تم إعادة نشر هذه المقالة، التي نشرها منتدى المحيط الهادئ لأول مرة، بعد الحصول على إذن.
إن مشهد الطاقة العالمي على أعتاب تحول عميق، مع ظهور الهيدروجين المنخفض الكربون باعتباره ركيزة حاسمة في السعي إلى إزالة الكربون. على الرغم من أن معظم الهيدروجين المنتج حاليًا هو من الوقود الأحفوري، فمن المتوقع أن يصل الطلب العالمي المتزايد على الهيدروجين منخفض الكربون إلى حجم السوق من 26.39 مليار دولار (في عام 2024) إلى 113.1 مليار دولار بحلول عام 2034.
ومع ذلك، فإن اقتصاد الهيدروجين المزدهر هذا يتشكل بشكل متزايد من قبل قوة مهيمنة صاعدة: الصين. والمحلل الكهربائي هو المفتاح لإنتاج الهيدروجين، وتهيمن الصين على سوق العرض العالمية.
وفي السنوات الست الماضية، زادت حصة الشركات الصينية في القدرة على تصنيع المحلل الكهربائي من 5% إلى 60%، الأمر الذي دفع الصين إلى اكتساب ميزة كبيرة في سلسلة توريد إنتاج الهيدروجين الأخضر. في الوقت الحاضر، ستة من أكبر عشرة مصنعين لمحلل الهيدروجين الكهربائي في العالم هم صينيون.
وتتجلى هيمنة الصين بشكل خاص في التكنولوجيا القلوية الناضجة (AWE)، حيث تتمتع بخبرة تزيد عن 40 عامًا، مما يؤدي إلى سلسلة توريد متكاملة رأسيًا وتنافسية من حيث التكلفة. وقد سمح هذا للشركات الصينية بالاستحواذ على نسبة مذهلة تبلغ 85% من القدرة التصنيعية العالمية لشركة AWE.
ورغم أن الشركات الأوروبية والأميركية امتلكت تاريخياً التفوق التكنولوجي في تكنولوجيا غشاء تبادل البروتونات الأكثر مرونة، والتي تناسب بشكل أفضل الطبيعة المتقطعة لمصادر الطاقة المتجددة ولكنها أكثر تكلفة، فإن الصين تعمل بسرعة على سد الفجوة.
ومن خلال الإعانات الحكومية الكبيرة، انخفضت أسعار المحلل الكهربائي الصيني PEM بنسبة 40٪ بين عامي 2022 و2024، مما يشير إلى نية واضحة لاحتلال مكانة قوية للنمو المحتمل في المستقبل من خلال قدرتها الإنتاجية وميزة التكلفة الاستراتيجية.
لقد أثبتت الصين نفسها كلاعب حاسم في سوق المحلل الكهربائي العالمي من خلال الاستفادة من حجمها وابتكارها السريع وسياساتها الحكومية الداعمة لتقديم كل من المحلل الكهربائي AWE وPEM بأسعار غالبًا ما تكون جزءًا صغيرًا من أسعار نظيراتها الغربية. وبحلول عام 2024، لم تصبح الصين أكبر منتج للهيدروجين في العالم فحسب، بل أنتجت أيضًا ما يقرب من نصف إنتاج الهيدروجين الأخضر العالمي.
إن هيمنة الصين المتنامية على سوق محلل الهيدروجين الكهربائي تمثل استراتيجية وطنية متعمدة، وتعكس نمطاً من السياسة الصناعية الذي شهدناه سابقاً في صعود الصين في قطاعي الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتوربينات الرياح. ومع ذلك، فإن هذا التوسع يجلب أيضًا تحديات مألوفة، بما في ذلك الطاقة الفائضة، وانخفاض الكفاءة، والقدرة المحدودة على التكيف التكنولوجي، في حين يخلق في الوقت نفسه فرصًا للتكنولوجيات البديلة والشراكات الدولية.
