هیدروژن سبز؛ شمشیر دو لبه/ چرا دانشمندان نگرانِ این سوخت سبز هستند؟

به گزارش تجارت‌نیوز ، چند سالی است که استفاده از «هیدروژن سبز» به عنوان جایگزین امیدوارکننده‌ای برای سوخت‌های فسیلی در حال افزایش است اما به نظر می‌رسد که ممکن است استفاده از هیدروژن سبز به عنوان سوختی که کاملا از انرژی‌های تجدیدپذیر تولید می‌شود یک تله تبلیغاتی باشد.

برخی از دانشمندان می‌گویند فقدان اطلاعات در مورد انتشار هیدورژن و عوارض و آسیب‌های احتمالی که می تواند ایجاد کند، نقطه ضعفی برای صنعت نوپای تولید این سوخت سبز به شمار می‌رود.

هیدروژن سبز چیست؟

هیدروژن، گاز بسیار قابل احتراقی است که می تواند انرژی را ذخیره و تحویل دهد. این عنصر، ساده‌ترین و فراوان‌ترین عنصر روی زمین است اما معمولاً به شکل آزاد وجود ندارد و باید از ترکیباتی که حاوی آن هستند، مانند آب، زغال سنگ، گاز طبیعی یا زیست توده استخراج شود.

هیدروژن خاکستری چیست؟

تولید هیدروژنی که مدت‌ها در پالایشگاه‌های نفت، کارخانه‌های مواد شیمیایی و صنعت کود استفاده می‌شد، متکی بر گاز طبیعی یا زغال‌سنگ، در فرآیندهایی است که مقادیر زیادی دی اکسید کربن منتشر می‌کنند. این نوع هیدروژن مبتنی بر فسیل اغلب به عنوان هیدروژن خاکستری نامیده می شود.

تولید صنعتی هیدروژن سبز

نقش هیدروژن سبز در گرم شدن کره زمین

حداقل چهار مقاله منتشر شده در سال جاری نشان می‌دهد که لبه محیطی مولکول‌های هیدروژن با نفوذ به لایه‌های جو و اتمسفر، لبه محیطی خود را از دست می‌دهد و این موضوع باعث می‌شود که غلظت مولکول‌های مبارز علیه گازهای گلخانه‌ای را کم کند که به طور بالقوه به گرم شدن کره زمین منجر می‌شود. گزارش یورونیوز نشان می‌دهد حتی اگر 10 درصد این سوخت در حین تولید، حمل‌ونقل، ذخیره‌سازی یا استفاده، منتشر شود، مزایای استفاده از هیدروژن سبز نسبت به سوخت‌های فسیلی به طور کامل از بین می‌رود.

دانشمندان می‌گویند نبود فناوری نظارت بر تولید و مصرف هیدروژن به این معنی است که خلاء اطلاعاتی وجود دارد و تحقیقات بیشتری قبل از اتخاذ تصمیمات سرمایه‌گذاری نهایی برای محاسبه تأثیر خالص این سوخت سبز بر گرمایش جهانی مورد نیاز است. با این وجود، دولت‌ها و شرکت‌های انرژی، سرمایه‌گذاری عظیمی برای هیدروژن سبز کرده‌اند و این روند همچنان ادامه دارد.

جنگ اوکراین و سرمایه‌گذاری اروپا در هیدروژن سبز

در اروپا، فشار انرژی ناشی از جنگ روسیه و اوکراین، دولت‌ها را مجبور کرده به دنبال منابع انرژی جایگزین باشند و افزایش قیمت گاز باعث شده که هیدروژن سبز بسیار مقرون به‌صرفه‌تر به نظر برسد.

اتحادیه اروپا در ماه سپتامبر بودجه 5.2 میلیارد یورویی برای پروژه‌های تولید هیدروژن سبز تصویب کرد و ایالات متحده آمریکا نیز میلیاردها دلار اعتبار مالیاتی هیدروژن سبز را در قانون «کاهش تورم» گنجاند.

آیا جهان آماده استفاده از هیدروژن سبز است؟

مطالعاتی در مورد خطرات ناشی از انتشار هیدروژن سبز توسط دانشگاه کلمبیا، صندوق دفاع از محیط زیست، دانشگاه‌های کمبریج و ریدینگ و موسسه مشاوره فریزر-نش منتشر شده است.

