تخيّل قيادة سيارة تعمل كلياً بالماء ولا تُصدر أي انبعاثات على الإطلاق. يبدو الأمر وكأنه من الخيال العلمي. هذا ما كان عليه الحال حتى الآن. هذه المركبات، التي تعمل بالهيدروجين، لديها القدرة على إحداث ثورة شاملة في عالم النقل.
يواجه قطاع السيارات في الهند قراراً مصيرياً. يتزايد الطلب على السيارات الموفرة للطاقة بشكلٍ كبير، بالتزامن مع ازدياد عدد مستخدمي السيارات. وقد يؤثر هذا على الوضع الحالي لسيارات الهيدروجين في الهند.
برزت السيارات التي تعمل بالهيدروجين كبديل عملي للسيارات التقليدية التي تعمل بالبنزين والديزل ، وذلك بعد السيارات الكهربائية. ولكن في الهند، وهي دولة ذات تعداد سكاني كبير واقتصاد نامٍ وتضاريس متنوعة، هل تُعدّ سيارات الهيدروجين خيارًا عمليًا؟
لطالما استخدمت السيارات الهندية الهيدروجين. عندما تعاونت شركة النفط الهندية (IOC) وشركة ماهيندرا آند ماهيندرا (M&M) لإنشاء سيارة ثلاثية العجلات تعمل بالهيدروجين في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، كانت الهند واحدة من أولى الدول التي قامت بتجربة السيارات التي تعمل بالهيدروجين.
وعلى الرغم من أن نطاق هذه الجهود المبكرة كان مقيدًا، إلا أنها مهدت الطريق لمزيد من التقدم.
وقد خطت الهند منذ ذلك الحين خطوات كبيرة في مجال المركبات الهيدروجينية، ولكن لا يزال هناك العديد من العقبات التي يتعين التغلب عليها والكثير من الإمكانات. سنساعدك في فهم الخطط والحقائق والشائعات المحيطة بالسيارات التي تعمل بوقود الهيدروجين في الهند اليوم.
دعونا أولاً نراجع بعض المعلومات الأساسية حول FCEVs.
سيارة الهيدروجين: ما هي؟
سيارة الهيدروجين، والمعروفة أيضًا باسم مركبة خلايا الوقود (FCV)، هي مركبة تعمل بالكهرباء المنتجة من خلال تفاعل كيميائي بين الهيدروجين والأكسجين في خلية الوقود.
على غرار تعبئة السيارة بالبنزين، يتم تزويد مركبة خلايا وقود الهيدروجين بالهيدروجين في محطة التزود بالوقود. ثم تُستخدم الكهرباء المولدة أثناء استخدام الهيدروجين لتشغيل المحرك الكهربائي.
والانبعاثات الوحيدة التي تنبعث من سيارات الهيدروجين الخضراء هذه في الغلاف الجوي هي الهواء الدافئ وبخار الماء. عند مقارنتها بالسيارات ذات محركات الاحتراق الداخلي التقليدية، فمن المعروف أنها أكثر قوة وكفاءة.
سيأتي مستقبل الطاقة النظيفة وغير المكلفة للهند من استخدام التكنولوجيا الجديدة والمحسّنة لإنتاج الهيدروجين الأخضر من المواد النباتية ومصادر الطاقة النظيفة.
كيف تعمل السيارة التي تعمل بالهيدروجين؟
تتكون سيارة خلايا الوقود بشكل أساسي من العديد من خزانات الوقود المضغوطة التي توفر مجموعة من خلايا الوقود.
تتكون المكدسة من خلايا فردية تنتج كل منها أقل من فولت واحد من الكهرباء، لذلك يتم توصيل المئات منها لإنتاج الجهد اللازم لتشغيل المحرك الكهربائي.
إن عملية إجبار الهيدروجين على التفاعل مع الأكسجين داخل خلية الوقود تنتج الطاقة. الماء هو المنتج الوحيد. نظرًا لأن الهيدروجين ناقل ممتاز للطاقة، فإن القليل منه يمكن أن يطلق كمية كبيرة من الطاقة لتشغيل السيارة.
