مستقبل السيارات الهيدروجينية في اليابان

صرّح ثلاثة من أكبر مصنعي السيارات في اليابان منذ نحو عامين عن مبادرة هدفها دفع عجلة الصناعة المحلية لمنافسة نظرتيها الألمانية والصينية. حيث سيقوم الثلاثة بتوحيد جهودهم لزيادة عدد محطات إعادة تعبئة الهيدروجين بشكل هائل في اليابان كجزء من مخطط لجعل الهيدروجين وقود المستقبل. وقد اجتمعت شركة تويوتا للسيارات مع شركة نيسان وبالإضافة لشركة هوندا في مشروع مشترك مع بضعة من شركات الوقود والطاقة العالمية للعمل على بناء 80 محطة هيدروجينية جديدة خلال الأربع سنوات القادمة، كتتمة لمئة وواحد محطة إعادة تعبئة قيد الإنشاء.

آمال كبيرة

ومن المخطط أن يصبح المشروع من أهم المشاريع الرائدة في العالم، حيث سيقود حملة لوضع أنظمة بيئية صارمة. وستقوم هذه الأنظمة بدفع عجلة التطور لإنتاج جيل جديد من المركبات الصديقة للبيئة. ولقد قامت هذه الأنظمة البيئية الصارمة في اليابان بالتركيز على خلايا الوقود التي تجمع الهيدروجين مع الأكسجين لإنتاج تفاعل كهروكيميائي يقوم بتزويد المركبات والمنازل بالطاقة. وقال المتحدث باسم تويوتا “جون إيف جول” خلال لقائه مع المجلة التابعة لغرفة التجارة الأمريكية في اليابان: “إن الهيدروجين بالذات يعد مصدراً بديلاً واعداً للوقود، كونه يمكن إنتاجه باستخدام عدة خيارات من العناصر الأولية، ويمكن أيضاً إنتاجه من الماء باستخدام الطاقة الحرارية وطاقة الرياح.” وأضاف قائلاً: “إن كثافة طاقة الهيدروجين المضغوط أعلى من نظيرتها لدى البطاريات، ويعد تخزينه ونقله أسهل، ويمكن استخدامه كوقود للسيارات ولتزويد المنازل بالطاقة أيضاً. ويمكن استخدام الهيدروجين في نطاق واسع من التطبيقات، منها المولدات الكهربائية عالية الجودة”.

وأضاف: “إن السيارات العاملة بخلايا الوقود تساهم بتنويع مصادر الوقود، ولا تقوم أثناء عملها بنفث غاز ثاني أكسيد الكربون أو أية مواد ضارة للبيئة تذكر، بالإضافة إلى أنها تقدم نفس الراحة والسهولة التي تقدمها السيارات التي تعمل بالوقود مع وقت للشحن لا يتجاوز ثلاث دقائق.” وكانت تويوتا تقوم بتطوير سيارات خلايا الوقود منذ عام 1992، وفي عام 2002 بدأت بتأجير سياراتها ذات الدفع الرباعي التي تعمل على خلايا الوقود، وانتشرت بشكل حصري في اليابان والولايات المتحدة. وقال “جون” بأنه قد تطلب الكثير من الوقت لتطوير سيارات تعمل على خلايا الوقود وذات كفاءة وسعر مناسبين للسوق، وعلى الرغم من ذلك فإن عملية إعادة الشحن ما هي إلا عقبة أخرى، مع الأخذ بعين الاعتبار بأنه يمكن للسيارة قطع مسافة (595 كم) دون الحاجة للتزود بالوقود.  بشكل عام، تعد اليابان في مقدمة الدول التي تعمل على ترويج تقنيات الطاقة الهيدروجينية، وذلك لسببين؛ أحدهما هو الرغبة في تقليل الانبعاثات الضارة للبيئة والسبب الآخر هو تحقيق أمن الطاقة.

“نحن في تويوتا نأخذ التحديات البيئية – كالاحتباس الحراري وتلوث الهواء ومحدودية مصادر الطاقة الطبيعية – على محمل الجد. ولذلك نحن نؤمن بأنه لا يمكن الاستغناء عن فكرة التوجه نحو السيارات الكهربائية.” – “جون”.

