كيف يمكن حل مسألة الجدوى الاقتصادية لنقل المركبات التي تعمل بالهيدروجين لمسافات طويلة؟

تُتيح مركبات الهيدروجين إمكانية النقل على نطاق واسع ولمسافات طويلة وعبر المناطق، وهو ما يُمثل جزءًا هامًا من الترويج لمركبات خلايا الوقود في السوق. فما هي الصعوبات التي يجب التغلب عليها لتحقيق تشغيل تجاري مستدام حقًا؟

يُعدّ إنشاء "ممر هيدروجيني" طويل المدى، لتمكين شاحنات الهيدروجين الثقيلة من العمل في أوسع نطاق ممكن من تطبيقات نقل البضائع على الطرق السريعة لمسافات متوسطة وطويلة، ومن ثمّ تمكين سلسلة التوريد الصناعية بأكملها من الانتقال بسلاسة بين مراحل الإنتاج والتوزيع، حلقةً أساسيةً في تعزيز تسويق مركبات خلايا وقود الهيدروجين. وقد دعا وان غانغ، رئيس الجمعية الصينية للعلوم والتكنولوجيا، مرارًا وتكرارًا إلى ربط "الطريق السريع الهيدروجيني" الذي يدعم التشغيل التجريبي العابر للأقاليم لمركبات خلايا الوقود، وإنشاء "ممر هيدروجيني" يجمع بين المسافات الطويلة والقصيرة بتصميم مدروس، لتشكيل مشروع تجريبي شامل وواسع النطاق لنقل الهيدروجين.

منذ العام الماضي، ازداد عدد الحالات التي أنجزت فيها مركبات خلايا وقود الهيدروجين رحلات طويلة عبر عدة مقاطعات بشكل تدريجي. في 22 أكتوبر 2023، أكملت مركبة نقل الطاقة الهيدروجينية التابعة لشركة "ستيت باور إنفستمنت" مهمة النقل بين مقاطعتي بكين وجينان، وعادت إلى مستودع داكسينغ بسلاسة، بعد أن قطعت مسافة إجمالية قدرها 1160 كيلومترًا ذهابًا وإيابًا عبر بكين وتيانجين وخبي وشاندونغ.

في أبريل من هذا العام، انطلقت شاحنة ثقيلة تعمل بالهيدروجين، تزن 49 طنًا، ومجهزة من قبل شركة "ريشيب إنرجي"، من مطار بكين داشينغ، وبعد يومين، عبرت ست مقاطعات ومدن لتصل أخيرًا إلى شنغهاي. وفي أغسطس، عبرت مركبة لوجستية تعمل بالهيدروجين، تزن 18 طنًا، ست مقاطعات ومدن، هي بكين وتيانجين وخبي وشاندونغ وجيانغسو وتشجيانغ، ونجحت في إنشاء ممر سريع للطاقة الهيدروجينية يربط بكين بمنطقة دلتا نهر اليانغتسي.

لقد استفاد تحقيق نقل الهيدروجين على نطاق واسع ولمسافات طويلة وعبر المناطق بواسطة مركبات الهيدروجين من التقدم الذي أحرزته تكنولوجيا خلايا الوقود عالية الطاقة في بلدي في السنوات الأخيرة والنضج التدريجي لشبكات محطات إعادة تزويد الهيدروجين بالوقود في أماكن مختلفة.

فيما يتعلق بخلايا الوقود، في السابق، وبناءً على اعتبارات الموثوقية والعمر الافتراضي والتكلفة والصيانة وغيرها، كان نطاق قدرة أنظمة خلايا الوقود لمركبات النقل الثقيلة يتراوح بشكل أساسي بين 110 و130 كيلوواط. وقد بدت هذه المركبات وكأنها تواجه صعوبةً ما عند السير بسرعات عالية ولمسافات طويلة وعلى طرق معقدة. ومع التحسين المستمر لجهود تطوير تقنيات خلايا الوقود وأنظمتها في بلادنا، ازداد استخدام الشاحنات الثقيلة والمركبات الأخرى المجهزة بأنظمة تزيد قدرتها عن 130 كيلوواط، مما سيجعل نقل المركبات الهيدروجينية لمسافات طويلة أكثر سلاسةً.

