هیدروژن سبز؛ سوخت به‌شدت پاک

تولید برق‌ با توجه به روند برقی شدن خودروها قطعاً نقش بزرگ‌تری در آینده خواهد داشت. مشکل قدیمی در صنعت برق این بود که در مقیاس وسیع قابل ذخیره‏سازی نیست، هیدروژن سبز به‌عنوان روشی مقرون‌به‌صرفه برای ذخیره‏سازی و انتقال انرژی در حجم زیاد در مقایسه با باتری‏ها مطرح‌شده است. امروزه بیشتر هیدروژن موردنیاز در صنایع، به روش‏های غیر سبز و از سوخت‏های فسیلی استحصال می‏شود. مناطقی از کره زمین که مستعد تولید انرژی پاک از خورشید، باد، و امواج دریا و... می‌باشد که عموماً دارای طبیعت خشن و دورافتاده از مراکز جمعیت هستند. انرژی برق تولیدشده در مناطق دوردست یا باید به شکل مستقیم با خطوط انتقال به محل مصرف برسد و یا ذخیره و سپس به مراکز مصرف انتقال داده شود. ذخیره و انتقال انرژی به کمک هیدروژن راه‌حلی است که نظر کارشناسان این حوزه را به خود جلب کرده است.در این گزارش با نگاه به تحولات آینده به چند سؤال پاسخ داده خواهد شد. چندین روش‏ برای تولید هیدروژن در صنعت متداول است، روشی که از الکترولیز آب با استفاده از برق حاصل از منابع تجدید پذیر باشد، هیدروژن سبز گفته می‏شود.

پنج روش تولید هیدروژن و رنگ‏‌های نام‌گذاری شده

سبز: استحصال هیدروژن با الکترولیز آب، باانرژی برق تولیدی از منابع تجدید پذیر، بدون تولید گازکربنیک. آبی: استحصال هیدروژن از گاز متان با تولید جانبی گازکربنیک و انجام کربن‌زدایی. خاکستری: استحصال هیدروژن از گاز متان و رهاسازی گازکربنیک در هوا. صورتی: استحصال هیدروژن با الکترولیز آب با استفاده از برق حاصل از انرژی هسته‏ای بدون تولید گازکربنیک. زرد: استحصال هیدروژن با الکترولیز آب، صرفاً با انرژی خورشیدی، بدون تولید گازکربنیک.هیدروژن سبز به این جهت به‏ شدت پاک اطلاق می‌شود که در فرآیند تولید، نه‌تنها هوا را آلوده نمی‏کند، بلکه اکسیژن نیز در جو آزاد می‌کند و در هنگام سوختن نه‌تنها دود تولید نمی‌کند، بلکه تنها بخارآب به هوا آزاد می‌شود.

انواع مصارف هیدروژن

1)سوخت نیروگاه‏های تولید برق2) پیل سوختی برای موتور اتومبیل، تولید مجدد برق به‏طور مستقیم و تولید گرما3)ذخیره ‌سازی و انتقال انرژی برق4)پیشران هسته‏ای در جو و فضا5) استفاده مستقیم به‌عنوان سوخت موتورهای درون‌سوز و جت و پیستونی6)جایگزین گاز به‌عنوان سوخت نیروگاه‏ها، صنایع و منازل7)استفاده به‌عنوان سبک‌ترین گاز در کشتی‏های هوایی، بالن‏های حمل‏ونقل و هواشناسی8)صنایع نفت، گاز و پتروشیمی9)صنایع فولاد و سایر صنایع