وأردف قائلاً: “تجدر الإشارة إلى أن السيارات التي تعمل على خلايا الوقود تعد سيارات كهربائية أيضاً، و لدى تويوتا خبرة كبيرة بهذا المجال. والفضل في ذلك يعود لتطويرها وبيعها للسيارات الهجينة لفترة طويلة.” على الرغم من أن حصة السوق من السيارات الهيدروجينية ستبقى منخفضة نسبياً لبعض الوقت، إلا أن منظمة المناخ الأوروبية تنبأت بارتفاع كبير في أسهمها في منتصف القرن الحالي. ويتنبأ تقرير المنظمة الصادر في شباط (فبراير) 2018 بعنوان “تزويد مستقبل أوروبا بالطاقة” بزيادة أسهم السيارات الهيدروجينية بنسبة 10% بحلول 2035، و19% بحلول عام 2040 و26% لعام 2050.

الطريق أمام هذا المشروع لايزال طويلاً

وقال “جورج هانسن” – مدير مشروع سيارات خلايا الوقود التابع لشركة جنرال موتورز في اليابان بأن شركته بدأت بالعمل على أول سيارة تعمل بشكل كامل بخلايا الوقود قبل 50 سنة. وأضاف “كانت السيارة عملية جداً وشكلها أقرب للسفينة الفضائية من السيارة، وكون التقدم الحقيقي لهذه التقنية قد بدأ في أواخر التسعينات من العام الماضي فقد أحرزنا تقدماً ملحوظاً في تطوير السيارات خلال تلك الفترة، وفي عام 2000، أصبحت الشركة متخصصة في تصنيع خلايا الوقود، ولكن التقدم الحقيقي بدأ مؤخراً – عام 2015 تقريباً – حينها بدأنا بإنتاج سيارات خلايا الوقود بأعداد كبيرة نسبياً.” وأردف قائلاً: “وكحال جميع تقنيات السيارات؛ ستقل تكلفة إنتاجها وتزيد جودتها مع الوقت ليصبح الأمر البديهي هو اقتناء سيارة تعمل بخلايا الوقود”. وقد دمجت شركة جنرال موتورز الأمريكية – والتي يقع مقرها الرئيسي في ولاية ميشيغان – مشروعها المتعلق بخلايا الوقود مع مشروع مماثل له في شركة هوندا – الواقعة في مدينة توتشيغي – وبدأت الشركتين مشروع مشترك لتصنيع نظام خلايا الوقود ومن المتوقع أن يبدأ عام 2020. وقال هانسن: “تعد حكومتي اليابان والولايات المتحدة الأمريكية من الداعمتين بقوة لأي عمل يهدف لتقدم تقني في هذا المجال، على الرغم من أن سبل الدعم قد تختلف من بلد لآخر. في اليابان مثلاُ يميل التوجه لأن يكون نابعاً من المركز، حيث تقوم وزارة الاقتصاد والتجارة والصناعة بتوجيه كافة الصناعات نحو الطاقة الهيدروجينية – شاملة بذلك السيارات والأجهزة ومعدات المنازل – بالإضافة لشركات الطاقة التي عملت على تطوير خطة شاملة لخلايا الوقود الهيدروجينية.” وأردف قائلاً: “وعلى الجانب الآخر يعد الدعم في الولايات المتحدة الأمريكية أكثر تنوعاً، حيث كان هنالك دعم من قبل الحكومة الفدرالية بالإضافة إلى وزارة الطاقة لسنوات عدة، ويتم توزيع الدعم بحسب الجهة التي تقوم بالضغط أكثر، ومثال ذلك في ولاية كاليفورنيا التي قامت ببناء محطات لتوليد الهيدروجين.”

تردد و مخاوف

وعلى الرغم من ذلك لا يوجد إجماع بالرأي للآن على أن هذا هو الوقت المناسب لبدء ثورة سيارات الهيدروجين أو على أن سيارات الهيدروجين هي مستقبل السيارات. “هنالك ثلاثة تحديات رئيسية لسيارة خلايا الوقود” قال د. “علي إزادي” رئيس وحدة الذكاء المتنقل التابع لشركة بلومبيرغ لاقتصاد الطاقة المتجددة. وأضاف: “إن سيارات خلايا الوقود غالية جداً، فعلى سبيل المثال إن سعر التجزئة لسيارة تويوتا ميراي بدون أية إضافات هو 62،680 دولار أمريكي، جاعلاً بذلك ثمنها أكثر بثلاثة أضعاف من نظرائها من السيارات العادية الأخرى.” “بينما يجادل مؤيدو المشروع بأن تكلفة السيارة ستنخفض عندما يتم إنتاجها بالجملة، ولكن على غرار السيارات الكهربائية التي تعتمد بشكل رئيسي على بطاريات الليثيوم، فإنه لا يوجد نظام ذو كفاءة عالية لإنتاج خلايا الوقود بالجملة داعماً بذلك زيادة الطلب على تلك الخلايا وبالتالي نمو الإنتاج.” وثانياً، إن تكلفة إنشاء البنية التحتية لمحطات إعادة تعبئة الهيدروجين تعد باهظة الثمن، حيث أن تكلفة بناء محطة واحدة تصل لما يقارب 400 مليون ين، أي أكثر بمئة مليون ين من تكلفة بناء محطة تعبئة وقود عادية. ويعد وقود الهيدروجين أغلى من البنزين والكهرباء من حيث ثمن الوقود المستهلك لكل ميل، بحسب “إزادي”. في النهاية، تعد كفاءة الطاقة لسيارات خلية الطاقة أقل بالمقارنة مع نظيرتها في السيارات الكهربائية، لأن فقدان الطاقة في خلايا الوقود يحدث بوتيرة أسرع من البطاريات العادية. ومن الجدير بالذكر بأن عملية تكوين بخار الميثان لإنتاج الهيدروجين ملوثة للبيئة بحد ذاتها!

