مستقبل اقتصاد الهيدروجين: الآثار الاقتصادية على أسواق الطاقة

أمن الطاقة وتنويعها

ويقلل الهيدروجين من الاعتماد على النفط والغاز المستوردين عن طريق تمكين البلدان من إنتاج الوقود محليا من الموارد المحلية المتجددة، وهذا أمر له قيمة خاصة بالنسبة للبلدان التي لديها إمكانات هائلة من الطاقة الشمسية أو الرياح، ولكن احتياطيات الوقود الأحفوري محدودة، ومن خلال تنويع مصادر الطاقة، تعزز الهيدروجين القدرة على التكيف الجغرافي السياسي. واليابان وكوريا الجنوبية ، يستثمر كل من مستوردي الطاقة الرئيسيين بشكل كبير في سلاسل الإمداد الدولية بالهيدروجين، بما في ذلك الشراكات.

الابتكار وتدفقات رأس المال

ويحفز سباق الهيدروجين على الانجازات التكنولوجية في التحلل الكهربائي، وتصميم خلايا الوقود، وتخزين الهيدروجين، والنقل، وقد تضاعفت ملفات البراءات الخاصة بتكنولوجيات الهيدروجين ثلاث مرات منذ عام 2010، حيث يتدفق رأس المال الاستثماري والإنفاق على أساس النتائج المؤسسية إلى مبدئيات تطوير مواد حفازة جديدة، وتخزين الهيدروجين الصلب، وكموجات عالية الكفاءة.

التحديات والمخاطر الاقتصادية

وعلى الرغم من التفاؤل، يواجه اقتصاد الهيدروجين حواجز هائلة يمكن أن تبطئ من التبني وتخلق تشتات اقتصادية.

ارتفاع تكاليف الإنتاج والهياكل الأساسية

والعقبة الوحيدة الأكبر هي التكلفة، إذ لا تزال الهيدروجين الأخضر باهظة التكلفة بالنسبة لمعظم التطبيقات بدون إعانات، وحتى مع الانخفاض المتوقع، والخطوط الأساسية الأولية، ونباتات التصفيح، وكهوف التخزين، وملايين محطات الوقود - التي تحتاج إلى بلايين الغازات الأولية، وهناك مشكلة كلاسيكية تتعلق بالدجاج والزئبق: فالطلب منخفض لأن العرض باهظ التكلفة، والبنى التحتية شحيحة، في حين أن الاستثمار في البنية التحتية ينطوي على مخاطر دون طلب مضمون.

فقدان كفاءة الطاقة

إن كفاءة استخدام الهيدروجين في المرحلتين ذهابا وإيابا، ونقله وتحويله إلى الكهرباء، كثيرا ما يقل عن ٤٠ في المائة، وهذا يقارن بصورة غير مواتية بالكهرباء المباشر باستخدام البطاريات، وهو ما يمكن أن يتجاوز ٨٠ في المائة من الكفاءة، وبالنسبة للقطاعات التي يمكن أن تكون مكهربة مباشرة، فإن الهيدروجين قد لا يكون الخيار الأكثر اقتصادا، وهذا يحد من سوقه القابلة للتداول بالدرجة الأولى في التطبيقات التي يكون فيها النقل بالكهرباء عاليا.

عدم اليقين في السوق والسياسات

ويعتمد الاستثمار في مشاريع الهيدروجين على أطر سياسات مستقرة، بما في ذلك الإعانات، وتسعير الكربون، وولايات الطاقة المتجددة، وعلى عدم اتساق الدعم الحكومي - على سبيل المثال، تغيير خطط الإعانة أو التأخيرات في تنظيم احتجاز ثاني أكسيد الكربون - مما يُحدِد مخاطر الاستثمار، كما أن التقلب الأخير في أسعار الغاز الطبيعي قد أظهر أيضاً أن الحالة الاقتصادية للهيدروجين الأزرق يمكن أن تتغير بسرعة، علاوة على ذلك، لا توجد سوق عالمية لبقع الهيدروجين بعد؛ ومعظم الإمدادات تنتج في الموقع من أجل إدارة الأسقفية.

الآثار المترتبة على أسواق الطاقة العالمية

ومن شأن اقتصاد الهيدروجين النضج أن يغير بصورة أساسية هيكل التجارة والتسعير العالميين في مجال الطاقة.

طرق التجارة الجديدة والجيوبوليت

ويسود تجارة الطاقة اليوم بالنفط والغاز الطبيعي المنتقل من المناطق الغنية بالموارد إلى مراكز الاستهلاك، وفي اقتصاد الهيدروجين، أصبحت البلدان التي لديها طاقة متجددة وفرة، مثل استراليا وشيلي والمغرب والمملكة العربية السعودية، المصدرين الرئيسيين للأمونيا الخضراء أو الهيدروجين السائل، مما يمكن أن يبعد الطاقة الجيوسياسية عن منتجي الوقود الأحفوري نحو البلدان الغنية بالمتجددة، وعلى سبيل المثال، أعلنت استراليا عن خططها للتصدير عن طريق الاستثمار الثنائي البالغ ٢٠ بليون دولار.

تكوين الأسعار والمنافسة

وعلى عكس النفط الذي يُقاس بأسعاره عالمياً، فإن تكاليف الهيدروجين تختلف اختلافاً كبيراً بطرائق الإنتاج والموقع وتطبيق الاستخدام النهائي، ومع تطور الأسواق، قد ينشأ نظام تسعير متعدد المستويات، حيث أن الهيدروجين الأخضر يُعطي علاوة على خصائصه البيئية، بينما يواجه الهيدروجين الرمادي عقوبات متزايدة على الكربون.() وتظل محاور التسعير الإقليمية - مثل مقياس الهيدروجين الأوروبي للخلفية أو ما هو مقترح [FLT: 0]Hy.

