الهيدروجين وطرق انتاجة

2-1 المقدمة

في الوقت الذي تنحصر فيه شمس الوقود الأحفوري يشهد العالم ولادة مصادر أخرى للطاقة البديلة ، و التي ستكون بقدرتها على إعادة هيكلة الحضارة الإنسانية و التي ستحدث أيضا تغييرا جذريا في طبيعة الأسواق المالية و الظروف السياسية و الاجتماعية و هي حضارة الهيدروجين و على ذالك فإننا على أعتاب انقلاب اقتصادي قوامه الهيدروجين .

تعتبر الأبحاث الحالية في مجال الطاقة هو محاولة إحلال مصادر الطاقة الأحفورية الغير متجددة بمصادر أخرى للطاقة المتجددة، و تكون متوفرة بشكل كبير و غير مكلفة و أقل تلوث للبيئة، و قد اهتم الباحثون باستخدام الهيدروجين باعتباره هو العنصر الأكثر تواجد حيث يشكل ٪75 من حجم الكون حيث أن الهيدروجين لا يتواجد في الطبيعة حرا بل يوجد على شكل مرکبات متحدة مع معادن و عناصر أخرى و قد يزيد عددها عن 92 عنصر، حيث أن أكثر المركبات شيوعا تحتوي على الهيدروجين هو الماء (0,H) ، كما توجد مصادر أخرى تتضمن معظم أشكال المواد العضوية ، و هذا الوقود الذي لا ينتج عنه أي انبعاثات ملوثة، كما أنه يمتلك أعلى قيمة حرارية في وحدة الكتلة من بين جميع الحوامل الطاقة المتوفرة على وجه الأرض.

2-2 نظام الهيدروجين

الهيدروجين هو عنصر كيميائي رمزه ,H و هو غاز عديم اللون و الرائحة و غير سام و هو أخف من العناصر الموجودة في الطبيعة وكتلته الحجمية 0.09g فهو أخف من الهواء بحوالي 14 مرة، وله قدرة كبيرة على الانتشار في الجو و وزنه الذري 1.0079 و له نظائر هما الديتريوم و التيتريوم، و مع ذالك، فهو يتواجد في تركيبة مع العناصر الأخرى . الهيدروجين ليس مصدرا رئيسي للطاقة. و مع ذالك يصبح حاملا جذابا و مهما للطاقة عندما ينفصل عن العناصر الأخرى باستخدام مصادرة للطاقة. و من المفترض أن يكون الهيدروجين الوقود النظيف للطاقة مستقبلا و خاصة لأغراض التخزين ونقل الطاقة [1]. السعة التخزينية لطاقة الهيدروجين ممتازة لأن الحسابات تبين أن كل كيلوغرام من الهيدروجين يحتوي تقريبا على 33kWh من الطاقة [1]. إن المزايا الرئيسية لاستخدام الهيدروجين للتزويد بالطاقة تتضمن :

مصدر طاقة آمن لتخفيض واردات النفط، فمن الممكن استخدام الموارد المحلية لإنتاج الهيدروجين ، مما يؤدي إلى استقلالية في مجال الطاقة. الاستدامة من خلال الاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة، حيث يمكن إنتاج الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة. أقل تلوثا من خلال إنتاج صفري للكربون تقريبا، حيث يمكن للهيدروجين أن يحل محل الوقود الأحفوري لتوفير الطاقة الكهربائية و وقود النقل. الجدوى الاقتصادية للهيدروجين التي يتحمل أن يشكل أسواق للطاقة العالمية في المستقبل. يمكن تخزين و توزيع الهيدروجين بعدة طرق.

2-3 إنتاج الهيدروجين

يمكن إنتاج الهيدروجين من مجموعة متنوعة من المصادر، كما هو مبين في الشكل (10) الذي يظهر عدة مسارات متنوعة لإنتاج الهيدروجين ،حيث يمكن إنتاجه من مواد غنية بيه، مثل الفحم و الغاز الطبيعي و الكتلة الحيوية و الماء ، و يسلط الضوء على الطرق المدعومة توليد الطاقة الكهربائية ،أهمية هذه المسارات في إنتاج الوقود هي أنها يمكن أن تنتج محليا دون الاعتماد على مصادر خارجية.

