأخضر خياراً بيئياً مستداماً يمكنه الإسهام في تقليل ملوثات الهواء وتحسين جودته، من خلال خفض الانبعاثات الضارة المرتبطة بقطاعات النقل والصناعة. بفضل استخدامه كوقود نظيف ومتعدد التطبيقات، يعزز من حماية الصحة العامة ويقلل من التأثيرات المناخية السلبية، مما يجعله عنصراً محورياً في استراتيجيات الطاقة النظيفة والتحول نحو مستقبل منخفض الكربون. 4.2دور الهيدروجين الأخضر في الحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري: الهيدروجين الأخضر يُعد أحد الحلول الواعدة لتحقيق التحول نحو الطاقة النظيفة، إذ يُنتج من خلال عملية التحليل الكهربائي للماء باستخدام كهرباء من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح. ويتميّز هذا النوع من الهيدروجين بأنه لا يُنتج أي انبعاثات كربونية خلال عملية إنتاجه، ما يجعله بديلاً مستداماً للوقود الأحفوري في عدة قطاعات. دوره في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري يشمل: 1. القطاع الصناعي: يمكن استخدام الهيدروجين الأخضر في الصناعات كثيفة الانبعاثات مثل إنتاج الصلب والأسمنت، كبديل عن الفحم والغاز الطبيعي. 2. النقل: يُستخدم كوقود في وسائل النقل الثقيلة مثل الشاحنات والقطارات والسفن، وهي قطاعات يصعب تخفيض انبعاثاتها بالكهرباء وحدها. 3. تخزين الطاقة: يساعد في تخزين فائض الطاقة المتجددة وتحويلها إلى شكل يمكن نقله واستخدامه لاحقًا. 4. توليد الكهرباء: يمكن استخدامه لتشغيل التوربينات الغازية وتوليد الكهرباء عند الحاجة، دون إطلاق انبعاثات. 1.3إمكانات الهيدروجين الأخضر في التخفيف من آثار تغير المناخ. أدى العصر الصناعي إلى زيادة مستمرة في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري الناتجة عن الأنشطة البشرية، مما أحدث تغييرات ملحوظة في المناخين العالمي والمحلي. وفقًا لنموذج الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC)، وصلت انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من الوقود التقليدي إلى ذروتها خلال العقد الماضي، ويرجع ذلك بشكل كبير إلى النمو الاقتصادي في البلدان الأقل تصنيعاً [5]. وتمثل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالطاقة ثلثي انبعاثات غازات الاحتباس الحراري على مستوى العالم. الشكل (1) يوضح ارتفاع درجة الحرارة بسبب انبعاثات غازات دفيئة.تشير الألوان الى تغيير درجة الحرارة. لتجنب "التدخل البشري الخطير في النظام المناخي"، تؤكد الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (2021) على ضرورة تحقيق تخفيضات كبيرة في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري على مستوى العالم بحلول عام 2050. تهدف اتفاقية باريس إلى تحقيق صافي انبعاثات صفرية لغازات الدفيئة والحد من ارتفاع درجات الحرارة إلى أقل من درجتين مئويتين. تشير التوقعات إلى أن درجات الحرارة العالمية قد ترتفع بمقدار 1.5 درجة مئوية بحلول عام 2040، ما لم يتم تقليل الانبعاثات بشكل كبير في المستقبل القريب. "سوف يتم تجاوز الاحتباس الحراري بمقدار 1.5 درجة مئوية ودرجتين مئويتين خلال القرن الحادي والعشرين ما لم تُجرَ تخفيضات كبيرة في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وغيرها من غازات الدفيئة في العقود القادمة"، وفقًا لتقرير الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ الصادر في أغسطس 2021. للحد من ارتفاع درجة الحرارة العالمية إلى أقل من درجتين مئويتين بحلول عام 2100، يجب تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن الأنشطة البشرية بنحو 25% مقارنة بمستويات عام 2010 بحلول عام 2030، وتحقيق صافي الصفر بحلول عام 2070. يُعتبر الهيدروجين حلاً فعّالًا لدعم أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة، حيث يُسهّل دمجه مع مصادر الطاقة المتجددة التحول الضروري في أنظمة الطاقة. أصبح السعي لتحقيق هدف صافي انبعاثات صفري بحلول عام 2050 هدفًا رئيسيًا للعديد من الدول، مع تقدم ملحوظ في خفض انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. تعمل هذه الدول على تحسين موارد الطاقة وتقليل الانبعاثات. يُعتبر الهيدروجين كوقود بديل واعد، إذ لا ينتج عنه ملوثات كربونية، مما يجعله عنصرًا أساسيًا في خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في قطاعي النقل والصناعة عند إنتاجه بطرق مستدامة. يُعترف بالهيدروجين الأخضر كحل رئيسي لمواجهة تغير المناخ، حيث تسعى دول الشمال والجنوب إلى الترويج لاستخدامه. رغم كونه لا يزال في مراحله الأولية، فإنه يوفر فرصًا للدول الغنية بالموارد لتطوير صناعات الطاقة ودعم جهود إزالة الكربون. يمكن أن يساعد إنتاج الهيدروجين الأخضر بتكلفة أقل الدول الغنية بالموارد في الجنوب على تحقيق عائدات من التصدير وتلبية أهداف التنمية المستدامة، مثل المياه النظيفة والطاقة بأسعار معقولة. تشير التقنيات المرتبطة بالهيدروجين الأخضر إلى فوائد مناخية كبيرة، إذ يمكن أن تخفض الاحتباس الحراري بنسبة 91-94% على المدى القريب و92-95% على المدى البعيد مقارنة بالوقود الأحفوري. ومع ارتفاع انبعاثات الهيدروجين، قد تتقلص هذه الفوائد. تشير نتائج تقييم دورة الحياة إلى أن انخفاض انبعاثات الهيدروجين والميثان يمكن أن يقلل الاحتباس الحراري بنسبة 75% على الأقل مقارنة بالوقود الأحفوري. كما تظهر الدراسات أن المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات تقدم فوائد مناخية أكبر من المركبات التي تعمل بالهيدروجين الأزرق [6] الشكل (2) يوضح تقييم الاثار المناخية الأربعة مسارات للهيدروجين الأخضر عام 2025 م ومقارنتها ببدائل الوقود الاحفوري. التحليل: تحليل الموضوع الهيدروجين كحل مستدام. يُعتبر الهيدروجين مصدراً طاقة نظيفاً، حيث لا ينبعث منه ملوثات كربونية. يُمكن دمجه مع مصادر الطاقة المتجددة، مما يجعله جزءًا أساسيًا في تحقيق أهداف التنمية المستدامة. التحول نحو صافي انبعاثات صفري تسعى الدول لتحقيق هدف صافي انبعاثات صفري بحلول عام 2050، وهو هدف محوري يستدعي اتخاذ إجراءات جادة لتقليل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. فرص للدول الغنية بالموارد. إنتاج الهيدروجين الأخضر بتكلفة منخفضة يمكن أن يعزز من قدرات الدول النامية في تطوير صناعات الطاقة الخاصة بها، مما يفتح المجال أمام تحقيق عائدات من التصدير. فوائد مناخية. تشير الدراسات إلى أن تقنيات الهيدروجين الأخضر قد تُخفض الاحتباس الحراري بشكل كبير. ومع ذلك، فإن زيادة انبعاثات الهيدروجين يمكن أن تقلل من هذه الفوائد، مما يُبرز أهمية الممارسات المستدامة في الإنتاج. المقارنة مع البدائل الأخرى. يظهر التحليل أن المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات تفوق المركبات التي تعمل بالهيدروجين الأزرق من حيث الفوائد المناخية، مما يستدعي مزيدًا من البحث والدعم لتقنيات الهيدروجين. الخلاصة الهيدروجين يمثل فرصة واعدة لتحقيق أهداف التنمية المستدامة ومكافحة تغير المناخ. ومع ذلك، يتطلب النجاح في هذا المجال استراتيجيات فعّالة لإنتاجه بطرق مستدامة وتقليل انبعاثاته. 