الأثر على أسواق الكهرباء

ويضيف التحلل الكهرومغناطيسي الكبير للهيدروجين الأخضر مصدراً مرناً جديداً للطلب على شبكات الطاقة الكهربائية، ويمكن تشغيل الكهرباء خلال فترات انخفاض أسعار الكهرباء (مثلاً عندما يكون توليد الطاقة الشمسية أو الرياح وفرة)، مما يساعد على استيعاب فائض الإنتاج المتجددة والحد من ذلك، مما يمكن أن يحسن اقتصاديات مزارع الرياح والشمس ويستقر عمليات الشبكة، وعلى العكس من ذلك، إذا كانت سلاسل إنتاج الهيدروجين تؤدي بسرعة إلى زيادة في الأسواق دون تكامل مناسب.

أطر السياسات العامة وسائقي الاستثمار

ويتطلب تحقيق الإمكانات الاقتصادية للهيدروجين دعما قويا في مجال السياسات عبر أبعاد متعددة.

الإعانات والحوافز الضريبية

ويتضمن قانون الولايات المتحدة لخفض التضخم ائتماناً ضريبياً لإنتاج الهيدروجينات النظيفة يصل إلى 3 دولارات لكل كيلوغرام، مما يمكن أن يحقق التكافؤ بين الهيدروجين الأخضر والهيدروجين الرمادي، ويستخدم مصرف الهيدروجين التابع للاتحاد الأوروبي آلية مزاد تنافسية لتخصيص الإعانات للإنتاج المحلي والواردات، وهذه الحوافز تشكل عائقاً أمام المشاريع، ولكن يتعين أن تكون مستقرة على مدى عقود لاجتذاب رأس المال المنخفض التكلفة.

خصخصة الكربون والولايات

ويحسن ارتفاع أسعار الكربون في إطار آليات مثل نظام الاتحاد الأوروبي لتجارة الانبعاثات مباشرة القدرة التنافسية للهيدروجين النظيف، فعلى سبيل المثال، وبأسعار كربون تبلغ 100 يورو للطن الواحد، يصبح الهيدروجين الرمادي حوالي 0.8 إلى 1.0 لكل كيلوغرام أكثر تكلفة، ويغلق الفجوة مع الشبكة الخضراء، وينفذ بعض مقرري السياسات أيضاً ولايات الهيدروجين [منتجات الخليعة من الأرض] المتجددة [مطالبة من حيث النقل إلى 1] في الصناعة.

المعايير الدولية والتصديق

(ب) تمكين التجارة والتعاريف المشتركة وخطط التصديق على كثافة الكربون في الهيدروجين، وتعمل منظمات مثل الشراكة الدولية من أجل خلايا الهيدروجين والوقود في الاقتصاد [و] [خطة رائدة] هي ] مجلس الهيدروجين على منهجيات، دون معايير مقبولة عالمياً، يمكن للمنتجين أن يتأكدوا من الحواجز التجارية.

التوقعات المستقبلية والخاتمة

إن اقتصاد الهيدروجين ليس رصاصة فضية، ولكنه عنصر لا غنى عنه في نظام الطاقة المكشوف تماماً، ويشير النموذج الاقتصادي الذي وضعه المعهد إلى أن الهيدروجين يمكن أن يشكل 12-20 في المائة من إجمالي الاستهلاك النهائي للطاقة بحلول عام 2050، مما يقلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون التراكمية بنسبة 70-80 غيغاتون مقارنة بسيناريو العمل المعتاد، وسيتطلب الانتقال إجراءات منسقة على صعيد الحكومات والصناعات والمستثمرين.

وفي الأجل القريب، ستكون أكثر التطبيقات فعالية من حيث التكلفة بالنسبة للهيدروجين في الصناعة (الدمونيا والميثانول وتنقيح الفولاذ) والنقل الثقيل (الشاحنات والسفن والقطارات) وبحلول عام 2030، يمكن أن يبدأ الهيدروجين في تشريد الغاز الطبيعي في التدفئة وتوليد الطاقة، والجائزة الطويلة الأجل هي نظام للطاقة يتسم بالمرونة ويزيل النمو الاقتصادي من الاعتماد على الوقود الأحفوري.

غير أن الآثار الاقتصادية ليست إيجابية بشكل موحد، إذ قد تواجه المناطق التي لديها احتياطيات عالية رخيصة من الغاز الطبيعي أصولاً متقطعة إذا ما أبطأت التنويع، إذ يمكن أن يشهد المصدرون التقليديون للطاقة - روسيا، وأعضاء منظمة البلدان المصدرة للنفط انخفاضاً في الطلب، وعلى العكس من ذلك، يمكن للبلدان التي تستثمر مبكراً في البنية التحتية وتكنولوجيا الهيدروجينية أن تجني إيرادات كبيرة من الصادرات والقدرة التنافسية الصناعية، والعامل الرئيسي هو إدارة الانتقال بتخطيط الاقتصادي الدقيق، والتعاون الدولي، وسياسة متكيفة تتكيف مع تطور التكاليف والتكنولوجيات.

إن اقتصاد الهيدروجين قادم - ليس بين عشية وضحاها، ولكن مع ما يكفي من الزخم لإعادة تشكيل أسواق الطاقة بشكل عميق، ففهم مواهبه الاقتصادية اليوم سيساعد المستثمرين وصانعي السياسات والأعمال التجارية على تهدئة الفرص والمخاطر التي ينطوي عليها الغد.