وهذا يعني أيضاً أن الهيدروجين شديد الانفجار إذا تسرب، ولهذا السبب، كلما ذكر أحدهم السيارات التي تعمل بالهيدروجين، ستقرأ حتماً أو ترى إشارات إلى انفجار منطاد هيندنبورغ عام 1937.
ولكن كان ذلك قبل 86 عامًا، ومنذ ذلك الحين، حدث الكثير فيما يتعلق بتخزين الهيدروجين واستخدامه. تعتبر خزانات الوقود البترولي مادة أخرى شديدة الاشتعال ونكتفي بالعيش معها يوميًا. وبالمقارنة، فإن خزانات وقود الهيدروجين الحديثة آمنة بنفس القدر، إن لم تكن أكثر أمانًا.
عادة، لديهم طبقة من الألياف الزجاجية حول غلاف من ألياف الكربون. ويمكنها تحمل ضعف الضغط التشغيلي عندما تكون محاطة بأجهزة استشعار بقدر ما تستطيع عادة.
سيارات الهيدروجين في الهند: نظرة عامة
كخيار ثالث محتمل، تقوم حكومة الهند (GOI) بالتحقيق في استخدام السيارات التي تعمل بالهيدروجين من خلال السياسة الوطنية لمهمة الهيدروجين الأخضر (NGHMP).
تعتبر استراتيجية تشجيع استخدام الطاقة المتجددة في جميع القطاعات الاقتصادية عنصرًا رئيسيًا في تحول الطاقة في الهند، وقد تمت الموافقة عليها من قبل حكومة الهند في يناير 2022.
نظرًا لأنه يمكن أن يدعم النقل النظيف، ويحل محل الوقود الأحفوري في الصناعة، ويتيح تخزين الطاقة المتجددة على المدى الطويل، وربما حتى تسهيل توليد الطاقة اللامركزية والطيران والنقل البحري، يُنظر إلى الهيدروجين الأخضر (GH) كبديل واعد لتسهيل ذلك. انتقال.
والهدف هو إنتاج ما لا يقل عن 5 مليون طن متري من GH سنويًا بحلول عام 2030، مع إمكانية الوصول إلى 10 مليون طن متري سنويًا مع خيارات التصدير، لتحقيق الأهداف المذكورة أعلاه.
ستشجع البعثة على استبدال الطاقة المتجددة والمواد الأولية المعتمدة على غاز النمو بالوقود الأحفوري والمواد الأولية المشتقة من الوقود الأحفوري.
وسيشمل ذلك إنتاج الفولاذ، ومزج هرمون النمو في أنظمة توزيع الغاز في المدينة، واستبدال الهيدروجين المشتق من مصادر الوقود الأحفوري بـ GH في إنتاج الأمونيا وتكرير النفط، واستخدام الوقود الاصطناعي المشتق من GH (مثل الميثانول الأخضر والأمونيا) ليحل محل الوقود الأحفوري. الوقود في مجموعة متنوعة من الصناعات، مثل النقل والطيران والتنقل.
ويتوقع المطلعون على الصناعة أن السيارات التي تعمل بالطاقة GH، وخاصة المركبات التجارية، سوف تهيمن على سوق السيارات الهندي في المستقبل.
فهي أخف من بطاريات الليثيوم أيون، وتتمتع بكثافة طاقة أكبر، ومدى أطول، وتتطلب وقتًا أقل لإعادة التعبئة مقارنة بالسيارات الكهربائية، على سبيل المثال لا الحصر من فوائدها العديدة.
علاوة على ذلك، فإن بناء محطات وقود الهيدروجين أقل تكلفة من تركيب البنية التحتية لشحن المركبات الكهربائية في جميع أنحاء البلاد.
تتمتع المركبات التي تعمل بالهيدروجين الأخضر بفوائد كبيرة، ولكن هناك عدة أسباب وراء تقييد اعتمادها في الهند. تعد التكلفة العالية لتصنيع وتخزين وقود الهيدروجين إحدى العقبات الرئيسية.
يعد التوسع في استخدام المركبات التي تعمل بالهيدروجين الأخضر أمرًا صعبًا نظرًا لعدم وجود بنية تحتية كافية حاليًا لتوليد الهيدروجين وتخزينه.