2-3-1 إنتاج الهيدروجين من الطاقة الأحفورية

يعد الوقود الأحفوري المصدر الرئيسي لإنتاج الهيدروجين في الصناعة، حيث يمكن تطبيق عدة طرق على المركبات الهيدروكربونية المختلفة الإنتاج الهيدروجين مثل الغاز الطبيعي و الميثان و الفحم و غيرها من مركبات أخرى [2] .

2-3-2 من الغاز الطبيعي

يحتوي الغاز الطبيعي أساسا على الميثان ، حيث أن 50% من إنتاج العالمي للهيدروجين اليوم من الغاز الطبيعي، و توجد هناك عدة طرق لإنتاجه من الغاز الطبيعي وهي [3] :

طريقة إعادة تشكل البخار: تعتمد هذه الطريقة على إنتاج اكبر قدر من الهيدروجين المتواجد في الغاز الطبيعي حيث نقوم بتفاعل غاز الميثان مع بخار الماء إضافة إلى محفز النيكل و يكون هذا التفاعل في درجة حرارة عالية ، حيث أن هذه الطرقة تعد من أكثر الطرق استخداما لإنتاج الهيدروجين في الوقت الحالي . [4]

طريقة الأكسدة الجزئية: تتم عملية الأكسدة الجزئية بين الأوكسجين و الهيدروكربونات إلى هيدروجين بالإضافة إلى اكاسيد الكربونات و تتم هاته الأكسدة الجزئية الهيدروكربونات في درجة حرارة عالية حوالي من 1200 إلى 1500 درجة مئوية و إضافة إلى ضغط عالي حوالي من 20 إلى 90 بار كما هو الخال في طريقة إعادة تشكل البخار لإنتاج غاز الهيدروجين و من ناحية أخرى فان التفاعل ناشر للحرارة .[5]

إعادة تشكيل بالحرارة الذاتية :  تعتبر هذه الطريقة مزيج بين الطريقة إعادة تشكل البخار و الأكسدة الجزئية.

2-3-3 من الفحم

هو مورد محلي متوفر و غير مكلف نسبيا من المهم أن نلاحظ انه يمكن إنتاج الهيدروجين من الفحم مباشرة و ذالك عن طريق تغويز الغازات بدلا من استخدام الكهرباء المولدة بالفحم لإنتاج الهيدروجين مما يتطلب هذه العملية إلى تدفق في درجة حرارة عالية حيث انه يتم تحويل الفحم الكربون) إلى غاز أول أوكسيد الكربون و الهيدروجين .و بعد إنتاج الهيدروجين من الفحم ويصبح ناضجا نجده أكثر تعقيدا مقارنة من إنتاجه من الغاز الطبيعي، لكن تكلفة الهيدروجين الناتجة أعلى لذا انه يجب يستخدمه كمصدر للطاقة الوفرته الكثيرة في العالم. [6]

التغويزات : التغويز هو عملية حرارية تقوم بتحويل الكتلة الحيوية أو الفحم إلى خليط من الغازات ( أول أوكسيد و ثاني أوكسيد الكربون إضافة إلى الهيدروجين ) و مركبات أخرى و هذا من خلال تطبيق الضغط و الحرارة بالإضافة البخار الماء ، حيث يمكن لفلزات أو الأغشية الخاصة بفصل الهيدروجين عن هذا الغاز ، و يمكن توليد الهيدروجين إضافي و ذالك عن طريق تفاعل CO مع بخار الماء لتشكل الهيدروجين و ثاني أوكسيد الكربون .[7]

