بات ما يتردد عن نفاد الاحتياطيات البترولية المبرمج, من العام 2050, يشكل تهديدًا حقيقيًا للمستقبل. لكن بيدو أنه يوجد لدى العالم الصيغة الطاقية السحرية التي يحتاج إليها: الهيدروجين, الذي لا ينضب, وغير الملوّث! الحلم... الذي لايزال على الورق, وإن كانت لليابان وايسلندا تجربة في (اقتصاد الهيدروجين).
في العام 1766, اكتشف الكيميائي البريطاني (هنري كافنديش) مادة غازية نقية غريبة يعطي احتراقها العنيف الماء, هذا (الهواء اللهوب) أسماه الكيميائي الفرنسي (لافوازييه) بعد ذلك بوقت قصير (الهيدروجين), من اليونانية hydro (الماء) وgene (أوجد أو أنتج), أي الغاز الذي ينتج الماء. 5 ـ إذا كان المراد أن يلبث الدواء في مكانه قليلا حتى يعمل هناك عملا فائقا كثيرا ثم يكون هذا الدواء سريع النفوذ يخلط بمثبط, (ملحوظة: السعي إلى مبدأ كهذا يعتبر تمهيدا لدراسات حالية تتعلق بالتحكم في مسار الدواء داخل الجسم). 6 ـ إذا كان الدواء كريه الطعم لايتحمله المريض يخلط بما يصلح طعمه, (ملحوظة: هذا المبدأ يمثل ممارسة أساسية في علم وتقنيات التصنيع الصيدلي). 7 ـ في حالة بقاء الدواء زمنا طويلا بحيث لايفسد ويحتفظ بقوته على حالها يخلط بما يفعل ذلك (ملحوظة: هذا هو نفس الشيء الذي يقوم به الصيادلة في صيدلياتهم وخبراء الدواء في المصانع من خلال دراسات وتعليمات ثبات الأدوية). ومن ملاحظات العرب في اختلاف قوة الأدوية عبر الأجناس المختلفة وعبر الأفراد من نفس الجنس قول الطبري (770 ـ 850م) في (فردوس الحكمة): (رأينا دواء واحدا نفع قوما وأضر آخرين, والحقيقة أن المعارف الفارماكولوجية الحديثة قد أكدت وجود قدر من الاختلاف في فاعلية وأمان الأدوية نتيجة لأسباب عرقية ووراثية). هل كان يعرف أن هذه الأحرف التسعة ستغدو أساس أكبر حلم طاقي داعب البشرية? على كل حال, بعد ذلك بقرن, وصفه الروائي العلمي الفرنسي (جول فيرن) قائلاً:(.... الهيدروجين والأكسجين المستخدمان على نحو منعزل أو معًا سيكونان مصدرًا لا ينضب للحرارة والضوء مع شدة لا يضاهيها الزيت فيها...). وينبغي القول إن الهيدروجين كان قد أصبح في نهاية القرن التاسع عشر وقودًا لا غنى عنه, يحوي غاز الاستصباح منه 50% (الباقي أحادي أكسيد الكربون بشكل خاص), ويضيء الهيدروجين على هذا النحو الشوارع والصالونات, ويستخدم أيضًا في التدفئة...
