تعداد و مقیاس پروژه هایی که از هیدروژن (گازی که در هنگام سوختن بدون انتشار دی اکسید کربن انرژی آزاد می کند) سوخت را می سازند و مصرف می کنند، ، به سرعت در حال رشد است.
به گزارش تکناک، در یکی از پروژه های بزرگ، یک خط لوله زیر دریا با بودجه 2.5 میلیارد یورویی از سال 2030 هیدروژن سبز را از اسپانیا به فرانسه منتقل می کند.
در ایالات متحده آمریکا، برخی از نیروگاه ها در حال ارتقاء هستند تا امکان ترکیب هیدروژن با گازهای فسیلی را فراهم کنند و شرکت نفت نروژی Equinor در حال همکاری با Thermal SSE برای ساخت نیروگاه 1800 مگاواتی «هیدروژن آبی» در بریتانیا است.
در همین حال، چین در ماه مارس از طرحی رونمایی کرد که شامل استقرار 50هزار وسیله نقلیه هیدروژنی تا سال 2025 بود و در اوایل دسامبر شاهد خروج اولین تراکتورها و لیفتراک های هیدروژنی از خط مونتاژ در یک کارخانه جدید در استان گوانگدونگ بودیم.
رنگ های هیدروژن
هیدروژن به روش های مختلفی تولید می شود. یک طیف رنگی برای ساده کردن آن استفاده می شود. هیدروژن “خاکستری” و “قهوه ای/سیاه” به ترتیب از گازهای فسیلی (متان) و زغال سنگ (زغال سنگ قهوه ای یا سیاه) به دست می آید . فرآیندی که به ازای هر تن هیدروژن، بین ده تا 12 تن CO2 برای هیدروژن خاکستری و 18 تن تولید می کند. تا 20 برای قهوه ای.
“آبی” همان فرآیند است با این تفاوت که دی اکسید کربن قرار است گرفته شده و در زیر زمین ذخیره شود. و هیدروژن سبز به طور معمول به عنوان تولید شده از تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن با استفاده از الکتریسیته تجدید پذیر تعریف می شود.
اما تنها 0.04 درصد هیدروژن سبز است و هیدروژن آبی کمتر از 1 درصد است. بقیه خاکستری یا قهوه ای است که بیشتر آن در پالایشگاه های نفت و برای تولید آمونیاک و متانول استفاده می شود. این یک صنعت عظیم است که بیش از مجموع کل بریتانیا و فرانسه CO2 منتشر می کند.
به طور گسترده امید می رود که روزنه امید قیمت های بالای گاز امروزی، هیدروژن سبز باشد که به جایگزینی مقرون به صرفه برای سوخت های کثیف در بویلرها، تانکرهای حمل و نقل و کوره های کارخانه فولاد تبدیل شود. متأسفانه، بدون اصلاح بازار برق، این فرصت احتمالاً از بین خواهد رفت.
در حالی که سروصدای اقتصاد هیدروژنی زیاد میشود، یک نگاه دقیقتر نشان میدهد که سوخت کمتر برای انتقال سبز استفاده می شود و بیشتر موضوع مورد بحث شرکتهای نفتی است.
هیدروژن سبز برای کربن زدایی ضروری است. این سوخت برای جایگزینی سوخت های فسیلی در فولادسازی، تولید آمونیاک برای کودها و احتمالاً حمل و نقل که جزو فرآیندهایی هستند که استفاده از الکتریسیته برای نیرو دهی در آنها دشوار است ضروری است.
مقداری هیدروژن سبز رنگ با رنگ های کثیف تری تلاقی دارد. بنابراین صرفاً این نیست که در تولید آن انرژی زیادی در تبدیل مضاعف از برق به گاز و سپس سوخت هدر می رود. اما سوختن هیدروژن همچنین اکسیدهای نیتروژن، آلاینده های هوای مرتبط با بیماری های تنفسی و باران اسیدی را منتشر می کند.
اگر تا سال 2050 تولید هیدروژن سبز برای ایفای نقش اقتصادی مهم افزایش یابد، تقاضای آب شیرین برای فرایند تولید از یک چهارم مصرف سالانه جهانی امروز فراتر خواهد رفت و در برخی از مناطق با خطر کمبود آب مواجه خواهیم شد.
مهمتر از همه، هیدروژن فقط در صورتی سبز است که انرژی تجدیدپذیری که آن را تولید می کند نتواند به شبکه تغذیه شود تا جایگزین نیروگاه های گاز یا زغال سنگ شود.
هیدروژن آبی متکی به ترفند مشابه اما بسیار مضرتر است تا تولید شود. برای اینکه هیدروژن به رنگ آبی واقعی باشد، انتشار گازهای گلخانه ای باید ضبط و به طور ایمن ذخیره شود.
در تئوری، جذب و ذخیره کربن کار می کند، اما تقریباً همه کارخانه ها از کربن جذب شده برای پمپاژ بیشتر نفت استفاده می کنند و بسیاری از آنها به دلیل خرابی تعطیل شده اند. فقط تعداد انگشت شماری کربن را به طور نامحدود ذخیره می کنند و حتی اینها انرژی زیادی مصرف می کنند و فقط مقداری از CO2 را جذب می کنند که ممکن است نشت کند.
