رسانه فناوری های نوین معدن و صنایع معدنی

هیدروژن در سالهای اخیر توجهات زیادی را به خود جلب کرده و اکنون در استراتژی شرکتهای بزرگ نفتی و بسیاری از دولتها برای کربن زدایی صنایع دیده می شود.


به گزارش معدن مدیا و به نقل از بلومبرگ، پنلهای خورشیدی و توربینهای بادی نمی توانند همه چیز را پاک کنند. به عنوان مثال تولید فولاد به دمای بالاتر از دمایی که کوره های برقی سنتی می توانند تولید کنند، نیاز دارد. به همین دلیل برنامه های مقابله با تغییرات اقلیمی، نقش بزرگی را برای هیدروژن در محدود کردن آلایندگی صنعتی و سوخت خودروها، کامیونها و کشتیها در نظر گرفته است. هیدروژن سبز عاری از آلایندگی است اما تحقق اهداف بلندپروازانه ای که برای این گاز پاک در نظر گرفته شده به معنای ساخت همه چیز از ابتداست.

مزیت هیدروژن چیست؟

هیدروژن گاز پاک است و می تواند جایگزین سوختهای فسیلی شود که اکنون در کوره هایی با دمای ۱۵۰۰ درجه سلسیوس (۲۷۳۲ درجه فارنهایت) استفاده می شوند و ۲۰ درصد انتشار جهانی دی اکسید کربن که مربوط به این صنعت است را کاهش دهد. در فولادسازی هیدروژن می تواند جایگزین زغال سنگ شود که در حال حاضر علاوه بر تولید حرارت، برای پالایش سنگ آهن استفاده می شود. سوختن هیدروژن به جای دی اکسید کربن، تنها بخار آب تولید می کند. اگرچه در حال حاضر در خودروهای برقی عمدتا از باطری استفاده می شود اما بعضی از شرکتها بر این باورند که پیل سوختی هیدروژنی انتخاب بهتری برای باطری در خودروهای سنگین مانند کامیونها، کشتیها و احتمالا هواپیماها خواهد بود.

هیدروژن سبز چیست؟

هیدروژن می تواند از الکترولیز تولید شود. در این فرآیند جریان برق در آب در دستگاهی به نام الکترولایزر اتمهای هیدروژن را از اکسیژن جذا می کند. (در پیلهای سوختی این فرآینده معکوس است و هیدروژن با اکسیژن ترکیب می شود تا آب و برق تولید کند.) برای این که هیدروژن سبز شناخته شود باید برق مورد استفاده در الکترولایزر از منابع تجدیدپذیر تامین شود.

هیدروژن به چه شکل دیگری تولید می شود؟

این روزها عمده هیدروژن مورد استفاده از جدا کردن مولکولهای گاز طبیعی به دست می آید. اما این امر مستلزم استفاده از انرژی زیادی است و دی اکسید کربن تولید می کند که باعث شده بعضی این نوع هیدروژن را هیدروژن خاکستری بنامند. هیدروژن آبی در شرایطی اطلاق می شود که دی اکسید کربن جمع آوری و ذخیره شود. در این صورت یک سوخت با آلایندگی اندک محسوب می شود.

هیدروژن سبز با چه موانعی روبروست؟

طبق تحلیل بلومبرگ نیوانرژی فاینانس، تولید هیدروژن سبز در حال حاضر بین ۲.۵۰ تا ۴.۵۰ دلار در هر کیلوگرم هزینه دارد. این هزینه باید به یک دلار در هر کیلوگرم کاهش پیدا کند تا در برابر هیدروژن تولید شده از سوخت فسیلی رقابتی باشد. بلومبرگ نیوانرژی فاینانس پیش بینی کرده که هزینه تولید تا سال ۲۰۳۰ به این سطح می رسد اما به توسعه گسترده ظرفیت الکترولیز و افزایش وسیع تولید برق نیاز دارد آن هم در شرایطی که ژنراتورها و شبکه های نیروی جهان برای پاسخگو ماندن به تقاضای مربوط به خودروهای برقی تحت فشار قرار گرفته اند. همچنین به عنوان سبکترین گاز در جهان، هیدروژن باید فشرده یا با گاز طبیعی ترکیب شود تا قابل انتقال از طریق خط لوله باشد یا سرد شود تا وضعیت مایع پیدا کرده و توسط کشتی قابل حمل باشد که این امر به هزینه های آن در مقایسه با گاز طبیعی می افزاید.