2.3الهيدروجين الأخضر كحل فعّال لتقليل تكاليف التخفيف من تغير المناخ تحليل دور الهيدروجين الأخضر في خفض تكاليف التخفيف من تغيّر المناخ يعتبر الهيدروجين الأخضر عنصرًا حيويًا في تحقيق الحياد الكربوني بكفاءة مالية وبيئية، حيث يلعب دورًا مهمًا في خفض تكاليف التخفيف من آثار تغيّر المناخ ضمن أنظمة الطاقة المستدامة. تشير البيانات إلى أن تكاليف تحقيق الحياد الكربوني ستصل بحلول عام 2050 إلى ما بين 8.3 و12.3 تريليون دولار، مع ارتفاع ملحوظ في الفترة بين 2045 و2050 بسبب صعوبة تحقيق الانبعاثات الصفرية. .1عدم استخدام الهيدروجين: غياب الهيدروجين في مزيج الطاقة يؤدي إلى الاعتماد على تقنيات مكلفة مثل احتجاز الكربون المباشر (DACCS) والطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون (BECCS)، مما يزيد التكاليف بنسبة تصل إلى 28% مقارنة بالسيناريوهات التي تعتمد على الهيدروجين. .2 الهيدروجين في القطاعات الصعبة الكهرباء: يعتبر الهيدروجين بديلاً فعالًا في القطاعات التي يصعب فيها الاعتماد على الكهرباء، مثل النقل الثقيل والشحن الدولي. يمكن أن يؤدي استخدام الهيدروجين إلى توفير تكاليف تصل إلى 6.4% في الشحن و5.4% في النقل الثقيل، مما يعكس أهميته في تعزيز المرونة وتقليل الاستثمارات في البنية التحتية الكهربائية. .3 التحول الصناعي: في الصناعات الثقيلة مثل الأسمنت والحديد، يُعتبر الهيدروجين الأخضر بديلاً نظيفًا يقلل الانبعاثات من العمليات الحرارية والكيميائية. رغم أن وفورات التكلفة تبدو صغيرة، إلا أن تأثيرها التراكمي كبير نظرًا لحجم هذه الصناعات في الاقتصاد العالمي. 4.توسيع سوق الهيدروجين: من المتوقع أن يؤدي توسع سوق الهيدروجين إلى خفض تكاليف الإنتاج والتوزيع، مما يجعل استخدامه أكثر جاذبية. هذه الديناميكية ستسهم في تسريع الانتقال إلى الطاقة النظيفة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. [7] الشكل (3) يوضح تحليل النفقات المرتبطة بالحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. التحليل: يمثل الهيدروجين الأخضر ركيزة حيوية في استراتيجيات التخفيف من تغيّر المناخ، حيث يقلل من الاعتماد على تقنيات مكلفة ويقدم حلولاً عملية للقطاعات الصعبة. الاستثمار في تقنيات الهيدروجين الأخضر يعد ضرورة استراتيجية لتحقيق أهداف الحياد الكربوني بأقل تكلفة ممكن. تحليل أكاديمي لدور الهيدروجين الأخضر في التخفيف من تغيّر المناخ الهيدروجين الأخضر يمثل حلاً مبتكراً وفعالاً لمواجهة تحديات تغيّر المناخ، حيث يُعزز من جهود تحقيق الحياد الكربوني. تشير البيانات إلى أن استخدامه يمكن أن يسهم في تخفيض التكاليف المرتبطة بتحقيق أهداف التنمية المستدامة ويقلل من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري. تحليل العناصر الأساسية زيادة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري يعزى الارتفاع المستمر في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري إلى الأنشطة البشرية، مما يتطلب استراتيجيات فعالة للتخفيف. وفقاً للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ، تمثل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالطاقة ثلثي إجمالي الانبعاثات. ينبغي تحقيق تخفيضات كبيرة في الانبعاثات بحلول عام 2050 لتجنب تجاوز درجات الحرارة العالمية 1.5 درجة مئوية. يتطلب ذلك تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 25% مقارنة بمستويات عام 2010 بحلول 2030. الهيدروجين كحل مستدام يعتبر الهيدروجين مصدرًا طاقة نظيفًا، حيث لا ينتج عنه ملوثات كربونية. يتيح دمجه مع مصادر الطاقة المتجددة تحقيق أهداف التنمية المستدامة وتحسين فعالية الأنظمة الطاقية. غياب الهيدروجين يؤدي إلى الاعتماد على تقنيات مكلفة مثل احتجاز الكربون، مما يزيد التكاليف بنسبة تصل إلى 28%. هذا يُبرز أهمية الهيدروجين في تقليل الأعباء المالية المرتبطة بتحقيق الحياد الكربوني. فوائد الهيدروجين في القطاعات الصعبة يعد الهيدروجين بديلاً فعالاً في القطاعات التي يصعب فيها الاعتماد على الكهرباء، مثل النقل الثقيل والشحن. يمكن أن يوفر استخدامه وفورات كبيرة تصل إلى 6.4% في الشحن و5.4% في النقل الثقيل. التوسع في سوق الهيدروجين من المتوقع أن يؤدي توسع سوق الهيدروجين إلى خفض تكاليف الإنتاج والتوزيع، مما يعزز من جاذبية استخدامه كحل مستدام. هذا سيساهم في تسريع الانتقال نحو الطاقة النظيفة. استنتاج يمثل الهيدروجين الأخضر ركيزة حيوية في استراتيجيات التخفيف من تغيّر المناخ، حيث يسهم في تقليل التكاليف ويقدم حلولاً فعالة في القطاعات التي تعاني من صعوبات في التحول إلى الكهرباء. إن الاستثمارات في تقنيات الهيدروجين الأخضر تعد ضرورة استراتيجية لتحقيق أهداف الحياد الكربوني بأقل تكلفة ممكنة. يجب على الحكومات والشركات تعزيز استثماراتها في تطوير تقنيات إنتاج الهيدروجين الأخضر وتخزينه. تشجيع البحث والابتكار: ينبغي دعم الأبحاث المتعلقة بتقنيات الهيدروجين والنقل والتخزين لتحقيق تحسينات مستمرة في الكفاءة والتكاليف. يتطلب الأمر إقامة شراكات دولية لتبادل المعرفة والتكنولوجيا في مجال الهيدروجين، مما يعزز من جهود التخفيف العالمية. يجب أن تحظى القطاعات التي يصعب كهربتها، مثل النقل الثقيل والصناعات الثقيلة، بالدعم الحكومي لتبني الهيدروجين كحل بديل. إعداد سياسات تنظيمية واضحة: من الضروري وضع سياسات تنظيمية تدعم استخدام الهيدروجين وتضمن استدامته كجزء من مزيج الطاقة العالمي. تعتبر استراتيجيات الهيدروجين الأخضر ضرورية لمواجهة تحديات تغيّر المناخ وتحقيق أهداف التنمية المستدامة، مما يتطلب استثمارات فعّالة وتعاونًا دوليًا لتحقيق نتائج مستدامة. وتشير نتائج التحليل النظري إلى أن الهيدروجين الأخضر يمثل أحد الحلول الواعدة في مسار التحول الطاقي العالمي، لما يمتاز به من خصائص بيئية واقتصادية تجعله خيارًا استراتيجيًا لتحقيق الاستدامة والحياد الكربوني. فإنتاجه من مصادر متجددة، واستخدامه في القطاعات الصعبة الكهربة، يسهمان بشكل مباشر في تقليل انبعاثات غازات الدفيئة وتحسين جودة الهواء. ومع ذلك، تظل تحديات التكلفة والبنية التحتية والتقبل المجتمعي، إضافة إلى الآثار البيئية المرتبطة بإنتاج الطاقة المتجددة، عوائق حقيقية تستدعي مواجهتها من خلال سياسات داعمة، واستثمارات