قبل از اینکه هیدروژن را یک سوخت کاملا بدون کربن بدانیم، باید به راهحلهای تولید پاک و سبز آن فکر کنیم. این نیاز است که بیشترین فرصت را برای تولید، ذخیرهسازی و بهرهبرداری از هیدروژن سبز، همزمان با پیشرفت تکنولوژی، برای سرمایهگذاران فراهم میکند. این فاکتورها و عوامل دیگر باعث شده مخترعان به این فکر کنند که آیا هیدروژن محل خوبی برای سرمایهگذاری است؟
شکی وجود ندارد که هیدروژن نقش مهمی در کربنزدایی از اقتصاد جهانی دارد. اخباری که از سرمایهگذاریهای متعدد در پروژههای هیدروژن در سراسر دنیا به گوش میرسد، این سوال را مطرح میکند که آیا این سرمایهگذاریها به طور کلی مفید هستند و آیا الان زمان مناسبی برای این کار هست؟
توفانهای قوی، فصول آتشسوزی شدیدتر و سیلهای مرگبار در سراسر دنیا، نیاز به ارادهای قویتر را به سوی کربنزدایی بیشتر کرده است. در نتیجه، دولتها و رهبران صنعتی به اتخاذ اهداف کاهش انتشار کربن برای سال 2050 متعهد شدهاند. در این بحبوحه، بازار هیدروژن به عنوان یک کالای اساسی استراتژیک در تحول به سوی یک اقتصاد جهانی پاکتر، در حال شکلگیری است.
آژانس بینالمللی انرژی، هیدروژن را «بخش مهمی از پازل انتشار صفر خالص تا سال 2050» میداند. این موضوع بهویژه برای بخشهایی از اقتصاد که کربنزدایی در آنها سختتر است درست است؛ از جمله صنایع سنگین، حمل و نقل در مسافتهای دور، کشتیرانی و هواپیمایی هیدروژن با وجود فراوانی، خودش به تنهایی وجود ندارد و به فلوئور، نیتروژن یا اکسیژن پیوند خورده است. طبق اعلام آژانس بینالمللی انرژی، فرآیندهای معمولی برای شکستن این پیوندها و تولید هیدروژن خالص، از سوختهای فسیلی مثل زغال سنگ و گاز طبیعی استفاده میکند و میتواند عامل انتشار میزان قابل توجهی از دیاکسیدکربن باشد. بنابراین قبل از اینکه هیدروژن را یک سوخت کاملا بدون کربن بدانیم، باید به راهحلهای تولید پاک و سبز آن فکر کنیم. این نیاز است که بیشترین فرصت را برای تولید، ذخیرهسازی و بهرهبرداری از هیدروژن سبز، همزمان با پیشرفت تکنولوژی، برای سرمایهگذاران فراهم میکند. هیدروژن سبز یعنی تولید هیدروژن از طریق الکترولیز با استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی مثل خورشیدی، بادی یا برقابی. این فاکتورها و عوامل دیگر باعث شده مخترعین به این فکر بیفتند که آیا «هیدروژن محل خوبی برای سرمایهگذاری است؟»
هیدروژن در چه مواردی کاربرد دارد؟
هیدروژن به عنوان فراوانترین و سبکترین عنصر روی زمین، بیرنگ و بیبوست و بدون آلایندگی میسوزد. امروز، هیدروژن عمدتا به عنوان یک ماده شیمیایی صنعتی در صنعت نفت و پتروشیمی مورد استفاده قرار میگیرد تا سطح سولفور سوختها را کاهش دهد. همچنین ماده اصلی تولید کود نیترات است.
چگالی انرژی هیدروژن تقریبا سه برابر بنزین یا گازوئیل است و با سوزاندن آن میتوان برق تولید کرد یا در ترکیب با اتمهای اکسیژن، میتوان انرژی پیلهای سوختی را تامین کرد. گزارشی که شرکت «آربیسی کپیتال مارکت» منتشر کرده، بر همین موضوع تاکید دارد. آربیسی میگوید هیدروژن هیچگونه گاز گلخانهای منتشر نمیکند و بنابراین این توانایی را دارد که در موارد زیر جایگزین سوختهای فسیلی شود:
- سوخترسانی برای حملونقل در مسافتهای طولانی مانند کامیونها، قطارها، کشتیها و هواپیماها
- ذخیرهسازی انرژی تجدیدپذیر و زنجیرههای تامین برق
- فرآیندهای تولید صنعتی انرژیبر که امکان کاهش انتشار در آنها بسیار سخت است؛ مانند تولید فولاد، تولید مواد شیمیایی، سیمان و پالایش نفت خام
در بخش حمل و نقل در مسافتهای طولانی، به طور خاص فرآیند کربنزدایی بسیار سخت است، چون وزن باتریهای لیتیوم یون زیاد و دامنه عملیاتی آنها ناکافی است و نمیتوان برای وسایل نقلیه در مسافتهای طولانی از آنها استفاده کرد. اما هیدروژن جایگزین سبکی است که میتواند برای مسافتهای دور کافی باشد و بخش حمل و نقل را به کربن خنثی شدن نزدیکتر کند.
