به گزارش تجارت‌نیوز، امروزه هیدروژن به عنوان سوخت محبوب برای ذخیره‌سازی الکتریسیته نظر دانشمندان را به خود جلب کرده است. اما چرا هیدروژن اینقدر مهم شده است؟

به نقل از polytechnique-insights، چندین ایالت و شرکت امید خود را به این عنصر شیمیایی برای مبارزه با گرمایش جهانی بسته‌اند.

هفته‌ای نیست که اعلامیه مشتاقانه جدیدی برای این گاز به عنوان منبع انرژی نداشته باشد: یک اتوبوس هیدروژنی برای شرکت Transdev، یک خودروی کاربردی هیدروژنی و پیل سوختی که توسط سیتروئن رونمایی شد، یا یک شبکه هیدروژن مرزی بین فرانسه، آلمان و لوکزامبورگ. مسلماً در نگاه اول هیدروژن (H2) طلای خالص است. هنگامی که آن را می‌سوزانید یا با پیل سوختی استفاده می‌کنید، انرژی حرارتی یا الکتریکی و آب را بدون آلودگی دریافت می‌کنید. با این حال، تولید فعلی آن CO2 زیادی منتشر می‌کند. برای تبدیل واقعی آن به سوخت سبز، سرمایه‌گذاری‌های عمده در تحقیق و توسعه در ترکیب با انگیزه‌های نظارتی قوی مورد نیاز است.

تولید هیدروژن، CO2 منتشر می‎‌کند!

در حالی که این عنصر جزء اصلی جهان است، اتم‌های آن روی زمین به سختی در حالت گازی خالص H2 که صنعتگران استفاده می‌کنند، وجود ندارد. بنابراین، نمی‌توان از آن به عنوان منبع انرژی استفاده کرد، بلکه حامل انرژی است، مانند برق. این بدان معنی است که تولید هیدروژن نیاز به ورودی از منابع دیگر انرژی دارد که به طور بالقوه CO2 منتشر می‌کنند.

امروزه هیدروژن تولید شده از طریق اصلاح متان، یک روش تولیدی است که CO2 منتشر می‌کند، حدود یک یورو به ازای هر کیلوگرم هزینه دارد، این در حالی است که زمانی که از طریق الکترولیز تولید می‌شود، به ازای هر کیلو چهار تا شش یورو هزینه دارد. با توجه به قانون عرضه و تقاضا، ۹۵ درصد هیدروژن با استفاده از سوخت‎های فسیلی تولید می‌شود. پنج درصد باقیمانده تولید شده از طریق الکترولیز می‌تواند «سبز» باشد، مشروط بر اینکه الکتریسیته مورد استفاده بدون کربن (انرژی تجدید‌پذیر یا هسته‌ای) باشد، که همیشه اینطور نیست (به ویژه در مورد نیروگاه‌های زغال سنگ). ۷۰ میلیون تن هیدروژن در سال در جهان تولید می‌شود که ۸۳۰ میلیون تن CO2 آزاد می‌کند، یعنی دو درصد از انتشار جهانی که نرخی مشابه با بخش حمل و نقل هوایی دارد.

پس چرا هیدروژن اینقدر محبوب است؟

زیرا به نظر می‌رسد در دراز مدت یکی از جایگزین‌های احتمالی سوخت‌های فسیلی باشد. صنایعی که مقادیر زیادی CO2 تولید می‌کنند، مانند صنایع فلز یا شیشه، ممکن است از هیدروژن بهره‌مند شوند. از نظر تئوری، بخش حمل‌ونقل را نیز می‌تواند متحول کند: وسایل نقلیه هیدروژنی آلاینده‌های اگزوز را منتشر نمی‌کنند و استفاده گسترده از آنها می‌تواند آلودگی را در شهرها محدود کند. در نهایت در آینده، ترکیب انرژی ممکن است برای ذخیره برق تولید شده توسط انرژی‌های تجدیدپذیر متناوب اعم از انرژی باد یا خورشید به هیدروژن متکی باشد.

پیش‌بینی‌ای که بشود به آن اعتماد کرد، دشوار است زیرا آینده هیدروژن به عوامل زیادی بستگی دارد: هزینه و در دسترس بودن سوخت‌های فسیلی، کنترل انتشار CO2، مشوق‌های مالی برای انرژی‌های پاک از جمله این فاکتورها هستند. با وجود این، ما می‌توانیم چهار بازار اصلی را برای هیدروژن پیش‌بینی کنیم:

۱- بهینه‌سازی شبکه الکتریکی در صورت دستیابی به منابع انرژی متناوب.

۲- خود مصرفی در سطح محلی برای مناطقی که به شبکه برق متصل نیستند.

۳- توسعه وسایل نقلیه الکتریکی هیدروژنی

۴- صنعت.

چشم‌انداز مصرف در آینده!

این گاز در واقع برای چندین دهه در صنعت (عمدتا برای فرآیندهای پتروشیمی، فولادسازی و تولید کودهای نیتروژنی) استفاده شده است. ما می‌دانیم که چگونه هیدروژن را تولید کنیم، آن را در خطوط لوله انتقال دهیم و با خیال راحت از آن استفاده کنیم. با این حال، انرژی هیدروژن هنوز چالش‌های پیچیده‌ای را به همراه دارد. چگونه می‌توانیم آن را به شیوه‌ای مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست تولید کنیم؟ چگونه می‌توانیم با خیال راحت از آن در زندگی روزمره و نه‌تنها در صنعت استفاده کنیم؟ با توجه به اینکه باید تحت فشار بالا نگهداری شود، چگونه می‌توانیم آن را در اتومبیل، اتوبوس یا هواپیما ذخیره کنیم؟ اگر لوله‌های گاز فعلی ناکافی هستند، چگونه می‌توانیم زیرساخت‌ها را تطبیق دهیم؟ چگونه می‌توانیم بازده تبدیل انرژی را بهبود بخشیم؟

تقویت زیرساخت‌ها!

هیدروژن روشی برای ذخیره الکتریسیته است. برای مثال در مورد انرژی‌های تجدیدپذیر، تولید برق در دوره‌های بادهای شدید یا هوای آفتابی توسط توربین‌های بادی یا پنل‌های خورشیدی همیشه با مصرف مطابقت ندارد. بنابراین، این الکتریسیته باید ذخیره شود، اما باتری‌های فعلی عمدتاً برای ذخیره‌سازی کوتاه‌مدت سازگار هستند. بنابراین توسعه دهندگان این عنصر پیشنهاد می‌کنند از این الکتریسیته برای تولید هیدروژن از طریق الکترولیز استفاده کنند، این هیدروژن را تا زمانی که لازم است ذخیره کنند و سپس آن را با یک پیل سوختی به الکتریسیته تبدیل کنند. اما در حال حاضر، عملکرد کلی فقط ۲۵ درصد است. آیا می توانیم سه چهارم برق تولید شده را هدر دهیم؟

بر همه این چالش‌ها تنها با دو شرط می‌توان غلبه کرد. اول، تلاش بی‌سابقه تحقیق و توسعه برای حذف موانع. اما دومین مورد، مشوق‌های مالی. در این زمان و با توجه به هزینه‌های تولید، دشوار است که ببینیم چگونه هیدروژن سبز تولید شده توسط الکترولیز می‌تواند سهم بازار را به خود اختصاص دهد، بدون اینکه شرکت‌ها این خطر را داشته باشند که تولید آن را به قیمت روش‌های انتشار کربن آغاز کنند.

مهمترین اخبار اقتصاد سبز را در صفحه اقتصاد سبز تجارت‌نیوز بخوانید.