موجهة نحو البحث والتطوير، وتعاون دولي فعال. إن الانتقال الفعّال نحو اقتصاد الهيدروجين الأخضر لا يعد فقط ضرورة بيئية، بل فرصة تنموية واقتصادية خصوصًا للدول النامية ذات الموارد المتجددة الغنية، ما يجعل من هذا التوجه ركيزة محورية في مواجهة التغير المناخي وتعزيز الأمن الطاقي العالمي. المراجع: Intergovernmental Panel on Climate Change. (n.d.). IPCC AR6 Synthesis Report [PDF]. MCE Clean Energy. (n.d.). Energy Expert: Green Hydrogen. Iberdrola. (n.d.). Green hydrogen. (نسخة محفوظة 2021-03-21 من موقع واي باك مشين). ElectricEngg. (n.d.). Hydrogen types. Solar Arabic. (2023, August). إنتاج هيدروجين أخضر [Green hydrogen production]. Mitsidi. (n.d.). Vantagens e desvantagens do hidrogênio verde [Advantages and disadvantages of green hydrogen]. Alroeya. (n.d.). ما هي فوائد الهيدروجين الأخضر [What are the benefits of green hydrogen]. Multaqaasbar. (2022, October). التقرير الشهري: رقم 92 لشهر أكتوبر 2022 [Monthly report: Issue 92 for October 2022]. Emirates Noor. (2024, February). Green hydrogen: Clean energy future. .[2] 3.
الرأي
٢٢-٠٦-٢٠٢٥
- الرأي
ما التكلفة الكربونية لطرح سؤال على الذكاء الاصطناعي؟
قد يبدو تأثير طرح سؤال واحد على روبوتات الدردشة المعتمدة على الذكاء الاصطناعي على البيئة محدوداً، لكن بالنظر إلى الصورة الأكبر، لا يُعتبر الأمر كذلك. ويمكن قياس التكلفة الكربونية الناتجة عن طرح سؤال نصي واحد على نموذج ذكاء اصطناعي بالغرامات من ثاني أكسيد الكربون، وهو ما يعادل نحو 0.0000001 % من البصمة الكربونية السنوية للمواطن الأميركي عادياً. ولن يُحدث طلب أو طلبان أو حتى ألف طلب تأثيراً كبيراً على مدار العام، لكن هذه التكاليف الصغيرة تبدأ في التراكم عند ضربها في مليار شخص يُغرقون نماذج الذكاء الاصطناعي بطلبات النصوص والصور ومقاطع الفيديو، بحسب تقرير لصحيفة «واشنطن بوست» الأميركية، اطلعت عليه «العربية Business». ويمكن لمراكز البيانات التي تستضيف هذه النماذج أن تستهلك كهرباء أكثر من مدن بأكملها. ويستهلك تبريد هذه الحواسيب المياه العذبة، ما يعادل زجاجة واحدة تقريباً لكل 100 كلمة من النص الذي يُنتجه روبوت الدردشة «شات جي بي تي». ولا يعني هذا أنه يجب تجنب التكنولوجيا تماماً، وفقاً لعلماء الحاسوب الذين يدرسون استهلاك الذكاء الاصطناعي للطاقة. ولكن يمكن التفكير في أوقات وطرق استخدام روبوتات الدردشة المعتمدة على الذكاء الاصطناعي. وقالت غودرون سوخر، أستاذة علوم الكمبيوتر في جامعة ميونيخ للعلوم التطبيقية: «استخدم الذكاء الاصطناعي عندما يكون استخدامه منطقياً. ولا تستخدمه في كل شيء». وبالنسبة للمهام الأساسية، قد لا تحتاج إلى الذكاء الاصطناعي، وعندما تستخدمه، يمكنك اختيار استخدام نماذج أصغر وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة. وأوضحت سوخر أنه بالنسبة للأسئلة البسيطة، مثل معرفة ساعات عمل المتجر أو البحث عن معلومة أساسية، من الأفضل استخدام محرك بحث أو الانتقال مباشرة إلى موقع ويب موثوق به بدلاً من طرح أسئلة على نموذج ذكاء اصطناعي. ويستهلك بحث «غوغل» طاقة أقل بنحو 10 مرات من سؤال «شات جي بي تي»، وفقاً لتحليل أجراه بنك غولدمان ساكس عام 2024.