تبلغ تكلفة وقود الهيدروجين الأخضر حاليًا 4 دولارات لكل 0.001 طن متري، ولكن بحلول عام 2025، من المتوقع أن تكون أقل من دولار واحد.
ونتيجة لذلك، فإن العديد من الشركات المصنعة للمعدات الأصلية المحلية والأجنبية (OEMs) تطلق بحماس سياراتها والتقنيات المرتبطة بها داخل صناعة السيارات الهندية.
وفي حين أن الهند لا تزال في المراحل الأولى من تطوير المركبات التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية والتكنولوجيات ذات الصلة، فإن هذا يوفر آفاق التصدير للشركات الأمريكية التي تقدم حلول الهيدروجين الأخضر، بما في ذلك المحولات، ومجموعات نقل الحركة، والمركبات التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية، بين العديد من المنتجات الأخرى.
سيارات الهيدروجين في الهند: التخمينات
سيارات الهيدروجين القادمة في الهند
لا توجد أي مركبات تعمل بالهيدروجين متاحة للشراء في الهند في الوقت الحالي. ومع ذلك، فقد صرح بعض صانعي السيارات أنهم يريدون بيع هذه السيارات في الهند.
سيكون من المثير للاهتمام أن نرى كيف يمكن مقارنة تكلفة سيارات الهيدروجين في الهند بتكلفة السيارات الكهربائية. من المتوقع أن تبلغ تكلفة سيارة تويوتا ميراي، وهي السيارة الهيدروجينية الأكثر شهرة في الهند، 60 ألف روبية هندية.
وقعت شركة تويوتا ووكالة اختبار المركبات التابعة للحكومة الهندية، المركز الدولي لتكنولوجيا السيارات (iCAT)، مؤخراً اتفاقية تفاهم.
تهدف شراكتهم إلى إجراء تقييم شامل للجيل الثاني من ميراي، وهي سيارة كهربائية تعمل بخلايا الوقود (FCEV). يتضمن هذا المشروع اختبار سيارة ميراي على نطاق واسع لمعرفة مدى جودة أدائها في الظروف الهندية، بما في ذلك درجة الحرارة وحالة الطرق.
أعربت بعض شركات صناعة السيارات الأجنبية والهندية عن اهتمامها بالمركبات التي تعمل بالهيدروجين. أعلنت كل من شركات Ashok Leyland وMahindra & Mahindra وTata Motors عن نيتهم إنتاج سيارات تعمل بخلايا وقود الهيدروجين.
علاوة على ذلك، مكنت الشراكات مع شركات صناعة السيارات العالمية مثل هيونداي وتويوتا من بيع السيارات التي تعمل بالهيدروجين في الهند.
1. تويوتا ميراي
بدأت وزارة النقل البري والطرق السريعة بالاتحاد برنامجًا تجريبيًا للسيارات الكهربائية المتقدمة التي تعمل بخلايا الوقود (FCEVs) المعتمدة على الهيدروجين في مارس 2023. وقد تم ذلك بالتعاون مع المركز الدولي لتكنولوجيا السيارات، أو ICAT، وتويوتا كيرلوسكار موتور.
هدف المشروع هو دراسة وتقييم مدى جودة أداء سيارة تويوتا ميراي، وهي واحدة من أولى السيارات الكهربائية التي تعمل بوقود الهيدروجين في جميع أنحاء العالم، على الطرق الهندية وفي مناخ البلاد.
وفيما يتعلق بمواصفات السيارة، تستطيع ميراي قطع مسافة 650 كيلومتراً بخزان هيدروجين ممتلئ. وتستطيع السيارة أن تصل إلى سرعة عالية تبلغ 175 كم/ساعة، وتتسارع من 0 إلى 100 كم/ساعة خلال 9 ثوانٍ.
إذا كان لديك إمكانية الوصول إلى محطة للتزود بالوقود الهيدروجيني، فيمكنك تجديد خزان الهيدروجين في غضون دقائق، وهو ما يعد إحدى المزايا الرئيسية لـ Mirai.