چه کسی در زمینه هیدروژن سبز پیشروست؟

اتحادیه اروپا بلندپروازانه ترین هدف را تعیین کرده که ساخت الکترولایزرهایی است که تا سال ۲۰۳۰ قادرند ۴۰ گیگاوات برق تجدیدپذیر را به هیدروژن تبدیل کنند. در این طرح هیدروژن در قلب برنامه سبز قرار دارد و ۴۷۰ میلیارد یورو (۵۶۰ میلیارد دلار) سرمایه گذاری خصوصی و دولتی تا سال ۲۰۵۰ در نظر گرفته شده است. آلمان اعلام کرده که هیدروژن سبز نقش مرکزی در تغییر پایه صنعتی این کشور که صفر کردن آلایندگی کربن تا سال ۲۰۴۵ را هدف گرفته است، ایفا خواهد کرد.

در مناطق دیگر چه خبر است؟

چین برای ورود یک میلیون خودروی هیدروژنی تا پایان سال ۲۰۳۰ به جاده ها هدف گذاری کرده است. طبق گزارش چاینا هیدروژن الاینس، ارزش تولید هیدروژن ممکن است تا سال ۲۰۲۵ به یک تریلیون یوان (۱۵۵ میلیارد دلار) برسد. استرالیا ۲۱۴ میلیون دلار برای سرعت بخشیدن به روند توسعه چهار قطب هیدروژن با ظرفیت ۲۶ گیگاوات سرمایه گذاری خواهد کرد. ژاپن که در آنجا شرکت تویوتا موتور سرمایه گذاری سنگینی در فناوری پیل سوختی داشته است، بزرگترین پیشروی جهان در جایگاههای شارژ هیدروژن است و کره جنوبی هم زیرساخت سوخت گیری هیدروژن و زیرساختهای دیگر را در شش شهر احداث می کند و امیدوار است هیدروژن تا سال ۲۰۲۵ منبع انرژی اصلی شود.

آمریکا چطور؟

آمریکا در سال ۲۰۱۹ حدود ۶۵۰۰ خودروی برقی پیل سوختی در جاده داشت که بزرگترین ناوگان جهان است. دولت جو بایدن، رییس جمهور آمریکا برای کاهش هزینه هیدروژن تجدیدپذیر به میزان ۸۰ درصد تا سال ۲۰۳۰ هدف گذاری کرده است. گروههای صنعتی شامل بعضی شرکتهای سوخت فسیلی به دنبال مشوقهای مالیاتی برای تولید هیدروژن و یارانه برای تبدیل خطوط گاز طبیعی به منظور انتقال هیدروژن هستند.

کسب و کارها چه کار می کنند؟

اکثر شرکتهای انرژی جهان و گروههای صنعتی بزرگ در عرصه هیدروژن تا حدودی فعالیت دارند. شرکت رویال داچ شل کنسرسیومی را هدایت می کند که در حال ساخت پروژه ای برای تولید حداکثر ۱۰ گیگاوات هیدروژن سبز تا سال ۲۰۴۰ است. شرکت RWE آلمان به اتفاق ۲۶ شرکت دیگر قصد دارند واحدهای الکترولیز در دریای شمال با ۱۰ گیگاوات ظرفیت تا سال ۲۰۳۵ ایجاد کنند. شرکت اروپایی ایرباس هم سرگرم کار روی طراحیهایی برای ساخت هواپیمای هیدروژنی است.

 

منبع ترجمه: ایسنا