به گزارش تجارت نیوز، در دهه‌های اخیر، نگرانی‌های جهانی درباره تغییرات اقلیمی، آلودگی هوا و کاهش منابع انرژی فسیلی موجب شده است که کشورهای مختلف به دنبال منابع جایگزین و پایدار برای تأمین انرژی باشند. انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی و زمین‌گرمایی از جمله راه‌حل‌های مطرح‌شده برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی بوده‌اند.
در میان گزینه‌های موجود، هیدروژن سبز به عنوان یکی از امیدهای بزرگ در مسیر دستیابی به انرژی پاک مطرح شده است. این فناوری که با بهره‌گیری از منابع تجدیدپذیر و فرآیند الکترولیز تولید می‌شود، می‌تواند گامی مهم در جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و دستیابی به اهداف کربن‌زدایی باشد.
با این حال، مسیر توسعه و تجاری‌سازی هیدروژن سبز پر از چالش‌های فنی و اقتصادی است. برخی کارشناسان معتقدند که هیدروژن سبز در آینده می‌تواند جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی باشد، در حالی که برخی دیگر آن را یک فناوری پرهزینه و دور از دسترس می‌دانند.
در این گزارش جامع، ضمن بررسی مفهوم هیدروژن سبز، به فرصت‌ها، چالش‌ها و پروژه‌های بزرگ در این حوزه خواهیم پرداخت. همچنین به این پرسش پاسخ خواهیم داد که آیا هیدروژن سبز می‌تواند آینده انرژی جهان را متحول کند یا تنها یک رؤیای پرهزینه خواهد بود؟
هیدروژن سبز چیست و چگونه تولید می‌شود؟
هیدروژن سبز نوعی هیدروژن است که از طریق فرآیند الکترولیز آب تولید می‌شود. در این فرآیند، آب (H₂O) با استفاده از جریان الکتریسیته به عناصر سازنده خود یعنی هیدروژن (H₂) و اکسیژن (O₂) تجزیه می‌شود. در صورتی که این جریان الکتریسیته از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی یا بادی تأمین شود، فرآیند کاملاً بدون آلاینده و پاک خواهد بود.
فرآیند تولید هیدروژن سبز دارای چند مرحله کلیدی است:
- تأمین انرژی تجدیدپذیر: در این مرحله، برق تولیدشده از منابع پاک مانند انرژی خورشیدی، بادی یا برق‌آبی برای راه‌اندازی تجهیزات الکترولیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- الکترولیز آب: در این فرآیند، جریان الکتریکی باعث تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن می‌شود. هیدروژن تولیدشده در این مرحله همان هیدروژن سبز است.
- ذخیره‌سازی و انتقال: هیدروژن تولیدشده معمولاً به صورت فشرده یا مایع ذخیره شده و سپس به محل‌های مصرف منتقل می‌شود.
در مقایسه با روش‌های سنتی تولید هیدروژن مانند استفاده از گاز طبیعی (معروف به هیدروژن خاکستری) یا تولید هیدروژن با فناوری‌های مجهز به سیستم‌های جذب کربن (معروف به هیدروژن آبی)، هیدروژن سبز دارای کمترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای است.
چرا هیدروژن سبز به عنوان سوخت آینده مطرح شده است؟
هیدروژن سبز به دلیل مزایای زیست‌محیطی و کاربردهای گسترده خود، به عنوان یکی از گزینه‌های کلیدی در آینده انرژی جهان شناخته می‌شود.
۱. کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای
با توجه به افزایش نگرانی‌های جهانی در مورد تغییرات اقلیمی، بسیاری از کشورها به دنبال راهکارهایی برای کاهش انتشار دی‌اکسید کربن (CO₂) و سایر گازهای آلاینده هستند. هیدروژن سبز در طول تولید و مصرف خود هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کند، از این رو می‌تواند نقش مهمی در دستیابی به اهداف توافق‌نامه پاریس و سایر تعهدات زیست‌محیطی ایفا کند.
۲. جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی در صنایع سنگین
صنایعی مانند فولادسازی، سیمان و تولید مواد شیمیایی که به انرژی‌های پرقدرت و پایدار نیاز دارند، می‌توانند از هیدروژن سبز به عنوان جایگزینی پاک و مؤثر استفاده کنند.
۳. ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر
یکی از چالش‌های انرژی‌های تجدیدپذیر مانند خورشید و باد، وابستگی آن‌ها به شرایط آب‌وهوایی است. هیدروژن سبز می‌تواند به عنوان یک روش مؤثر برای ذخیره‌سازی انرژی در زمان‌هایی که تولید برق خورشیدی یا بادی بیشتر از میزان مصرف است، مورد استفاده قرار گیرد.
۴. استفاده در حمل‌ونقل پاک
خودروهای هیدروژنی با انتشار صفر و زمان سوخت‌گیری کوتاه، گزینه‌ای مناسب برای حمل‌ونقل شهری و صنعتی محسوب می‌شوند.