آن-سوفی کوربو، محقق مرکز سیاست انرژی جهانی دانشگاه کلمبیا می‌گوید: ما به داده‌های بسیار بهتری نیاز داریم. ما به دستگاه‌های بسیار بهتری برای اندازه‌گیری آثار انتشار هیدروژن سبز و پیامدهای استفاده از آن به عنوان سوخت نیاز داریم. به گفته او، در حال حاضر، استفاده از هیدروژن سبز گسترش یافته و آمارها نشان می‌دهد که نرخ انتشار آن تا سال 2050 به 5.6 درصد برسد.

موسسه تحقیقات آب‌وهوای نروژ، موسوم به (سیکِرو) نیز در حال کار بر روی یک مقاله در مورد تأثیر انتشار هیدروژن است که تا ژوئن سال آینده (2024) به نتیجه خواهد رسید. به گفته ماریا ساند، که رهبری این تحقیق را بر عهده دارد، خلاء بزرگی در دانش جهانی نسبت به مصرف هیدروژن وجود دارد: «ما باید از خطرات انتشار هیدروژن آگاه باشیم و برای آن به پاسخ‌هایی نیاز داریم.» به گفته او، پتانسیل بزرگی برای مصرف هیدروژن وجود دارد، فقط باید پیش از تغییر استراتژی‌های سوختی و رفتن از سمت سوخت‌های فسیلی به سوخت‌هایی چون هیدروژن سبز، اطلاعات بیشتری از هیدروژن داشته باشیم.

نشت هیدروژن چقدر رایج است؟

خطر انتشار غیرمجاز هیدروژن در گذشته‌های دور چندان مطرح نبود اما هرچه ضریب استفاده از این گاز در جهان بیشتر شود، به همان میزان احتمال نشتِ آن در طبیعت بیشتر می‌شود. صنعت سوخت‌های فسیلی امیدوار است که هیدروژن در نهایت بتواند از طریق زیرساخت‌های موجود مانند خطوط لوله گاز و پایانه‌های واردات و صادرات گاز طبیعی، منتقل شود تا خطر نشتِ آن تا حد امکان پایین بیاید.

حدود 1درصد از گاز طبیعی که بیشترِ آن گازِ متان است، از طریق زیرساخت‌های انتقال اروپایی نشت می‌کند. با این حال، به گفته تحلیلگران و تصاویر ماهواره ای از نشت متان، نرخ انتشار این گاز گلخانه‌ای در برخی از کشورها از جمله روسیه بالاتر است.

نتایج اولیه آزمایش‌ها در خطوط لوله در سایت تحقیقاتی اسپادادام(دی ان وی) در شمال انگلستان نشان داد که هیدروژن در مکان‌ها و با همانِ سرعتِ نشتِ گاز طبیعی، نشت می‌کند، با این حال، شرکت‌هایی که روی پروژه‌های هیدروژن سبز کار می‌کنند می‌گویند که نظارت دقیق بر روی زیرساخت‌های انتقال انرژی لازم است.

نگرانی این پدیده، در حوزه هیدروژن سبز دو چندان است. آزمایشات نشان می‌دهد که مولکول‌های هیدروژن بسیار کوچکتر و سبکتر از مولکول‌های موجود در متان هستند و در صورت نشت، مهار آنها سختتر خواهد بود.

هنگامی که هیدروژن وارد خطوط انتقال می‌شود، می‌تواند جداره لوله‌های فلزی را ضعیف کند و در نهایت منجر به ترک خوردن آن شود. هیدروژن همچنین بسیار انفجاری‌تر از گاز طبیعی است که می‌تواند مشکلات ایمنی ایجاد کند. دانشمندان می‌گویند در حالی که انتظار نمی‌رود نشت بالقوه هیدروژن در مقیاسی باشد که بتواند تمام طرح‌های هیدروژن سبز را از مسیر خارج کند، هر گونه نشت هیدروژن می‌تواند مزایای محیط زیستی این سوخت سبز را از بین ببرد.