الرأي
١٩-٠٦-٢٠٢٥
- الرأي
التغيّر المناخي... مستوى غير مسبوق
حذّر أكثر من 60 عالماً من أن وتيرة ومستوى مؤشرات التغير المناخي الرئيسية، من التلوث الناجم عن الكربون إلى ارتفاع مستوى البحار وصولاً إلى الاحترار المناخي، أصبحت كلّها في وضع غير مسبوق. وبلغت انبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن حرق الوقود الأحفوري وإزالة الغابات مستوى قياسياً جديداً عام 2024، وبلغ متوسطها، على مدار العقد الفائت، رقماً قياسياً هو 53.6 مليار طن سنوياً - أي 100 ألف طن في الدقيقة - من ثاني أكسيد الكربون أو ما يعادله من غازات أخرى، بحسب الخبراء. وتوصل العلماء إلى أنّ الاحترار تجاوز خلال العام الفائت عتبة 1.5 درجة مئوية للمرة الأولى، فضلاً عن أنّ الكمية الإضافية من ثاني أكسيد الكربون التي يمكن للبشر إطلاقها، مع احتمال بنسبة الثلثين للبقاء من دون هذا الحد على المدى الطويل، ستُستنفد في غضون عامين. وبحسب الدراسة المنشورة في مجلة «ايرث سيستم ساينس داتا»، تثير الوتيرة المتسارعة التي تتغير بها هذه المؤشرات المناخية القلق بقدر ما يثيره الارتفاع القياسي في درجات الحرارة وانبعاثات الكربون. وازداد الاحترار الناجم عن النشاط البشري خلال العقد الفائت بمعدل «غير مسبوق في السجلات الآلية»، وهو أعلى بكثير من متوسط الفترة 2010-2019 المسجل في أحدث تقرير للهيئة الحكومية الدولية المعنية بالتغير المناخي الصادر عام 2021. كذلك، أكد العلماء أن معدل ارتفاع مستوى البحار خلال السنوات الأخيرة مثير للقلق أيضاً. وبعد أن ارتفع مستوى المحيطات العالمية تدريجياً، بمعدل أقل بكثير من مليمترين سنوياً بين عامي 1901 و2018، ارتفع مستوى البحار بمقدار 4.3 مليمتر سنوياً منذ عام 2019. ومن المؤشرات الأخرى الكامنة وراء كل التغيرات في النظام المناخي ما يُسمى باختلال توازن الطاقة في الأرض، وهو الفرق بين كمية الطاقة الشمسية التي تدخل الغلاف الجوي والكمية الأقل منها التي تخرج منه. حتى الآن، امتصّت المحيطات 91 في المئة من الاحترار الناجم عن الأنشطة البشرية. لكن اختلال توازن الطاقة على كوكب الأرض تضاعف تقريباً خلال السنوات العشرين الفائتة، ولا يعلم العلماء إلى متى ستستمر المحيطات في امتصاص هذه الحرارة الزائدة بشكل هائل. وقد أصبح من المؤكد أنّ العالم سيشهد خلال العقد أو العقدين المقبلين تداعيات وخيمة لتغير المناخ، أسوأ مما شهده حتى اليوم.