تکنولوژیهایی که با هیدروژن کار میکنند و میتوانند پاسخگوی نیازهای این صنعت باشند، دو نوع هستند: موتورهای سوخت هیدروژن که تقریبا عین موتورهای سوخت گازوئیل یا بنزین کار میکنند و پیلهای سوخت هیدروژن که با ترکیب هیدروژن و اکسیژن در یک پیل الکتروشیمیایی، برق تولید میکنند. تولیدکنندگان وسایل حمل و نقل سنگین مثل دایملر، ولوو و تویوتا، در تلاشند کامیونهایی که سوختشان هیدروژن است را هر چه زودتر وارد بازار کنند. دایملر و ولوو در حال همکاری برای توسعه تکنولوژی پیل سوخت هیدروژن هستند. تویوتا هم به نوبه خودش از دهه 90 روی این نوع پیلها کار کرده و حالا میخواهد آن را روی ماشینهای سنگین پیاده کند. شرکت هیوندای موتور، ماشینهای شاسی بلند هیدروژنی نکسو (Nexo) را در سال 2023 وارد بازار کانادا کرد و الان هم در حال آزمایش یک کامیون برقی خودران در آمریکاست که با پیل سوخت هیدروژن کار میکند. همچنین گزارشهایی آمده که میگویند این خودروساز کرهای قرار است اولین ابرخودرو سوخت هیدروژنی را در سال 2026 وارد بازار کند.
«انجمن اطلاعات انرژی» (EIA) آمریکا، میگوید وقتی بحث ذخیرهسازی انرژی مطرح است، «هیدروژن را میتوان در زمان تولید بالای انرژی تجدیدپذیر، با منابع تجدیدپذیر تولید کرد و آن را برای زمانی که منابع تجدیدپذیر محدود و تقاضای برق زیاد میشود، برای تولید برق ذخیره کرد.» این آژانس به سرمایهگذاری مشترک شرکتهای شورون و میتسوبیشی با عنوان «پروژه پیشرفته ذخیرهسازی انرژی پاک» در ایالت اوتا آمریکا به عنوان یک نمونه اشاره میکند. هدف پروژه این است که هیدروژن تولید شده از طریق الکترولیز در غارهای نمک با انرژیهای تجدیدپذیر ذخیرهسازی شود. این هیدروژن ذخیرهشده میتواند سوخت مورد نیاز مشتریان در بخشهای تاسیسات، حمل و نقل و صنعت را فراهم کند. این پروژه که فعلا در دست ساخت است، برای تبدیل و ذخیرهسازی بیش از 100 متریک تن هیدروژن در هر روز طراحی شده است. عملیات در سطح تجاری قرار است از اواسط 2025 آغاز شود.
چه کسانی سرمایهگذاری کردهاند؟
کالیفرنیا، اولین ایالت آمریکاست که یک «قطب هیدروژن» راهاندازی کرده است. این پروژه به نام «اتحاد برای سیستمهای انرژی هیدروژن پاک تجدیدپذیر» (ARCHES) در 30 اوت به طور رسمی آغاز به کار کرد. پروژههای هیدروژن در کالیفرنیا، با حمایت مالی 2/1میلیارد دلاری فدرال همراه هستند. دنی ون، از مقامات اوکلند که این قطب در آن راهاندازی شده، میگوید: «ما در مسیر انتشار صفر قرار گرفتهایم، اما به سرمایهگذاریهای بیشتری نیاز داریم. با کمک وزارت انرژی، سناتور پادیلا و فرماندار، پروژه ARCHES برق شمال کالیفرنیا را پوشش خواهد داد.» تنها چیزی که هیدروژن تجدیدپذیر هنگام استفاده به عنوان سوخت تولید میکند، هوا و آب است. حدود 62 میلیون دلار از بودجهای که وزارت انرژی آمریکا در تکنولوژیهای هیدروژن پاک سرمایهگذاری خواهد کرد برای ایستگاههای سوختگیری کامیونهای هیدروژنی سنگین و متوسط هزینه خواهد شد.