غاز (مفصّل) للاستعمال
يتيح التحليل بالكهرباء (الكهرلة), منذ عام 1800, تفكيك الماء إلى هيدروجين وأكسجين, وبالنتيجة إلى طاقة, بينما يولّد اختراع الخلية الوقودية H2/O2 (1839) تفاعلاً كهروكيميائيًا يشكل الهيدروجين والأكسجين فيه الماء, منتجيْن تيارًا كهربائيًا, باختصار, تتقدم معارف البشرية بالتدريج مع هذه الذرة العجيبة. الهيدروجين خفيف جدًا, ويظهر في الطبيعة على شكل غاز, وقد أتاحت له قابلية تطايره الاستخدام في المناطيد منذ نهاية القرن الثامن عشر. وهذا الغاز هو بشكل خاص عالي الطاقة, ويبدو تفاعله مع الأكسجين مفصلاً لاستعمالاتنا, يساعد - على شكل وقود - في دفع الطائرات النفاثة وحتى الصواريخ الحديثة, وله اليوم استخدامات واعدة في مجال السيارات الكهربائية وتوليد التدفئة والتيار الكهربائي, كل ذلك دون تلويث, تقريبًا: لا يطلق التفاعل في الواقع سوى الماء والحرارة, مع أكاسيد الآزوت أحيانًا. هذا فضلاً عن أن الهيدروجين هو العنصر الأوفر في الكون (72% منه), ويمثل الهيدروجين 15% من ذرات كوكبنا, ولا يوجد قط بمفرده في الطبيعة, بل مرتبطًا بعناصر أخرى, خصوصًا الكربون والأكسجين. ويحتفظ اقترانه مع الكربون بقدرة طاقية مهمة, وتلك هي حال الهيدروكربونات, والميتان. بالمقابل, عندما يكون الهيدروجين مرتبطًا بالأكسجين, لا يعود هنالك ما يمكن استخلاصه منه, والمؤسف هنا أن الماء H O يمثل الاحتياطي الأضخم من هيدروجين الأرض (1,3 مليار كم3), ومن هنا للحصول على جزيء الهيدروجين يجب صنعه.
هنا يتأرجح تاريخ الهيدروجين, لأن إنتاج هذا الجزيء على الأرض يعادل تخزين الطاقة (الحرارة, والكهرباء), في تجميع كيميائي, التجميع الذي يمكن نقله ومعالجته حتى تفكيكه من جديد لإرجاع الطاقة التي اختزنت فيه... بعبارة أخرى, جزيء الهيدروجين هو (متجه) vecteur طاقي, وهذا يغير كل شيء, حتى أنه لا يمكن عندئذ مقارنته بالغاز الطبيعي ولا بالبترول بشكل خاص, إذا كان البترول, هو الآخر, متجهًا طاقيًا فإن له ميزة كبرى هي أن الطبيعة قد وفرته جاهزًا للاستهلاك, خلافًا للهيدروجين الذي هو طاقة أولية أيضًا.
(الأكسير الطاقي) ليس مجرد حلم, فعلماء الفيزياء النووية يسعون اليوم, من خلال إدماج ذرات الهيدروجين فيما بينها, إلى استغلال نار الشمس (غير النضوية) على الأرض, وهو ما من شأنه رفع الهيدروجين إلى مرتبة الطاقة الأولية, ويتعزز هذا السعي مع تفاقم القلق, في بداية هذا القرن الجديد, من التلوث واحترار المناخ وطيف نضوب الاحتياطيات البترولية.
في الواقع, تشير سيناريوهات مجلس الطاقة العالمي إلى أن قدرة العالم الطاقية ستكون قد تضاعفت عند حدود العام 2050, وسيبقى البترول الطاقة المفضلة, وسيرتفع استهلاكه السنوي إلى 5 مليارات طن على الأرجح, مقابل 3.5 مليار طن اليوم, مع هذا المعدل, وفي غضون خمسين سنة, يكون نصف الـ 420 مليار طن من البترول الخام, التي أحصاها المعهد الفرنسي للبترول حديثًا, قد استهلك, منذئذ, ستبدأ الإزعاجات, ستحلق أسعار البترول تلقائيًا وسيغدو استعماله ترفًا.
وستفرض ضرائب إضافية على الطاقات الأحفورية (البترول, والفحم, والغاز), بنتيجة إطلاق احتراقها لثاني أكسيد الكربون, غاز ظاهرة البيت الزجاجي الرئيسي, أو لدواعي التقاط هذا الغاز المنبعث, لاشك أن البترول, طاقة البشرية المفضلة, سيفقد حظوته, وقد يغدو الهيدروجين البديل الأهم. كيف? من المعروف أنه ستظهر مشكلتان إذا ما اختفى البترول: تتعلق الأولى بضرورة تعويض نقص الطاقة الحاصل, وهو كبير. في بلد مثل فرنسا مثلا, تستهلك وسائط النقل من الطاقة ما يعادل الإنتاج الطاقي لمجمل المحطات النووية الوطنية. هنا, لا يستطيع الهيدروجين فعل شيء, مادام لم يتم التوصل إلى الإدماج المضبوط. إذن, التعويض سيقع على عاتق الطاقات التقليدية (المائية, والنووية, والفحم والغاز...), مع تركيز قوي على الطاقات المتجددة. رهان لم يُكسَب بعد.