رهان جمهورية الصين الشعبية على الهيدروجين
منذ عام 2019، جعلت الصين من وقود الهيدروجين ركيزة أساسية لاستراتيجيتها للسيارات الكهربائية والطاقة النظيفة. وقد ذكر تقرير عمل مجلس الدولة في ذلك العام لأول مرة “منشآت الشحن وإعادة التزود بالوقود الهيدروجيني”، مما يشير إلى الاعتراف المركزي.
وبحلول عام 2023، صنفت بكين الهيدروجين كواحدة من “صناعات المستقبل” الست، إلى جانب الذكاء الاصطناعي والمواد المتقدمة، لدفع التحديث الصناعي. ونتيجة لذلك، تضمن 22 من 31 تقرير عمل إقليميًا الهيدروجين بشكل واضح. وفي عام 2022، قامت الخطة المتوسطة والطويلة الأجل لصناعة الهيدروجين (2021-2035) بتدوين هذه الاستراتيجية.
وبحلول هذا العام، تهدف الصين إلى إنتاج 50 ألف مركبة تعمل بخلايا الوقود، وإنشاء شبكة للتزود بالوقود على مستوى البلاد، وإنتاج ما بين 100 ألف إلى 200 ألف طن من الهيدروجين المنخفض الكربون سنويا. يتم الآن تأطير الهيدروجين كوقود نظيف وعامل تمكين للتحول الصناعي وأمن الطاقة.
وقد حفزت التوجيهات الوطنية على زيادة الاستثمار في قطاع الهيدروجين في الصين. وقد جعلت التكتلات المملوكة للدولة مثل سينوبك وسي إن بي سي من الهيدروجين محورًا تجاريًا استراتيجيًا، حيث أطلقت سينوبك صندوقًا استثماريًا بقيمة 5 مليارات ين (690 مليون دولار) في عام 2025 لدعم المشاريع عبر سلسلة قيمة الهيدروجين.
كما قامت شركات صناعة السيارات الكبرى، بما في ذلك SAIC Motor وBAIC Group، بدمج تطوير خلايا الوقود الهيدروجيني في استراتيجياتها الأوسع للطاقة الجديدة. ويعمل رأس المال الاستثماري والصناديق الموجهة من الحكومة على توسيع الدعم للشركات الناشئة في مجال التكنولوجيا النظيفة، مما يعكس ارتفاع ثقة المستثمرين في إنتاج الهيدروجين وتكنولوجيات خلايا الوقود.
وتستهدف برامج البحث والتطوير العامة تحقيق اختراقات في مداخن خلايا الوقود وكفاءة التحليل الكهربائي PEM/ALK، في حين تدعم المقاطعات الأساطيل التجريبية المحلية والبنية التحتية للتزود بالوقود.
وبدأت الشركات الصينية أيضًا في تصدير تكنولوجيا الهيدروجين. يقوم مصنعو المعدات مثل Hygreen Energy الآن بشحن المحللات الكهربائية إلى ما يقرب من 30 دولة. وتتولى شركات الهندسة العملاقة، مثل المجموعة الصينية الوطنية للهندسة الكيميائية، زمام المبادرة في مشاريع الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء المتكاملة في ناميبيا، حيث تقوم ببناء مصنع بطاقة سنوية تبلغ 2.4 مليون طن من الأمونيا الخضراء.
تستفيد هذه الصفقات من التصنيع الصيني منخفض التكلفة والهندسة الجاهزة والمشتريات وحزم البناء التي تجمع بين التكنولوجيا وتدريب القوى العاملة والتمويل.
وتهيمن صناعة المحلل الكهربائي في الصين الآن على مستوى العالم بما يقرب من 68% من الطاقة التصنيعية المثبتة. ومع ذلك، فإن قدرتها التصنيعية الحالية البالغة 20 جيجاوات سنويًا أعلى بكثير من الطلب الحالي. وقد أدى ذلك إلى اندلاع حرب أسعار، خاصة في وحدات AWE وPEM، حيث قامت الشركات بتخفيض الهوامش لتأمين العقود، وتسريع تخفيض التكاليف والانتشار العالمي.