عهد جديد في صناعة السيارات

في بداية عام 2018، كان هنالك ما يقارب 3400 سيارة تعمل بخلايا الوقود في الولايات المتحدة و2300 سيارة قيد الاستعمال في اليابان. ويعتقد “إزادي” بأن السيارات الحديثة في اليابان ستنتشر خلال السنوات القليلة الآتية متجاوزة عدد نظيراتها في الولايات المتحدة الأمريكية، فالحكومة اليابانية تتعاون مع تويوتا ومطورين آخرين للعمل معاً نحو هدف واحد، ألا وهو انتهاز فرصة استضافة الألعاب الأولمبية والبارالمبية في طوكيو عام 2020 لترويج تكنولوجيا وقود الهيدروجين وخلايا الوقود. وتابع قائلاُ: “في أفضل الظروف نحن نتوقع توفير 25000 سيارة خلايا الوقود على الطرقات بنهاية عام 2020. ويوجد حالياً أكثر من 160000 سيارة كهربائية – سيارات هجينة تستخدم بطاريات قابلة للشحن – في شوارع اليابان.” وقال “هانسن” بأن هنالك متسع للنجاح في هذا القطاع لكلا النظامين؛ السيارات الكهربائية وسيارات خلايا الوقود. وأضاف قائلاً: “لقد درات نقاشات عدة حول هذا الموضوع، وعلى ما يبدو بأن كلا النظامين يمتلكان ميزات واضحة. حيث تعد البطاريات ملائمة أكثر للسيارات الصغيرة ومناسبة للرحلات القصيرة في المدن على سبيل المثال، كما أنها مصممة لحمل الأوزان الخفيفة. وتعد خلايا الوقود مناسبة أكثر للأوزان الثقيلة، والرحلات الطويلة. ولذلك يمكن لكلا التقنيتين الازدهار جنباً إلى جنب حيث أن هنالك حاجة ماسة لكليهما.”

و وافق “جون” رأي “هانسن” قائلاً بأن تويوتا تعتزم تحويل الدراسات لمنتج وتسويقه على المدي الطويل، آخذةً بعين الاعتبار عدة عوامل منها تطوير البنية التحتية لمحطات إعادة تعبئة الهيدروجين، والسياسات المحلية للطاقة، وانخفاض نسب اقتناء السيارات، والأنظمة البيئية بالإضافة إلى احتياجات المستهلك. وأضاف “جون”: “لقد ذكرنا سابقاً بأننا سنزيد من حجم إنتاجنا من سيارات خلايا الوقود الهيدروجينية (ميراي) من 3000 سيارة سنوياً بحلول عام 2020 إلى 30000 سيارة سنوياً بعد عام 2020. ومن الجدير بالذكر بأن عملية إنتاج واستخدام غاز الهيدروجين منتشرة بكثرة في مجال الصناعة، على سبيل المثال، يستخدم الهيدروجين بكثرة في إنتاج الأمونيا. كما يتم إنتاج الهيدروجين خلال عملية استخلاص البنزين من النفط في مصانع البترول.” تابع قائلاً: “إن محطات الهيدروجين بحد ذاتها لن تكون مربحة على المدى القصير، ولكننا بحاجة لنظرة مستقبلية لنرى بأنها ستُستخدم بكثرة على المدى الطويل لتعبئة وقود للسيارات. لقد تطلب الأمر ثلاث أجيال من سيارات البريوس لتصبح شائعة بين الناس، ونحن نعتقد بأن استخدام الهيدروجين سينمو تدريجياً.”

انضم الآن مجاناً لتصبح عضواً متميزاً في مجلة اليابان للحصول على آخر المستجدات والأخبار من الموقع مع العديد من العروض والمفاجآت! (اضغط هنا)