المشكلة الثانية هي اختفاء البترول ذاته. ما العمل حينئذ لتسيير السيارات, ودفع الطائرات والبواخر وتخزين فوائض الطاقات المتجددة لإعادة توزيعها خلال ذرى الاستهلاك, وتبادل الطاقات بين المناطق أو الأمم وفقا للطلب? هنالك الغاز الطبيعي, إلا أنه آيل إلى الزوال هو الآخر (في غضون ستين عاما). ماذا عن الوقودات الحيوية المنتجة من الزراعات? لن تفي بالطلب. والوقود التركيبي الميثانولي السائل? مشكلته أنه متعلق بمصادر كربون نضوبة وملوِّثة. إذن, أكثر أنواع الوقود الجدية المرشحة تتمثل في الكهرباء, والهيدروجين, الغزير على الأرض. ويمكن تحويله إلى وقود تركيبي غازي H2 من خلال أي نمط من المحطات (نووي, فحمي, غازي, متجدد), ومن هنا إمكان إنتاج الكهرباء أو تخزين الفوائض على شكل هيدروجين.
عدا ذلك, يفيد الهيدروجين من سلاح بمستوى ما هو مرجو منه: نُسَخ جديدة من الخلايا الوقودية, هذا الجهاز الكهروكيميائي الذي ينتج التيار الكهربائي باستهلاك جزيئات الهيدروجين H2 وإطلاق الماء والحرارة. النتيجة: اكتسبت هذه الخلايا اليوم كفاية جيدة (45%) وأصبحت مدمجة بشكل يؤهلها للتثبيت في سيارة كهربائية أو وضعها في منزل لإنتاج التيار والماء الساخن. ومن شأن ذلك أن يغير كل شيء. منذئذ, سيمكن استخدام الهيدروجين بتقتير وفعالية أكبر بكثير من السابق. كل ذلك مطلوب حتى الآن إثباته على أرض الواقع. من هنا, قررت ثلاث شركات صناعية كبيرة (رويال دوتش شل, وديملر كرايزلر, ونورسك هيدرو) واتحاد مؤسسات محلي ترأسه جامعة ايسلندا أن تجعل من الجزيرة الايسلندية مختبرا لـ (اقتصاد الهيدروجين).
في العام2030, كحد أقصى, سيتم تشغيل الحافلات والسيارات الخاصة وأسطول الصيد الضخم بالهيدروجين والخلايا الوقودية. في هذه الجزيرة, الواقعة شمال المحيط الأطلسي, وعدد سكانها 280000 نسمة, 65% من الطاقة المستهلكة هي من منشأ متجدد وهناك هامش لإنتاج المزيد منها. وليست ايسلندا هي الوحيدة في هذا المضمار, فهناك منشآت مماثلة تستكشف الطاقة الجديدة, قيد الاستثمار, في النرويج, وهاواي, واليابان واسكتلندا.