دلایل روی آوردن به هیدروژن سبز

1)حل مشکل انتقال انرژی برق تولیدشده از منابع تجدیدپذیر از محل تولید در مناطق دورافتاده به محل مصرف2)با توجه به راندمان 75درصدی الکترولیز، ذخیره‌سازی انرژی برق در زمان حضیض مصرف و استفاده از آن به‌عنوان سوخت همان نیروگاه در اوج مصرف برای ایجاد تعادل و افزایش بازدهی نیروگاه‏ها3)مقرون‌به‌صرفه کردن تولید انرژی خورشیدی با حذف تجهیزات گران‌قیمت مبدل برق مستقیم به متناوب(اینورترها و رگولاتورها)4)قابلیت تطبیق آسان‌تر با شرایط غیرقابل‌پیش‌بینی دقیقِ نوسانات سرعت باد، شدت تابش خورشید و شدت امواج دریا، گستره تطبیق پویا وسیع‌تر5)امکان استفاده مستقیم انرژی مکانیکی آب و باد برای فشرده کردن گاز هیدروژن و اکسیژن در مخزن و حذف تلفات تبدیل انرژی به انرژی الکتریکی و...6)از رده خارج نشدن صنعت موتورهای درون‌سوز و هدر نرفتن سرمایه‌گذاری چند دهه‏ای جهانی7)امکان تولید هم‌زمان هیدروژن، اکسیژن و آب شیرین

هیدروژن سبز و اقتصاد دریا پایه

واضح است که بیشترین و شدیدترین منابع تجدید پذیر شامل خورشید، باد و امواج آب در خط استوا و سطح اقیانوس‏ها قرار دارد، بنابراین ورود به صنعت استحصال هیدروژن نیازمند توجه ویژه به نکات ذیل دارد. 1)طراحی شناور‏های ارزان مخصوص استقرار تجهیزات تولید هیدروژن سبز باید موردتوجه قرار گیرد.2)دوگانه‌سوز کردن موتور کشتی‏ها و یا تولید موتورهای هیدروژن سوز 3)امکان تولید برق روی شناور در اقیانوس‏ها و عرضه انرژی به شکل باطری‏های شارژ شده یا کپسول‏های هیدروژن به شناور‏های عبوری در محل 4)تولید برق روی شناور در اقیانوس‏ها و عرضه خدمت یدک کشی به شناور‏های عبوری در محل.

مزایای هیدروژن سبز

1)منبع تجدید پذیر که ماده اولیه آن، آب و خورشید است. 2)چگال‌تر بودن وزنی نسبت به سوخت فسیلی (تقریباً 4 برابر) 3)غیر خورنده بودن هیدروژن مایع، مزیتی مهم در فرآیند ذخیره‌سازی و انتقال به شمار می‏رود.4)هیدروژن در هنگام سوختن آلودگی ایجاد نمی‏کند و تنها محصول جانبی آن آب است.5)با تلفات مکانیکی و انتقالی کمتری مهار می‏شود. 6)با نوسانات منبع تجدید پذیر با هزینه‏ی به‌ مراتب کمتری تطبیق پیدا می‏کند.

معایب هیدروژن سبز

1)در حال حاضر هنوز هیدروژن به روش سبز کمتر تولید می‌شود.2)هیدروژن سبز هنوز بسیار گران است. 3)جرم حجمی کمتر و درنتیجه نیاز به مخزن 14 برابر بزرگ‌تر در مقایسه با سوخت‏های هیدروکربنی، در شرایط تولید انرژی یکسان دارد. 4)ذخیره‏سازی آن در حجم‏های بزرگ دشوار است. 5)زیرساخت‏های تولید و مصرف هیدروژن سبز هنوز فراهم نیست. 6)خطرناک بودن به دلیل بسیار فرار و قابل اشتعال بودن، با توجه به نقطه‌جوش منفی 253 درجه سانتی‌گراد، نیازمند عایق خلأ و مخازن کروی شکل دارد.

پیشنهادت

1)انجام مطالعات علمی در جهت کسب اطلاعات دقیق و تجربی 2)تدوین استانداردها، اسناد قوانین و مقررات 3)شناسایی، حمایت و هدایت متخصصان و علاقه‌مندان داخلی 4)انجام مطالعات طرح توجیهی برای توجیه سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی 5)ایجاد مشوق‏‌های سرمایه‏‌گذاری برای سرمایه‏گذاران 6)توجه ویژه به بخش دریایی هیدروژن سبز، به لحاظ تقویت حضور در دریا‏ها و اقیانوس‌‏ها و تقویت اقتصاد دریا پایه

7)ایجاد زیرساخت‏‌های لازم برای تولید و مصرف مانند تولید موتور‏های درون‌سوز هیدروژنی، پیل‏های سوختی، راکتورهای الکترولیز آب و... 8)تعامل با کشورهای مستعد تولید انرژی‏های تجدید پذیر برای همکاری و هم‏افزایی.

روزنامه صبح ساحل