التقاط و تخزين : CO₂ إن إنتاج الهيدروجين من الوقود الأحفورية ينتج عنها حتما غاز ثاني أوكسيد الكربون حيث يختلف هذه الكمية من المواد الأولية ، و لضمان استدامة إنتاج الهيدروجين مع انعدام أي انبعاثات ناتجة لذا يجب التقاط و تخزين ,CO و لتخزينه توجد هناك ثلاث طرق مختلفة لالتقاط هذا الغاز :[8]

أخر الاحتراق : يمكن إزالة ثاني أوكسيد الكربون عند عملية الاحتراق و دالك بفضل التوربينات الغازية التقليدية حيث يضمن هذا الغاز كمية كبيرة من النيتروجين و وأكسيدات النيتروجين بالإضافة إلى بخار الماء و ثاني أوكسيد ثاني أوكسيد الكربون .

قبل الاحتراق : عند إنتاج الهيدروجين يتم التقاط ثاني أوكسيد الكربون من خلال أي طريقة من الطرق المذكورة سابقا.

احتراق الوقود : يتم تحويل الوقود الأحفورية إلى حرارة في عملية الاحتراق و ذالك باستعمال التوربينات البخارية التقليدية مع الأوكسجين النقي كمؤكسد و يمكن فصل ₂CO بسهولة عن طريق تكثيف بخار الماء ، و منه يمكن تخزين ثاني أوكسيد الكربون في طبقات المياه الجوفية و كذالك في المكونات الجيولوجية مثل النفط و الغاز و لكن لثبات استدامة تخزين  ₂CO أمران حاسمان لضمان إزالة الكربون و لنقله في خط أنابيب يعتمد على حد كبير في اختيار موقع تخزينه .[9]

2-3-4 من الدورات الكميا-حرارية

تقوم هذه الطريقة على إنتاج الهيدروجين بواسطة تفاعل الماء مع بعض المواد الكيمائية،و بعد سلسة من هذه التفاعلات يتحول الماء إلى أكسجين و هيدروجين وتعود المركبات الكيمائية إلى حالتها الأصلية ، و هناك عديد من المركبات الكيمائية التي يمكن استخدامها في سلسلة التفاعلات الإنتاج الهيدروجين . [10] تستخدم هذه الدورات الحرارية بما في ذالك الغاز الطبيعي و الفحم بالإضافة إلى الكتلة الحيوية الإنتاج الهيدروجين ، فبعض العمليات الحرارية تستخدم الحرارة جنبا إلى جنب مع دورات كيميائية مغلقة لإنتاج الهيدروجين من الموارد الأولية مثل دورات (اليود الكبريت) و (كلور الحديد)، و لكن من رغم إنتاج الهيدروجين من هذه التفاعلات إلا أن سلسلة التفاعلات لم تنتهي لذا لبدا من إكمال سلسلة التفاعلات .[11]

دورة (اليود كبريت): يعتبر الكبريت في دورة اليود من الدورات الكيميائية الحرارية (حمض الكبريت) عندما نسخنه في درجة حرارة عالية حوالي 850 درجة مئوية فانه يتحلل إلى ماء أوكسجين وثاني أوكسيد الكبريت ، و منه يتم إزالة الأوكسجين و ثاني أوكسيد الكبريت أما بالنسبة إلى الماء فيتم تبریده، و نفاعل ثاني أوكسيد الكبريت مع ماء اليود لينتج حمض الكبريتيك و يود الهيدروجين ثم نقوم بفصل حمض الكبريتيك و إزالته و نقوم بتسخين يود الهيدروجين المتبقي في درجة حرارة حوالي 300 درجة مئوية ليتم فصل و كسر الروابط بين الهيدروجين و اليود ، و النتيجة هو الحصول على الأوكسجين و الهيدروجين من الماء و يتم تكرار هذه العملية بإعادة تدوير حمض الكبريتيك و اليود المستخدم. [12]