وتُعَد استراتيجية السيارات الكهربائية الهيدروجينية التي تتبناها جمهورية الصين الشعبية نموذجاً نموذجياً للسياسة الصناعية التي تديرها الدولة. وقد أدى التخطيط المركزي، وإعانات الدعم القائمة على الأداء، والمنافسة المحلية، وتعبئة رأس المال، إلى إنتاج الزعامة المحلية والتوسع الدولي. وفي حين أن الطاقة الفائضة تشكل مخاطر، فإنها تضمن أيضا أن تحدد التكنولوجيا الصينية معايير الأسعار العالمية.
إمكانية تطوير بدائل للتخفيف من مخاطر سلسلة التوريد
في حين أن الإنتاج الضخم في الصين للمحللات الكهربائية AWE وPEM يوفر طريقًا مغريًا للهيدروجين الأخضر بأسعار معقولة، فإن الفحص الدقيق يكشف عن قيود حرجة في هذه التقنيات، مما يخلق فرصًا كبيرة للدول الأخرى للابتكار والريادة في حلول الجيل التالي.
وتسلط تجربة الصين الضوء على هذه التحديات. إن تقنيات البلاد لكل من المحللات الكهربائية AWE وPEM ناضجة، ولكن لم يتم تحقيق الكفاءة المزعومة.
وخير مثال على ذلك هو أكبر مشروع للهيدروجين الأخضر في العالم، منشأة سينوبك بقدرة 260 ميجاوات في كوكا، والتي يقال إنها تعمل بأقل من ثلث طاقتها المركبة منذ عام 2023. وقد كافحت المحللات الكهربائية AWE الصينية الصنع في الموقع مع نطاق تشغيل أضيق من الموعود، مما يعني أنها لا تستطيع إنتاج الهيدروجين بأمان عندما تنخفض مدخلات الطاقة الشمسية إلى ما دون عتبة معينة، وهو أمر متكرر مع مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة.
تسلط قضية السلامة هذه الضوء على خطر اختلاط الهيدروجين مع الأكسجين عند أحمال طاقة منخفضة، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي وإهدار الكهرباء المتجددة القيمة، مما يجعل إنتاج الهيدروجين منخفض الكربون أكثر تكلفة.
وكما أشار أحد خبراء صناعة خلايا الوقود خلال مقابلة مع DSET: “المحللات الكهربائية المصنعة في الصين ميسورة التكلفة، لكنها تظهر كفاءة منخفضة نسبيًا. في الحالات التي يتم فيها تقليص الفائض من الكهرباء بشكل متكرر أو انخفاض أسعار الكهرباء، لا يزال من الممكن أن تظل AWE التقليدية خيارًا قابلاً للتطبيق. وبعبارة أخرى، على الرغم من أن المنتجات الصينية ميسورة التكلفة حاليًا، إلا أنها ليست مناسبة لظروف التشغيل الأكثر تطلبًا. “
وتفتح فجوة الأداء هذه الباب أمام المزيد من الاستثمار الاستراتيجي في التكنولوجيات البديلة الأكثر ملاءمة للمتطلبات المعقدة مثل إزالة الكربون الصناعية. على سبيل المثال، تمثل البيئات أو السيناريوهات ذات درجات الحرارة العالية ذات الأحمال المتقلبة بسرعة تحديات لا تستطيع هذه الأنظمة التعامل معها بفعالية باستخدام تقنيات AWE وPEM.
إن إلكتروليت الأكسيد الصلب (SOE) هو تقنية هيدروجين ناشئة يمكنها تجاوز السيناريو الحالي الذي تهيمن عليه الصين. ويجب أن تعمل الشركات المملوكة للدولة في درجات حرارة عالية لتوليد الهيدروجين، الذي كان يعتبر العامل المحدد بسبب تطبيقه الضيق. ومع ذلك، بالنسبة للقطاعات الصناعية التي يصعب تخفيفها، مثل صناعة الصلب، تعد الشركات المملوكة للدولة واعدة بشكل استثنائي من خلال استخدام الحرارة المهدرة الناتجة عن العمليات الصناعية.