5. امکان صادرات
با توسعه فناوری‌های حمل‌ونقل هیدروژن، کشورهایی که ظرفیت بالایی در تولید انرژی‌های تجدیدپذیر دارند، می‌توانند هیدروژن سبز را به بازارهای بین‌المللی صادر کنند.
چالش‌های پیش روی هیدروژن سبز
علی‌رغم مزایای قابل توجه، هیدروژن سبز با چالش‌های جدی نیز مواجه است که توسعه و تجاری‌سازی آن را دشوار کرده است.
۱. هزینه‌های بالا
تولید هیدروژن سبز به دلیل نیاز به تجهیزات پیشرفته مانند الکترولیزرها و تأسیسات تولید انرژی تجدیدپذیر، بسیار پرهزینه است. هرچند هزینه این فرآیند در حال کاهش است، اما هنوز در مقایسه با سوخت‌های فسیلی و هیدروژن خاکستری (تولیدشده از گاز طبیعی) گران‌تر است.
۲. بازدهی پایین انرژی
فرآیند تولید، ذخیره‌سازی و انتقال هیدروژن سبز با تلفات انرژی زیادی همراه است. به طور کلی، برای تولید هیدروژن سبز، تقریباً دو برابر انرژی مصرف می‌شود نسبت به میزان انرژی‌ای که در نهایت به دست می‌آید.
۳. زیرساخت‌های ناکافی
در حال حاضر، شبکه‌های توزیع و حمل‌ونقل هیدروژن در مقیاس صنعتی به اندازه کافی توسعه نیافته‌اند. این موضوع باعث می‌شود که سرمایه‌گذاری در این حوزه با ریسک‌های بالایی همراه باشد.
۴. نگرانی‌های ایمنی
هیدروژن به شدت اشتعال‌پذیر است و نیاز به فناوری‌های ایمنی پیشرفته برای ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل دارد.
پروژه‌های بزرگ در زمینه هیدروژن سبز
علی‌رغم چالش‌های موجود، برخی کشورها پروژه‌های عظیمی را در زمینه تولید و استفاده از هیدروژن سبز آغاز کرده‌اند.
یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های جهانی در این حوزه، ساخت بزرگ‌ترین نیروگاه هیدروژن سبز جهان در مصر است. این پروژه با هزینه‌ای بالغ بر ۱۷ میلیارد دلار در منطقه سینای جنوبی احداث خواهد شد و هدف آن تولید ۴۰۰ هزار تن هیدروژن سبز در سال است.
مرحله اول: تکمیل تا سال ۲۰۳۰
مرحله دوم: تکمیل تا سال ۲۰۳۳
مرحله سوم: تکمیل تا سال ۲۰۳۵
این نیروگاه با ظرفیت ۳.۱ گیگاوات به طور کامل از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و ذخیره‌سازی برق آبی برای فعالیت شبانه‌روزی استفاده خواهد کرد. همچنین امکان صادرات مستقیم این هیدروژن به اروپا از طریق کشتی نیز پیش‌بینی شده است.
آینده هیدروژن سبز؛ واقعیت یا خیال‌پردازی؟
با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در توسعه فناوری‌های هیدروژن سبز و پروژه‌های عظیم در دست اجرا، به نظر می‌رسد که تبدیل هیدروژن سبز به یک منبع انرژی فراگیر و مقرون‌به‌صرفه همچنان به زمان نیاز دارد. درست همان‌طور که فناوری‌هایی مانند شکاف هیدرولیکی (فرکینگ) و باتری‌های لیتیوم-یون پس از سال‌ها تلاش و سرمایه‌گذاری به موفقیت رسیدند، هیدروژن سبز نیز احتمالاً در یک بازه زمانی طولانی‌مدت به راه‌حلی پایدار برای تأمین انرژی پاک تبدیل خواهد شد.
هرچند برخی منتقدان معتقدند که هیدروژن سبز فعلاً تنها یک “رؤیای گران” است، اما سرمایه‌گذاری‌های گسترده، کاهش هزینه‌های فناوری و حمایت دولت‌ها می‌تواند مسیر این تحول را هموار کند.
هیدروژن سبز پتانسیل بالایی برای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و مقابله با تغییرات اقلیمی دارد. اما تا زمانی که هزینه‌های تولید کاهش نیابد و زیرساخت‌های لازم فراهم نشود، این فناوری نمی‌تواند به طور گسترده در صنایع و حمل‌ونقل به کار گرفته شود.
با این حال، سرمایه‌گذاری‌های گسترده، پیشرفت‌های فناورانه و پروژه‌های عظیم در دست اجرا نشان می‌دهد که هیدروژن سبز به مرور می‌تواند جایگاه خود را در آینده انرژی جهان تثبیت کند.