العقبات
أولى العقبات في طريق هذه المزدوجة, الخلية الوقودية - الهيدروجين, هي: أين نجد الهيدروجين الثمين المخصص للخلايا الوقودية? لا بد من استخراجه, إذ إن هذا العنصر غير موجود على الأرض إلا مقترنًا بغيره, الأكسجين أو الكربون, مثلاً. وتؤكد البيانات التي عرضتها مونسانتو أن استعمال هذه (المزدوجات) بذارها مع مبيد أعشابها معاً, يحقق وفراً ملموساً في رش المبيدات (10-40%), مما يزيد من الرفق بالبيئة أيضاً, إضافة إلى الربح الذي يحققه المزارع وشركة الكيماويات الزراعية بالطبع. ويحتل المرتبة الثانية في سباق المائة تلك المحاصيل الزراعية المقاومة بنفسها لـ(الآفات الحشرية), فهي مسلحة بجينات غريبة تساعدها على إنتاج بروتين سام يفتك بالحشرات التي تقضم النبات (بروتين تنتجه عادة عصيّات باسيلوس تورينجينسيس BT), وأكدت بيانات وأرقام مونسانتو أن استعمال بذارها يقلل من الحاجة إلى رش المبيدات الحشرية بمعدل وصل في العام 1998م إلى حوالي 80%, إضافة إلى الرفق بالبيئة. ويتخلف عن هذين المتصدرين باقي المتسابقين, وبينهم المحاصيل المقاومة للفيروسات والفطور, إذ تفاءلت الشركات الجينية بجني أرباح خيالية من ابتكار أصناف منيعة ضد الفيروسات, التي يقف الإنسان حيالها عاجزاً تماماً في كثير من الحالات, التي تنجح فيها في اجتياح الحقول الزراعية, كما لحقول محصول البابايا في جزيرة هاواي, التي اكتسحها فيروس اللطخة الحلقية, التي أخفقت في مكافحته جميع أنواع المبيدات التقليدية, فقضى على المحصول عن بكرة أبيه. أما في يومنا هذا, فلا يُزرع هناك إلا صنف مسلح بجينات غريبة تكسبه مقاومة للفيروسات, قام بابتكاره في العام 1996م باحثون من جامعة كورنيل الأمريكية, ويقابل ذلك في ألمانيا حقول تجريبية لمحاصيل أخرى يأمل الباحثون في جعلها مقاومة بنفسها للفيروسات, مثل البطاطا والشمندر (البنجر) السكري, كما بينت المحاولات المنفذة حتى الآن أن تقليد الأمر ذاته ضد الفطور أصعب بشكل ملموس. إذن, كما أشرنا, فهو ليس طاقة أولية, كما هو البترول أو الشمس, بل متجه طاقي, أي وسيلة لتخزين ونقل الطاقة (الحرارة أو الكهرباء), التي تسترجع بعدئذ على شكل حرارة بسيطة (في محرك صاروخي مثلاً) أو مترافقة بالكهرباء (في خلية وقودية). ظاهريًا, استخلاص الهيدروجين عملية غير معقدة, بل إن عدة شركات تمارسها منذ فترة , غير أنها لا تستخدم هذا الهيدروجين الآن كمتجه طاقي: يدخل نصف إنتاجه العالمي في صنع الأسمدة النشادرية, ويذهب الباقي لصنع أنواع من الوقود وصناعة الفولاذ, والزجاج والمرجرين (سمن نباتي صناعي). عرف العرب والمسلمون مبادئ علمية تمثل استراتيجيات في العلاج الدوائي لايزال يتخذ بها حتى اليوم, فمثلا يقول المجوسي (توفي 944م) في كتابه (كامل الصناعة الطبية): (إن أمكنك أن تعالج العليل بالغذاء فلا تعطه شيئا من الدواء, وإن أمكنك أن تعالج بدواء خفيف مفرد فلا تعالج بدواء مركب ولاتستعمل الأدوية الغريبة والمجهولة), كما ذكر أبو بكر الرازي (854 ـ 932م) في كتابه (الحاوي): (إن استطاع الحكيم أن يعالج بالأغذية دون الأدوية فقد وافق السعادة), وقال أيضا: (إن العمر قصير عن الوقوف  على فعل كل نبات الأرض فعليك بالأشهر مما أجمع عليه, ودع الشاذ واقتصر على ما جرب), وقال ابن سينا (980 ـ 1037م): (في حالة الأدوية المركبة فإن المجرب