2-3-5 من الكتلة الحيوية

يمكن أن يكون مصدر لإنتاج الهيدروجين لان عند تحويله إلى هيدروجين ينتج عنه انبعاثات من 2CO و يمكن إنتاجه بعدة طرق مثل التغويز لإنتاج 2CO و H و بعد تنقيته يعطي هيدروجين ، واليوم أكثر من 50 محطة في العالم تعمل بتغويز الكتلة الحيوية حتى لو لم تكن مخصصة الإنتاج الهيدروجين بواسطة التحليل الضوئي الكتلي و استخدام بعض الطحالب الدقيقة أو بعض البكتريا الزرقاء عن طريق تحليل المركبات العضوية من البكتيريا المنتجة مرة وحدة حيث يتم استخدام الهيدروجين أو نقله عبر شبكة الأنابيب حيث يدعوا العلماء و المطورين لبذل جهدا في هي هذا المجال .[13]

تغويز الكتلة الحيوية : و تتمثل حاليا طريقة التغويز الكتلة الحيوية للإنتاج الإنتاج العالمي للهيدروجين، أن طاقة المكافئة للتغويز تستعمل الفحم كمادة خامة لها، حيث تعتمد طريقة التغويز على خلط كمية من الفحم إما على شكل طين أو في حالة صلبة مع أكسدة الهواء أو الأكسجين النقي و بخار الماء.

التركيب الضوئي الحيوي: تعتمد هذه الطريقة الإنتاج الهيدروجين على مرحلتين و هما : التركيب الضوئي و المحفز الهيدروجيني مثل بعض الطحالب الدقيقة و البكتيريا الزرقاء و إذا كانت ناجحة فإنها تترتب على إنتاج الهيدروجين المتجدد و الأهم هو فهم الطريقة الطبيعية للأنظمة الوراثية لإنتاج الهيدروجين و يمكن استعانة بعلم الوراثة لإثبات هذه الطريقة و هناك خيار أخر و هو تكرار الخطوتين باستخدام التركيب الضوئي .[14] [15]

2-3-6 من الطاقة النووية

تتميز هذه الطاقة باستهلاك القليل من الكهرباء مما يتطلب زيادة في تدفقات الحرارة حيث قام الباحثون في السنوات الأخيرة بدراسة ما يسمى بالتفاعل النووي أي انه يمكن إنتاج الهيدروجين بدون إنتاج أي انبعاثات تأثر على الاحتباس الحراري ، و إنتاج الهيدروجين بتحليل الكهربائي مرهون بسوء الأداء و لكن يمكن أن يكون حلا لا بد من تطبيقه مع تفكير في حلول أخرى أكثر أهمية للمدى الطويل مثل التحليل الكهربائي للماء و لكن ليس بالطريقة التقليدية ، و يتطلب هذا التفاعل حرارة حوالي 850 درجة مئوية إضافة إلى الكهرباء و عادة ما يكون احتياطها محدودة ، لذا لبد من دراسة الطاقة النووية من حيث التكلفة و مع ذالك يجب تطوير تكنولوجيا النووية في المستقبل .[16]

2-3-7 بالطريقة الحرارية

تستخدم هذه الطريقة لإنتاج الهيدروجين وذالك بالتفكيك الحراري للماء و يتم ذالك بأسلوبين :. نعرض الماء إلى الحرارة عالية تفوق 2500 درجة مؤوية فيتفكك الماء إلى أوكسجين وهيدروجين و لضمان إنتاج نسبة معتبرة من الهيدروجين يتطلب حرارة عالية إضافة إلى توفير المواد القابلة للتحمل هذه الحرارة، و هذه العملية غير مرغوب فيها على الغالب و أمرها مكلف و ليس بالسهل.

نقوم بتسخين الماء في حرارة حوالي 5000 درجة مئوية و ذالك باستخدام عملية قوس البلازما فيتفكك الماء إلى النواتج ، و تقدر نسبة إنتاج الهيدروجين من المزيج بحوالي 50% من حجمه، و تعتبر هذه العملية مكلفة جدا بمقارنة بالطرق الأخرى لإنتاج الهيدروجين .[17]