في الحالة المذكورة أعلاه عبر ست مقاطعات ومدن بمسافة إجمالية تبلغ حوالي 1500 كيلومتر، تم تجهيز المركبة بنظام خلايا وقود بقدرة 180 كيلوواط من شركة Reshape Energy.

فيما يتعلق بإنشاء محطات التزود بالهيدروجين، تُعدّ منطقة بكين-تيانجين-خبي-شاندونغ-جيانغسو-تشجيانغ-شنغهاي حاليًا المنطقة الأكثر تطورًا في مجال الترويج لطاقة الهيدروجين وتطبيقها في بلادنا، كما أن شبكة محطات التزود بالهيدروجين فيها مكتملة نسبيًا. ووفقًا لإحصاءات معهد البحوث الصناعية (GGII)، فقد أنشأت بلادنا أكثر من 470 محطة للتزود بالهيدروجين، منها 161 محطة في سبع مقاطعات ومدن فقط، هي بكين وتيانجين وخبي وشاندونغ وجيانغسو وتشجيانغ وشنغهاي، مما يُسهّل عملية التزود بالهيدروجين أثناء النقل لمسافات طويلة لمركبات الهيدروجين.

بحسب التقارير، نفّذت مركبات نقل الطاقة الهيدروجينية التابعة لهم عمليتي تزويد بالهيدروجين أثناء عبورها ست مقاطعات ومدن هي بكين، وتيانجين، وخبي، وشاندونغ، وجيانغسو، وتشجيانغ. أُنجزت عملية التزويد الأولى في محطة سينوبك للهيدروجين في حي هوايين بمدينة جينان، مقاطعة شاندونغ، بينما أُنجزت الثانية في محطة وقود على طريق وينتشانغ الغربي بمدينة يانغتشو، مقاطعة جيانغسو. استهلكت هذه المهمة، التي امتدت لمسافة 1300 كيلومتر، ما مجموعه 54 كيلوغرامًا من الهيدروجين.

يُعدّ إنجاز ممر الهيدروجين الذي يمتد لآلاف الكيلومترات بواسطة مركبات الهيدروجين إنجازًا هامًا، يُظهر أن مركبات نقل الهيدروجين المتوسطة والكبيرة أصبحت واقعًا ملموسًا في مجال الخدمات اللوجستية للنقل لمسافات طويلة وحمولات ثقيلة، وذلك من منظور المنتج. مع ذلك، لا تزال حالات النقل واسعة النطاق، وطويلة المدى، وعابرة للأقاليم، لمركبات الهيدروجين قيد التجربة. ولتحقيق عمليات تجارية مستدامة، لا بد من دراسة الجدوى الاقتصادية لنقل مركبات الهيدروجين لمسافات طويلة.

صرح ليو يونغوي لمجلة "غاوغونغ للهيدروجين والكهرباء" بأنه من أجل افتتاح هذا الممر اللوجستي الأخضر الجديد بين المقاطعات، والذي يمتد على مسافة 1300 كيلومتر، تم التخطيط للمسار بعناية. وكانت الصعوبة الأكبر التي واجهتهم هي تنسيق تزويد المركبات بالهيدروجين مع محطات التزود بالهيدروجين على طول الطريق. فعلى الرغم من وجود العديد من محطات الهيدروجين على طول الطريق، إلا أن أسعار الهيدروجين تختلف من محطة لأخرى. وإذا كان سعر الهيدروجين مرتفعًا للغاية، فإن استخدام مركبات الهيدروجين سيفقد جدواه الاقتصادية.

من المعلوم أنه في الوقت الراهن، ونظرًا لتطبيق سياسات دعم الهيدروجين في العديد من مناطق بلادي، ستدعم الحكومة تزويد مركبات الهيدروجين بالوقود، ولذا يبلغ سعر الهيدروجين في المحافظات الشرقية حوالي 30-35 يوانًا للكيلوغرام. مع ذلك، فإن الشرط الأساسي للاستفادة من دعم الهيدروجين في محطات التزود بالوقود هو تسجيل المركبات في هذه المحطات. أما المركبات الأجنبية غير المسجلة، فلا يمكنها شراء الهيدروجين إلا بأسعار مرتفعة في محطات التزود بالوقود دون أي دعم.