ومن الأمثلة الرائدة على ذلك هو التعاون بين CSIRO، وكالة العلوم الوطنية الأسترالية، وBlueScope Steel الذي بدأ في أكتوبر 2024. وقد أجرت CSIRO تجربة ناجحة لتكنولوجيا إنتاج الهيدروجين التي غيرت قواعد اللعبة في Port Kembla Steelworks التابع لشركة BlueScope في نيو ساوث ويلز، أستراليا، وخفضت استهلاك الكهرباء بنسبة تصل إلى 30%.
وهذا يدل على وجود طريق لإزالة الكربون من الصناعات الثقيلة التي تعزز تكافل الصناعة بدلاً من الاعتماد فقط على المحللات الكهربائية الرخيصة ولكن غير الفعالة.
كما أن نمو الذكاء الاصطناعي يخلق بسرعة فرصة أخرى للطاقة بسبب الارتفاع الكبير في استهلاك الكهرباء من مراكز البيانات. نظرًا لأن المهلة الزمنية لمولدات الطاقة التقليدية طويلة جدًا بحيث لا تتناسب مع الطلب المتزايد لمراكز البيانات، فإن خلايا الوقود المملوكة للدولة تظهر كحل مقنع في الموقع لتوفير طاقة ثابتة وقابلة للتطوير ومستقلة عن الشبكة ضرورية لهذه المرافق.
تقوم شركات التكنولوجيا الكبرى مثل مايكروسوفت وأمازون بالفعل باستكشاف خلايا الوقود المملوكة للدولة لتحل محل مولدات الديزل لضمان المرونة التشغيلية بدون الوقود الأحفوري. وهذا يخلق سوقًا جديدًا هائلاً لتكنولوجيا الهيدروجين، وليس فقط التكلفة الأولية المنخفضة.
الطاقة الفائضة والمنطق المتكرر لهيمنة الصين على التكنولوجيا الخضراء
وتمثل هيمنة الصين على سلسلة توريد الهيدروجين نجاحاً استراتيجياً آخر في صعودها في مجال التكنولوجيا الخضراء ــ مدفوعاً بالتوسع السريع الذي تقوده الدولة، وضغط التكاليف، والاستيلاء على السوق العالمية. وفي أقل من عقد من الزمان، سيطرت بكين على معظم القدرة التصنيعية للمحلل الكهربائي في العالم، وخاصة في وحدات AWE وPEM. ومن خلال التوسع بشكل يسبق الطلب وإغراق الأسواق العالمية، تمكنت الصين من تعزيز نفوذها من خلال القدرة على تحمل التكاليف والحجم.
ومع ذلك، يأتي هذا النجاح مصحوبا بمقايضات مألوفة: أكثر من 20 جيجاواط من الإنتاج السنوي يطارد الطلب المحدود، والتكنولوجيات التي غالبا ما يكون أداؤها ضعيفا من حيث الكفاءة والقدرة على التكيف.
وبالتالي فإن قطاع الهيدروجين يجسد المنطق المتكرر لهيمنة الصين على التكنولوجيا الخضراء، والإفراط في الإنتاج الصناعي باعتباره أداة للنفوذ العالمي وقيداً على التنوع التكنولوجي ومرونة النظام.
ومع توسع دور الهيدروجين من إزالة الكربون الصناعي إلى تشغيل مراكز البيانات وغيرها من القطاعات الناشئة كثيفة الاستهلاك للطاقة، فإن الاستثمار في التقنيات البديلة والشركاء الموثوق بهم سيكون ضروريا لضمان مستقبل هيدروجين آمن ومتنوع ومرن.
تشن ين تشانغ (ccyadu@dset.tw) هو محلل سياسات في برنامج مرونة الطاقة التابع لمعهد أبحاث الديمقراطية والمجتمع والتكنولوجيا الناشئة (DSET). صني تشيونغ (sunny@dset.tw) هو زميل عالمي في DSET. تسايينج لو (tsaiyinglu@dset.tw) هو مدير وزميل باحث في برنامج مرونة الطاقة في DSET.