2-3-8 من تحليل الماء

التحليل الكهربائي للماء : التحليل الكهربائي للماء هي عملية التي يتم فيها فصل الماء إلى عنصرين هما الأوكسجين و الهيدروجين و هذا باستخدام الكهرباء ، حيث أن الطاقة الكلية اللازمة لتحليل الكهربائي للماء تزداد قليل مع درجة الحرارة مما يؤدي إلى انخفاض في الطاقة الكهربائية المطلوبة ، و هي عبارة عن وحدة تسمى جهاز تحليل الكهربائي حيث هي عبارة عن خلية كهربائية تتكون من قطبين مختلفين (الانود و الكاثود) المتصلة بالوسط ، حيث أن الماء الذي يتم تحليله يجب أن يكون نقيا بأكبر قدر ممكن لان الشوائب تبقى في الجهاز و تتراكم على مدى التحليل الكهربائية.[18]

التحليل الكهربائي القلوي : تعتبر هذه التكنولوجيا هي أقدم و أكثر استخداما و بالتالي هي صالحة وناضجة و باستخدام المحلول مائي لهيدروكسيد البوتاسيوم الذي يختلف تركيزه و درجة حرارته و يفضل هذا المحلول لأنه يعتبر أساسيا في التوصيل الأيونات و يحسن من مراقبة الكلوريدات و الشوائب الكبريتات. [19]

تحليل الكهربائي للحمض ( غشاء تبادل البروتون ): يتضمن هذا النوع من التحليل الكهربائي على الغشاء النفاذية البروتونات حيث يتكون هذا الغشاء عادة من بوليمرات حمض سلفونيك بيورفلود حيث تعمل أقطابها على تحفيز المعادن التي تسهل اختراقها و يتم التحليل ماء إلى أوكسجين و الالكترونات و البروتونات في الانود حيث تهاجر البروتونات من خلال الغشاء إلى الكاثود حيث يتم تخفيضها إلى الجزئيات الهيدروجين حيث تهاجر الالكترونات من خلال الدائرة الخارجية إلى الكاثود و تعتبر هذه التكنولوجيا ناجحة و يمكن إجراء هذه العملية في ضغط جوي، و يعتبر هذا نوع من التحليل الكهربائي كمصدر للطاقات المتجددة، و هي أفضل من التحليل الكهربائي القلوية حيث نلاحظ اختلاف في طاقة الكهربائية بالإضافة إلى ذالك يعتبر التحليل الكهربائي هو أفضل طريقة لإنتاج الهيدروجين .[20]

تحليل الكهربائي بارتفاع درجة الحرارة:  هذه التكنولوجيا نتيجة لتطور في خلايا الوقود و الأهم من ذالك توفير الكهرباء و الحرارة من اجل الحفاظ على الحرارة العالية المطلوبة حيث يهدف هذا النوع من التحليل الكهربائي إلى مقارنته بنظام الشمسي أو المفاعل النووي ذوي درجات حرارة عالية. _ تعتبر هذه التقنية مماثلة للتحليل الكهربائي القلوي و لكن تستخدم بخار الماء بدلا من الماء السائل حيث أن هذه الطريقة تدرس حاليا إنتاج الهيدروجين مع الأوكسجين كمنتج ثانوي و يمكن أن يكون في المستقبل أكثر فعالية من التحليل الكهربائي للماء و ذالك لان بعض الطاقة المطلوبة للتفاعل يمكن توفيرها بالحرارة وهي اقل تكلفة من الكهرباء وهو أكثر كفاءة. ولا يمكن المقارنة بالتحويلات الكيميائية الهيدروكربونية حيث أن هذه التفاعلات لا تعتمد على كفاءتها فقط بل مع اخذ كمية الانبعاثات ل,CO و بالتالي فان مصادر الطاقة الحرارية كلها غير كيميائية بما في ذالك مصادر طاقة الحرارية الأرضية و المفاعلات النووية و المجمعات الشمسية[21].