بما أن احتياجات كل شركة تشغيل لمركبات الهيدروجين متماثلة، فإن نقطة التوازن الاقتصادي بين تزويد مركبات الهيدروجين بالوقود تختلف عن تلك الخاصة بتزويد مركبات الوقود التقليدي. فعلى سبيل المثال، عند شراء شاحنة وزنها 4.5 طن بسعر 25 يوانًا/كجم، تتساوى تقريبًا تكلفة الوقود لشاحنات الهيدروجين وشاحنات الوقود التقليدي؛ وعند سعر 35 يوانًا/كجم، تتساوى تقريبًا تكلفة الوقود لشاحنات الهيدروجين المبردة وشاحنات الوقود التقليدي المبردة. وإذا اشترت الشركة المشغلة الهيدروجين بسعر مرتفع دون دعم حكومي، فلن يكون تشغيل مركبات الهيدروجين مجديًا اقتصاديًا.

في عملية النقل، بالإضافة إلى تأثرها بسعر الهيدروجين، تُعدّ رسوم الطرق السريعة عاملاً هاماً يؤثر على الكفاءة الاقتصادية لنقل مركبات الهيدروجين. منذ بداية هذا العام، طبّقت مقاطعات شاندونغ وسيتشوان وجيلين وشنشي وأوردوس ومنغوليا الداخلية وغيرها سياساتٍ تُتيح مرور مركبات الهيدروجين على الطرق السريعة مجاناً. تُظهر الحسابات، استناداً إلى شاحنة ثقيلة وزنها 49 طناً كمثال، أنه في حال إعفاء جميع رسوم الطرق السريعة، يُمكن خفض تكلفة نقل وحدة مركبات خلايا الوقود بنسبة 25%.

مع ذلك، تواجه مركبات الهيدروجين في النقل لمسافات طويلة عبر عدة محافظات نفس المشكلة التي تواجهها عند إعادة تزويدها بالهيدروجين. فإذا لم تكن مسجلة محلياً، فلن تستفيد من السياسات التفضيلية المخصصة لحركة مركبات الهيدروجين.

على الرغم من أن مركبات الهيدروجين قادرة تقنياً على تحقيق نقل واسع النطاق، لمسافات طويلة، وعبر المناطق، إلا أن السياسات الداعمة لم تُفعّل بعد، ولم تنعكس الكفاءة الاقتصادية لنقل الهيدروجين بشكل كامل.

أوضح ليو يونغوي أن سياسات الطاقة الهيدروجينية في مختلف المقاطعات والمناطق تتسم حاليًا بتجانس نسبي، وأن نقل المركبات التي تعمل بالهيدروجين قد يحقق وفورات اقتصادية في بعض المقاطعات والمدن. ولذلك، تلجأ العديد من الشركات إلى التعاون مع محطات التزود بالهيدروجين المعتمدة لتوسيع نطاق استخدام مركبات نقل الطاقة الهيدروجينية إلى مئات الكيلومترات.

يتطلب تطوير صناعة طاقة الهيدروجين سياسات وطنية تُولي اهتمامًا خاصًا بالجوانب المتعلقة بها. ومن المؤكد أن الدولة والمناطق المختلفة ستُقدم سلسلة من التدابير التفضيلية لتشجيع استخدام مركبات الهيدروجين في المستقبل. ومع استمرار تحسين السياسات، ستتوسع شبكة محطات التزود بالهيدروجين، ما سيُحسّن تجربة مستخدمي هذه المركبات بشكل ملحوظ. وبالنسبة للمركبات التجارية، كمركبات الخدمات اللوجستية، تُساهم مركبات الهيدروجين في خفض التكاليف بشكل كبير، وتُعدّ عملية للغاية.