إذا سارت الاختبارات الأولية لسيارة ميراي بشكل جيد، فقد تطلق تويوتا السيارة في الهند. ومع ذلك، لا يوجد أي مؤشر رسمي حول متى سيكون Mirai متاحًا في الهند. إذا تم تقديمه، فيجب أن تكلف سيارة الهيدروجين حوالي روبية. صالة العرض السابقة 60 ألفًا.
2. هيونداي نيكسو 2023
أعلنت شركة Hyundai Motor Corporation عن نيتها الانتقال إلى علامة تجارية خالية من الكربون بحلول عام 2045. وسيتم الكشف عن النسخة المحسنة من Hyundai Nexo الأصلية خلال معرض فرانكفورت للسيارات 2021 (IAA 2021). تم التحقق منه (عبر مجلة HMG Journal) في مارس 2018.
مع خزان هيدروجين واحد، يمكن لـ Nexo السفر لمسافة تصل إلى 611 كيلومترًا ويبلغ الحد الأقصى لانتاج الطاقة 120 كيلووات. كما تشتمل السيارة على شاشة تعمل باللمس مقاس 10.25 بوصة ومجموعة أدوات رقمية مقاس 12.3 بوصة.
سيارات الهيدروجين في الهند: الحقيقة
محطات التزود بالوقود الهيدروجيني في الهند
على الرغم من أنها تحتاج إلى مرافق للتزود بالوقود لتوزيع غاز الهيدروجين، إلا أن مركبات خلايا وقود الهيدروجين تعد بديلاً هائلاً للسيارات التقليدية التي تعمل بالبنزين.
ولحسن الحظ، تعمل الهند على بناء بنيتها التحتية للتزود بالوقود الهيدروجيني خطوة بخطوة للتحضير لزيادة عدد المركبات التي تعمل بالهيدروجين على الطرق الهندية في المستقبل.
يوجد الآن محطتان مهمتان لتزويد الوقود الهيدروجيني في الهند: إحداهما في المعهد الوطني للطاقة الشمسية في جوروجرام والأخرى في مركز البحث والتطوير الهندي للنفط في فريد آباد. ومن المتوقع أن تحصل مدن مثل بنغالورو وبيون على مرافق التزود بالوقود الهيدروجيني بالإضافة إلى هذه المرافق.
ولتشجيع استخدام مركبات خلايا الوقود الهيدروجيني، اقترحت الحكومة أيضًا إنشاء ممرات هيدروجينية على الطرق التي تربط تشيناي وبنغالورو ودلهي ومومباي.
لا تزال البنية التحتية للتزود بالوقود الهيدروجيني في الهند في مهدها، ولكن نظرًا لأن المزيد من شركات صناعة السيارات ترغب في بيع مركبات تعمل بخلايا وقود الهيدروجين في البلاد، فمن المتوقع أن تتوسع بسرعة في السنوات القادمة.
سعر وقود الهيدروجين
يعد النقص الحالي في البنية التحتية لمحطات التزود بالوقود الهيدروجيني في الهند أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل وقود الهيدروجين أكثر تكلفة من الوقود التقليدي. على الرغم من أن بعض المدن لديها عدد صغير من محطات التزود بالوقود الهيدروجيني، إلا أن نقل وتخزين وقود الهيدروجين قد يكون مكلفًا بسبب نقص البنية التحتية.
علاوة على ذلك، فإن عملية إنتاج وقود الهيدروجين عن طريق إعادة تشكيل غاز الميثان بالبخار أو التحليل الكهربائي تحتاج إلى الكثير من الطاقة وقد تكون مكلفة.
على الرغم من أن السيارات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين تعد بديلاً متطورًا للمركبات التقليدية التي تعمل بالوقود، إلا أن أحد الاستفسارات الشائعة هو مقدار تكلفة وقود الهيدروجين لهذه المركبات.
يتراوح سعر وقود الهيدروجين في الهند حاليًا من 300 إلى 400 روبية هندية للكيلوغرام الواحد، وهو أغلى بكثير للتر الواحد من سعر البنزين أو الديزل.
من المهم أن نأخذ في الاعتبار أنه من المتوقع أن تنخفض تكلفة وقود الهيدروجين مع إنتاج المزيد من مركبات خلايا الوقود، وفتح المزيد من محطات تعبئة الهيدروجين، وانتشار المركبات التي تعمل بالهيدروجين.