تحليل الضوئي للماء : التحليل الضوئي للماء هي طريقة يتم فيها تحليل الماء بالكهرباء الناتجة من المحفز الضوئي مع أشباه الموصلات حيث أن خلايا الكهروضوئية تكون مغمورة في الماء و مقابلة لأشعة الشمس حيث يتم عنها تحليل الماء إلى أوكسجين و هيدروجين فقط ، ويمكن بالأجهزة الضوئية أو الكهروضوئية. و فوائد هذه الطريقة هي إنتاج المباشر للهيدروجين و تعتبر تكاليف هذه الطريقة في زيادة محتملة من ناحية الكفاءة العامة ، و أخيرا فان أهم حاجز تكنولوجي في هذه الطريقة يكمل في صناعة أشباه الموصلات و من ناحية أخرى فهي قادرة على امتصاص الفوتونات الشمسية. [23] [22]

2-4 إنتاج الهيدروجين باستغلال مصادر الطاقات المتجددة

توجد هناك عدة طرق شيوعا في إنتاج الهيدروجين و ذالك باستخدام الطاقات المتجددة والقابلة للاستغلال حيث تعتبر الطاقة الرياح و الطاقة الشمسية من مصادر الطاقات المتجددة أكثر الاستغلال حاليا و يمكن استخدامها كنقلات حيوية لإمدادات الطاقة و ذالك التطور الحاصل في تقنيات لتوليد الطاقة الكهربائية من هذين المصدرين.[24]

من طاقة الرياح : يمكن لهذا النظام الريحي إنتاج الكهرباء و استغلال فائض من الطاقة الكهربائية في إنتاج الهيدروجين و ذالك عن طريق تحليل الكهربائي للماء ، و يعتبر هذا المصدر صديق للبيئة و طاقة بديلة حيث لا ينتج عنها أي انبعاثات ولا أي غازات ملوثة ،يبين الشكل التالي مخططا رمزي و الذي يسمى "بالنظام الريحي - الهيدروجيني".[25]

من الطاقة الشمسية : يعتبر التحليل الكهربائي للماء من الطرق الأكثر شيوعا في إنتاج الهيدروجين، حيث نقوم باستغلال و استخدام الطاقة الشمسية في عملية التحليل الكهربائي و هو من الطرق الأكثر فعالية من حيث التكلفة و أكثر حماية للبيئة، و تعتبر هذه الطريقة من ابسط الطرق لإنتاج الهيدروجين. [26]

2-5 آفاق إنتاج الهيدروجين

يتمثل أحد أهداف هذا العمل في تقييم الأثر البيئي والجدوى الاقتصادية لاستخدام الهيدروجين كمتجه للطاقة البديلة. في هذا المنظور للتنمية المستدامة ومع مراعاة ما تم شرحه أعلاه ، ستقوم بمقارنة طرق الإنتاج المختلفة للهيدروجين من أجل محاولة تحديد ما هو أكثر أساليب الإنتاج قابلية للتطبيق اقتصاديا للبيئة. إن الإنتاج العالمي للهيدروجين كبير و متزايد على الصعيد العالمي أكثر من 50 مليون طن [27]، وقد بلغ إنتاج الهيدروجين من التحليل الكهربائي أكثر من 255.3 مليون متر مكعب عام 2013 و من المتوقع أن يصل إلى 324.8 مليون متر مكعب عام 2020 [28].

حيث أن إنتاج الهيدروجين حاليا يتم عن طريق إعادة تشكل بالبخار من الغاز الطبيعي و تعد هذه الطريقة من الطرق الرئيسية، و يتم إنتاجه أيضا عن طريق تحليل الكهربائي لكن بكميات أقل. تعتبر طريقة إعادة تشكل بالبخار حاليا الأقل تكلفة لإنتاج كميات كبيرة من الهيدروجين، حيث أن نسبة 48 % من الهيدروجين المنتج بالعالم يتم استخراجها من الغاز الطبيعي [28]. حيث تتميز هذه الطريقة بميزة سيئة و هي اعتمادها على مصدر وقود احفوري غير متجدد، و من نتائجها أيضا إنتاج ثاني أوكسيد الكربون. يستخدم التحليل الكهربائي تيار مستمر لتفكيك الماء إلى أوكسجين و هيدروجين، و بما أن هذه العملية تستخدم الماء كمصدر لها، يمكن أن تنتج أكسجين و هيدروجين نقي يصل إلى %99.9995 ، حيث أنه لإنتاج 1Kg من لهيدروجين نحتاج إلى 39KW من الطاقة الكهربائية وا 8.9 من الماء في درجة حرارة 25 درجة مئوية و 1 ضغط جوي [29]