منها خير من غير المجرب, وقليل الأدوية خير من كثيرها في غرض واحد), حقا إن هذه المبادئ كانت تمهيدا لما يعرف حديثا بالتداخلات البينية للأدوية drug interactions وكذلك مهام علم الدواء السريري والخاص بدراسة وتجريب الدواء على جسم الإنسان clinical pharmacology أسباب وضع العرب أسباباً (اشتراطات) تحكم تأليف الأدوية المركبة (أي أدوية تتركب من أكثر من مادة) وتمثل هذه الأسباب اقترابا كبيرا من مفاهيم علمية حديثة محددة, وفيما يلي قائمة ببعض الأسباب (نستخلصها من (قانون) ابن سينا مع الرجوع إلى ما ورد في (الملكي) للمجوسي وفي تذكرة داود وغير ذلك من المؤلفات) حيث نتبع كل سبب (أو حالة) بما يقابلها من مفاهيم حديثة في علم الأدوية: 1 ـ إذا لم يوجد لكل علة خصوصا المركبة دواء مقابل من المفردات تخلط اثنين أو أكثر من المفردات لتقابل في مفعولها علة المريض, (ملحوظة: هذا المبدأ يقابل ما يعرف حاليا في علم الأدوية بمجموعة المفعول Summation) 2ـ إذا كان الدواء المختار أقل في مفعوله من المطلوب يضاف إليه مفرد أو أكثر يقوي قوته, (ملحوظة: يعرف هذا المفهوم حاليا بتقوية مفعول الدواء drug potentiation). 3ـ إذا كان الدواء المختار أقوى في مفعوله من المطلوب يضاف إليه مفرد يضعف من قوته, (ملحوظة: الهدف من هذا التوجه هو التحكم في مفعول الدواء وهو هدف رئيسي لعلم الأدوية). ولكن, أيا كانت طريقة استهلاكه, فإن أسلوب استخراجه هو نفسه. ويقوم على جعل ميتان الغاز الطبيعي يتفاعل مع بخار الماء من خلال مادة حفازة أساسها النيكل بحرارة عالية (900 درجة تقريبا) لتحرير الهيدروجين منه. التقنية قائمة, ولكن يكلف الهيدروجين المضخة غاليا إذا ما حل فيها محل الـ (سوبر): (إذا اعتبرنا أن ألف لتر من الهيدروجين تعطي من الطاقة الميكانيكية في خلية وقودية قدراً يساوي طاقة نصف لتر بنزين في محرك انفجاري, يمكننا أن نعلن بذلك أن كلفة مكافئة, أي 0.5يورو, ستكون واقعية بين عامي 2005 و2010), على حد عبارة أحد الخبراء في هذا المجال. وإذا كانت الصناعة موجودة, والأسلوب مثبتا, والسعر مقبولا.. فلن يبقى, نظريا, إلا مضاعفة الإنتاج الحالي خمسًا وعشرين مرة حتى يلبي الهيدروجين المتجه 20% من حاجات الكوكب إلى الطاقة عام 2050, وفقا للهدف الذي حددته غالبية السيناريوهات. أين العثرة إذن? إنها ناتجة عن عدد من العوامل المتضافرة. أولا الرهان المذكور سلفًا, مضافا إليه ثلاثة شروط: ازدياد الطلب العالمي لتبرير الاستثمارات, واستقرار أسعار الغاز الطبيعي, والتشجيع الضريبي الحكومي.
عربات وأجهزة ستعمل بالهيدروجين
من المقرر أن يظهر الهيدروجين, المستخدم في الفضاء منذ الستينيات, في العام 2005 على نطاق واسع في ميدان الإلكترونيات الصفرية. كما ستظهر في الوقت نفسه أولى عرباته في مراكز المدن.
بالمقابل, يبدو ميدان الطيران غير متطور كثيرًا في هذا الإطار. وتدرس شركة (إيرباص) الفرنسية النموذج (كريوبلان), وهو طائرة تسير بدفع محركات نفاثة معدلة لتتوافق مع الهيدروجين. كما ستعرض شركة (بوينج) قريبا مشروع طائرة خفيفة مجهزة بخلية وقودية. من جهتها, تصنع شركة (ديملر كرايزلر) الآن ثلاثين نسخة من حافلتها (سيتارو) للعمل بالهيدروجين, ومخصصة للخدمة في عشر مدن أوربية. ويمكن لخلية وقودية بقدرة 200 كيلو واط تأمين نقل 60 راكبًا لمسافة 200كم.