طبق بیانیهای که وزارت انرژی در آخرین روز ماه اوت منتشر کرده، 20 پروژه منتخب در 15 ایالت به هدف «تسریع تحقیق، توسعه، نمایش و استقرار نسل بعدی تکنولوژیهای هیدروژن پاک، معرفی شدهاند.» بیشتر این بودجه به هیدروژن استاندارد و قابل جایگزینی که به عنوان سوخت ایستگاههای تامین سوخت کامیونهای بزرگ و در مقیاس تجاری به کار میرود، اختصاص خواهد یافت. دیوید کرین، معاون زیرساخت وزارت انرژی آمریکا، میگوید: «هیدروژن چاقوی سوئیسی همهکاره منابع انرژی است و این موضوع بسیار مهم است. اما حداقل در کشور ما، بهترین و طولانیترین استفادهای که از آن میشود، برای حمل ونقل ماشینهای سنگین است.»
پنج حوزه اصلی که پروژههای مذکور زیرمجموعه آن قرار میگیرند عبارتند از:
- 40میلیون دلار برای چهار ایستگاه سوختگیری هیدروژن در نیویورک، کانکتیکت، کالیفرنیا و آریزونا.
- 5/8 میلیون دلار برای پروژههایی که «قطعات پیشرفته» مورد استفاده در سوختگیری هیدروژن را در واشنگتن، کارولینای شمالی، ایلینوی و ماساچوست توسعه میدهند.
- 7 میلیون دلار برای هفت پروژه که هدفشان شناسایی چالشهای مکانیابی، دادن مجوز و نصب در محل تولید هیدروژن است.
- 4 میلیون دلار برای ارتقای همکاری جامعه در ارتباط با پیادهسازی تکنولوژی هیدروژن.
طبق تحلیلهای S&P Global، سوخت هیدروژن در حمل و نقل متوسط و سنگین، نسبت به سوختهای موجود در کاربردهای سبک، از نظر قیمتی رقابتیتر است. هیدروژن سبک در کالیفرنیا، بالاترین قیمت را در سطح جهان دارد. کاربردهای سنگین هیدروژن با نرخهای کمتری عرضه میشود که معمولا در حجمهای بسیار بالاتر هم خرید و فروش میشود.
در سوی دیگری از دنیا، شرکت چینی «هایگرین انرژی» اعلام کرده همراه با شرکایش، 2 میلیارد یورو در پروژههای هیدروژن سبز در اندلس، در جنوب اسپانیا سرمایهگذاری خواهد کرد. این تولیدکننده الکترولیزر که در سال 2024 ظرفیت تولید جهانی آن 2 گیگاوات بوده، میخواهد در همکاری با شرکت تاسیسات انرژی اسپانیایی «کاگزابنگوئا» تکنولوژی هیدروژن خود را در منطقه توسعه دهد و علاوه بر کارخانههای جدید هیدروژن سبز، الکترولیز هم تولید کند. کارخانه تولید الکترولیزر ابتدا بر الکترولیزرهای 5 مگاواتی تمرکز میکند و بعد قرار است ظرفیت آن به 5 گیگاوات برسد.
بر اساس گزارشی که شرکت «گلوبال دیتا» منتشر کرده، اسپانیا قصد دارد 74 درصد برق خود را تا سال 2030 از طریق انرژیهای تجدیدپذیر تامین کند و هیدروژن سبز بخش مهمی از این هدف خواهد بود. با سرمایهگذاری هایگرین، اندلس پیشتاز هیدروژن سبز در اسپانیا و اروپا خواهد بود. این منطقه به دلیل اینکه در معرض باد و خورشید است، در موقعیت بسیار خوبی برای چنین طرحهایی قرار دارد. از آنجا که توسعه پروژههای هیدروژن سبز گران تمام میشود و به سرمایهگذاری و یارانه زیادی نیاز دارد، دولت اسپانیا در سال 2020 «نقشه راه هیدروژن» را معرفی کرد که شامل تعهد به هیدروژن تجدیدپذیر میشود و 5/1 میلیارد یورو برای توسعه تولید و استفاده از هیدروژن اختصاص داده است.
در ماه مه امسال هم دولت استرالیا از مجموعه سرمایهگذاریهای بزرگ به هدف توسعه بخش انرژی پاک در این کشور خبر داد که سرمایهگذاری 5 میلیارد دلاری در تولید هیدروژن طی 10 سال آینده، از جمله آن است.
این سرمایهگذاری جدید، در قالب بودجه 2025-2024 دولت اعلام شده که بیش از 2 میلیارد دلار نیز به آژانس انرژی تجدیدپذیر اختصاص مییابد تا از تجاریسازی تکنولوژیها برای تحول به سوی کربنخنثی شدن و طرحهایی برای پیشبرد توسعه بخش مالی پایدار حمایت کند.
منبع: روابطعمومی شرکت فولاد مبارکه اصفهان