ولدت فكرة إستخدام الطاقة المتجددة لتوليد الكهرباء المستخدمة في تحليل الكهربائي في أوائل عام 1900، حيث أنه يمكن إنتاج الهيدروجين و الأكسجين عن طريق تحليل الكهربائي من الكهرباء المولدة من طاقة الريحية [30]، و مع ظهور تقنيات جديدة للطاقة الشمسية أصبح أيضا تحليل الكهربائي من الكهرباء المولدة من الطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين [31].

يمكن إنتاج الهيدروجين من مصادر طاقة المتجددة بما في ذالك الطاقة الشمسية و طاقة الرياح، و مع ذالك تواجه أنظمة طاقة المتجددة التحديات للحد من تكلفة الطاقة الكهربائية و تلبية احتياجات الطاقة من محطات الوقود الموزعة، في الماضي كانت العوائق الكبرى لاستخدام طاقة الريحية و تقنيات طاقة الشمسية هي تكاليف المالية الباهظة ، وعلى مدى 30 سنة الماضية، انخفضت تكاليف الطاقة الشمسية و الريحية بشكل ملحوظ. [32]

إن من أفضل الطرق الواعدة لتوفير طاقة نظيفة محلية خالية من الكربون لوحدات تحليل الكهربائي تكمن بإنتاج الطاقة الكهربائية من تقنيات الشمسية و الريحية، حيث أن كلا من مصادر الطاقة الريحية و الشمسية تولد طاقة الكهربائية بشكل متفاوت و يختلف باختلاف المصدر الطبيعي الذي يسبب توليدها، و هناك جانب آخر مهم من التكلفة النهائية للهيدروجين، هو ما إذا كان يتم إنتاجه مركزيا أو إنتاجه بطريقة موزعة عند نقطة الاستخدام. [33]