والجدير بالذكر, أن ندوات الأعوام السابقة قد خلصت إلى استحالة أن يتحقق أمن مائي للبشر بغير تحوّل جذري في الأفكار, ليتبين للجميع أن مشكلة المياه هي مشكلة مجتمعية بالدرجة الأولى. وفي ندوة هذا العام, يأمل الخبراء والعلماء أن يحصلوا على إجابات لبعض الأسئلة الأساسية, بهدف التوصل إلى الأسلوب الأمثل لإدارة الموارد المائية المنهكة, بحيث نسبق الكوارث, بدلاً من أن تكون تصرفاتنا مجرد ردود فعل لها, ومن هذه الأسئلة: ماذا ينقص الخبراء والعلماء من أجل أن يصل صوتهم إلى مراكز صنع القرار ورجال الإدارات السياسية, لإقناعهم بأن تحتل المسألة المائية موقعها المناسب في قائمة العمل الاقتصادي, وبضرورة إعادة النظر في نماذج التنمية التي يتطلعون إلى تحقيقها في مجتمعاتهم, فمن غير المنطقي, مثلاً, أن تسعى دولة تعاني قصوراً في مواردها المائية إلى تحقيق الاكتفاء الذاتي من المحاصيل الغذائية! ومن هذه الأسئلة, أيضاً, ما يتصل بتلوث المياه, فكيف لخبراء المياه أن يوضحوا للساسة, وللرأي العام, حجم التكلفة الفعلية لمشكلة تلوث المياه, في المدى الطويل, على خطط التنمية الاجتماعية والاقتصادية? إن عدداً كبيراً من الدول الفقيرة لا يعطي لهذه المشكلة حقها من الاهتمام, ولا يسعى إلى حلها, مما يؤدي إلى تفاقم مشاكل التنمية لديه, بل وإلى تصدير هذه المشاكل إلى الأجيال التالية. وستكون (الموجيتو إف سي), من نوع (سكوتر), أول دراجة نارية تعمل بخلية وقودية, بسرعة قصوى 56كم/س ولمسافة 200كم. والملاحظ, أن هذا العام العالمي للمياه العذبة يأتي في أعقاب قمة الأرض الثانية - جوهانسبرج 2002 - التي اتفق فيها قادة العالم على أسس مواجهة مشاكل الماء والقصور الشديد في مرافق الصحة العامة, التي يعانيها حوالي بليون ومائتي مليون إنسان, لا يعرفون الطريق للمياه الصالحة للشرب, وأكثر من بليونين وأربعمائة مليون آخرين, يفتقدون الحد الأدنى من خدمات ومرافق الصحة العامة. والحصاد المرُّ لهذه الأحوال,  ثلاثة ملايين ضحية, تقتلهم الأمراض الناجمة عن تلوث المياه, كل سنة. ومن الآن وحتى عشر سنوات قادمة, ستحل الخلايا الوقودية محل المراجل وسخانات الماء في عمليات التدفئة في فرنسا, وستطلق شركة (سمارت فويل سل) مجموعات توليد كهرباء مدمجة على أساس الخلايا الوقودية, وتتغذى بخراطيش من الميثانول. وتعطي كل خرطوشة عشر ساعات عمل للكمبيوتر المحمول. أخيرًا, ستسوق (توشيبا), قبل العام 2005, شاحنًا مستقلاً ذاتيًا يرتكز إلى الخلية الوقودية التي تغذيها خرطوشة ميثانول.
إلا أن الضوء المسلط على الهيدروجين يجب ألا ينسينا مواصفات متجه طاقي آخر سيكون له دور رئيسي في ميدان طاقة الغد, أي الكهرباء, التي تضاهي الهيدروجين في مزاياها: نظيفة, وصامتة, وتنقل بالجملة, وتنتج بسهولة مع كفايات ممتازة. وقد دخلت حياة الناس منذ زمن طويل, خلافًا للهيدروجين, ولا رغبة لأحد في التخلي عنها. ولا شك أنها تعاني من مشكلة التخزين, الذي يجب تحسينه.