سيارات الهيدروجين في الهند: الخطط
أظهرت الحكومة الهندية التزامها ببناء قدرة البلاد على إنتاج ما لا يقل عن 5 ملايين طن متري (MMT) من الهيدروجين الأخضر سنويًا، إلى جانب 125 جيجاوات إضافية من الطاقة المتجددة.
وتسعى المهمة أيضًا إلى جعل الهند موردًا ومنتجًا عالميًا رئيسيًا للهيدروجين الأخضر. تلقت البعثة الوطنية للهيدروجين الأخضر استثمارًا أوليًا قدره 19,744 كرور روبية (أكثر من 2 مليار دولار أمريكي) من مجلس الوزراء الاتحادي.
والآن أصبحت الهند في طريقها نحو الاستدامة، حيث تشير التقديرات إلى أن هذه المهمة قادرة على منع نحو 50 مليون طن متري من انبعاثات الغازات الدفيئة سنويا بحلول عام 2030.
قامت وزارة الطاقة الجديدة والمتجددة بنقل مذكرة مجلس الوزراء التي توضح بالتفصيل معايير المهمة فيما يتعلق بالبحث والتطوير والتزامات استهلاك الهيدروجين الأخضر.
استثمارات الحكومة الهندية
خصصت الحكومة 17,490 كرور روبية (88.6%) من إجمالي ميزانية المهمة في إطار برنامج التدخلات الإستراتيجية لانتقال الهيدروجين الأخضر (SIGHT) كحافز لإنتاج الهيدروجين الأخضر والمحللات الكهربائية.
بحلول عام 2030، من المتوقع أن تجلب المهمة الوطنية للهيدروجين الأخضر ما مجموعه 800,000 كرور روبية من الاستثمار وتولد حوالي 600,000 فرصة عمل.
التأثير على صناعة الشاحنات الثقيلة
على الرغم من أنه من غير المتوقع أن تكون على الطريق حتى وقت لاحق من هذا العقد، فمن المتوقع أن تلعب الشاحنات الثقيلة دورًا كبيرًا في مجال التنقل الهيدروجيني. ومن المتوقع أن تعمل 12,000 شاحنة FCEV ثقيلة على الطرق السريعة الهندية بحلول عام 2030.
على الرغم من أنها تشكل جزءًا صغيرًا نسبيًا من جميع السيارات على الطريق، إلا أن المركبات الثقيلة مسؤولة عن ما يقرب من ثلث انبعاثات الغازات الدفيئة. يؤكد هذا الرقم على ضرورة التحول إلى مركبات FCEV بدلاً من المركبات الثقيلة.
ويتمتع القطاع الخاص الآن بثقة أكبر بفضل الإجراءات الحكومية. وقعت شركة تاتا موتورز وشركة كومينز، المورد العالمي لتقنيات الهيدروجين وحلول الطاقة، اتفاقية تعاون للعمل معًا على حلول تكنولوجيا الدفع منخفضة ومنعدمة الانبعاثات للمركبات التجارية في الهند.
وستكون أنظمة المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية، وخلايا الوقود، ومحركات الاحتراق الداخلي (ICEs) التي تعمل بالهيدروجين، جزءًا من هذه الشراكة.
توفر الشراكات بين الشركات، مثل الشراكة بين شركة Cummins وشركة Tata Motors، انطباعًا إيجابيًا وتسلط الضوء على مهمة الهيدروجين الأخضر الوطنية كمنصة ممتازة لإدخال مركبات FCEV إلى الهند.
خاتمة
لا يزال استخدام الهند للمركبات التي تعمل بالهيدروجين في مراحله الأولى. ولإتاحتها لعامة الناس، لا بد من القيام بالكثير من العمل. بعض العقبات التي قد تواجهها هذه السيارات في طريقها إلى السوق الهندية هي البنية التحتية الكافية، ومحطات الوقود، والوعي العام.
هناك شيء واحد مؤكد، مع الأخذ في الاعتبار جميع المزايا التي توفرها: أيام السيارات التقليدية التي تعمل بالبنزين والديزل تقترب من نهايتها.