المصادر

1. Cau G., Cocco D., Petrollese M., Knudsen S., Milan C. Energy management
2. strategy based on short-term generation scheduling for a renewable microgrid using a
3. hydrogen storage system. Energy Conversion and Management, 2014; 87, 820–831.
4. H. Derbal , M. Belhamel et A. M'Raoui, “ L'hydrogène, vecteur énergétique Solaire“, revue des Energies Renouvelables ICRESD-07 Tlemcen (2007) 235
5. Dufoix Mathieu, Mastrangelo Jean-François, Val mage François, “Quelle place Pour l'hydrogène dans les systèmes énergétiques“, Atelier Changement Climatique, 2003 2004.
6. Mounir Sahli, “Etude de la production d'hydrogène et pile à combustible», Magisteren physique option : Energies Renouvelables, Année Académique 2009-2010.
7. J.P. JONCHERE – Mémento de l'hydrogène : fiche 3.1.1 - octobre 2003 -Association Française de l'Hydrogène : http://www.afh2.org/
8. G. BOURBONNEUX, Chapitre « Production d'hydrogène » dans « Procédés de transformation » par P. LEPRINCE, Technip, 1998.
9. Andresen K. « Hydrogen production by electrolysis » Hydrogen Power: Theoretical.
10. DARKRIM-LAMARI (Chargée de recherche au CNRS) et P. MALBRUNOT (Directeur du comité technique à l'AFH2) – Techniques de l'ingénieur : article BE8565 et BE8566 : Combustible hydrogène : Production et utilisation – 2006
11. Association Energies Solidaires, «Le futur : l’H2 l’Hydrogène ?“. Dossier Thématique - Parc des- Vignes - 27 rue Panhard Levassor 78570 Chante loup-les-Vignes Courrier ES n°20 - Septembre 2006.
12. ALPHEA HYDROGÈNE - Veille thématique n°2 - Bulletin mensuel sur un sujet thématique lié à l'hydrogène et ses applications : Production d'hydrogène - avril 2006 - Association Lorraine pour la Promotion de l'Hydrogène Et de ses Applications (A.L.P.H.E.A.): www.alphea.com
13. L. Schlapbach, A. Zuttel: “Hydrogen-storage materials for mobile applications”, Nature, 414 (15 Nov. 2001), p. 353-357
14. F. WERKOFF (CEA) - Mémento de l'hydrogène : fiche 3.2.2 – mars 2007 - Association Française de l'Hydrogène : http://www.afh2.org/
15. TH. ALLEAU – Mémento de l'hydrogène : fiche 3.2.3 – mars 2007 – Association Française de l'Hydrogène : http://www.afh2.org/
16. The Online Bookshop https://www.iea.org/publications/freepublications/publication/hydrogen.pdf
17. Pettinau, F. Ferrara, C. Amorino, “CO2-free hydrogen production in a coal Gasification pilot plant“. 1st International Conference on Sustainable Fossil Fuels for Future énergy, S4FE 2009.
18. GÉRARD CLAUDET (CEA) - Memento de l'hydrogène : fiche 3.3.1 - octobre 2003 - Association Française de l’Hydrogène : http://www.afh2.org/
19. Wired-Mutant Algae Is Hydrogen Factory
20. كتاب تكنولوجيات الطاقة البديلة - تأليف د. يوسف سعود عياش
21. http://www.science.org.au/nova/newscientist/111ns_002.htm
22. ALPHEA HYDROGENE – Veille thématique n°2 - Bulletin mensuel sur un sujet thématique lié à l'hydrogène et ses applications : Production d'hydrogène - avril 2006 - Association Lorraine pour la Promotion de l'Hydrogène Et de ses Applications (A.L.P.H.E.A.): www.alphea.com
23. Commissariat à l'Énergie Atomique (CEA): revue Clefs CEA n°50/51 : L'hydrogène, les nouvelles technologies de l'énergie : Hiver 2004-2005 – http://www.cea.fr/
24. J. Labbé, Lohydrogène électrolytique comme moyen de stockage d'électricité pour systèmes photovoltaïques isolés, Thèse pour obtenir le grade de Docteur de l'Ecole des Mines de Paris Spécialité —Energétiquell, 2006
25. Hashimoto A and al., Development of PEM water electrolysis type hydrogen
26. production system for WE-NET, proceedings of 14th WHEC, Montreal, 2002.
27. Kauranen P.S, Lund P.D, Vanhanen J.P, Development of a self-sufficient solar hydrogen energy system, International Journal of Hydrogen Energy, 1994, Vol. 19, p. 99-106.
28. Dufoix Mathieu, Mastrangelo Jean-François, Valmage François, “Quelle place pour l'hydrogène dans les systèmes énergétiques“, Atelier Changement Climatique, 2003 2004.
29. Ram B. Gupta, “Hydrogen fuel production, transport, and storage“, CRC Press Taylor &Francis Group 6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300 Boca Raton, FL 33487 2742, International Standard Book Number, 13: 978-1-4200-4575-8) (Hardcover.
30. WYLD GROUP PTY LTD. Hydrogen Technology Roadmap, Australian, 2008.Persistence Market Research “Hydrogen Market - Global Study on Hydrogen”
31. New York City, 2014.N. Lymberopoulos, “Hydrogen Production from Renewables,” Center for Renewable Energy Sources (C.R.E.S), Pikermi Attiki, Project Technical Assistant.
32. Framework Contract EESD Contract No: NNE5-PTA-2002-003/1, September 2005. “Technology Brief: Analysis of Current-Day Commercial Electrolyzers,”
33. NREL, Golden, CO NREL/FS-560-36705, September 2004. P. Hoffman, “Tomorrow's Energy - Hydrogen, Fuel Cells, and the Prospects for.