منبع اصلی هیدروژن آبی متان است، یک گاز گلخانهای قدرتمند که به دلیل فرار از چاههای حفاری و خطوط لوله بدنام است. تحقیقات نشان می دهد که این مسائل هیدروژن آبی را برای آب و هوا بدتر از گازهای فسیلی می کند.
در اتحادیه اروپا، مانند بسیاری از اقتصادها، قیمت گذاری برق بر اساس اصل هزینه های نهایی است، به این معنی که گران ترین منبع (معمولا گاز فسیلی) قیمت عمده فروشی برق را تعیین می کند. در روش های خورشیدی و بادی، تولید بیش از حد انرژی های تجدیدپذیر می تواند قیمت برق را کاهش دهد و آنها را برای چند ساعت در یک زمان مشخص از چنگال قیمت گاز طبیعی رها کند.
این اغلب برای توجیه سرمایه گذاری در الکترولایزرهایی که هیدروژن سبز تولید می کنند کافی نیست. هیدروژن سبز مزیت قیمتی لازم را نسبت به هیدروژن آبی و گاز فسیلی نخواهد داشت تا زمانی که بازارهای برق بازسازی شوند.
در همین حال، قیمت بالای نفت و گاز، توسعه صنعت را با سرعت زیادی بالا برده است. دولت ایالات متحده به شرکت های نفت و فرکینگ (نوعی روش استخراج نفت و گاز) توصیه می کند که حفاری کنند. دولت بریتانیا بیش از 100 مجوز برای حفاری نفت و گاز اعطا می کند و سرمایه گذاری های عظیمی در سوخت های فسیلی در سراسر خاورمیانه و آفریقا اعلام شده است.
در چند سالی که این منابع جدید وارد بازار میشوند، و بهویژه اگر رشد اقتصادی به کندی ادامه دهد و تقاضای انرژی را کاهش دهد، گاز و نفت دوباره ارزانتر میشوند، تا زمانی که افزایش قیمت بعدی دورهای جدیدی از سرمایهگذاری را آغاز کند و چرخه جهنمی ادامه یابد. سپس صاحبان چاهها، خطوط لوله و پایانههای تازهساختهشده برای دفاع از این داراییها و کربنزدایی متوقف خواهند شد.
اکنون شرکت های سوخت فسیلی در حال تغییر نام تجاری خود به عنوان عامل “مدیریت کربن” هستند. هدف حفظ مجدد داراییها با ارائه یک ماده خیالی به نام هیدروژن آبی، بهعنوان پلی به آیندهای سبز نامشخص برای کم کردن انتشار کربن ، است.
بخشهای دیگر به ائتلاف تحت رهبری نفت پیوستهاند. همانطور که مهندس تام باکستر مشاهده می کند، اپراتورهای شبکه گاز و تولید کنندگان دیگ بخار بقای خود را در این ترفند می بینند. تاسیسات نیز به همین ترتیب مشتاق هستند، زیرا ناکارآمدی هیدروژن به آنها اجازه می دهد تا با قدرت بیشتری بفروشند.
مقابله با این عملیات متوقف کننده نیازمند سیاست عمومی است. دولتها باید قوانین جدیدی را وضع کنند یا از کربن خارج از بازار مالیات بگیرند و همزمان استفاده و تولید انرژیهای تجدیدپذیر را افزایش دهند.
رویکرد قیمت گذاری برق نیز باید تغییر کند تا قیمت برق تولید شده از انرژی های تجدیدپذیر و گاز فسیلی جدا شود. سیستم قیمت گذاری نهایی به شدت به نفع صاحبان پروژه های تجدیدپذیر است، زیرا آنها از قیمت های بالای برق و در واقع هزینه های ورودی صفر سود می برند.
یک ساختار بازار جایگزین برای تولید کننده های انرژی با توجه به میانگین هزینههای آنها به اضافه یک مازاد جزئی که میتواند برای استقرار بیشتر انرژیهای تجدیدپذیر و سایر فناوریهای سبز مجدد سرمایهگذاری شود، برای مصرفکنندگان انرژی برق ارزان قیمت به ارمغان خواهد آورد. این تنها از طریق یک بازار قوی تنظیم شده یا با ملی کردن شرکتهای انرژی و تعیین قیمت و تولید امکانپذیر است.
این مداخلات به هیدروژن سبز مزیت رقابتی نسبت به انواع آبی یا خاکستری می دهد، مزیتی که می تواند با یارانه های دیگر، مانند اعتبار مالیاتی بر اساس مدل قانون کاهش تورم ایالات متحده، افزایش یابد. مهمتر از همه، تقاضای انرژی باید کاهش یابد تا فشار افزایشی بر قیمت کاهش یابد.
در هر سیستم انرژی آینده، هیدروژن نقش خواهد داشت. اما گسترش آن باید با دقت طراحی شود تا به اهداف از پیش تعیین شده برسد.
