ثبت بازخورد

لطفا میزان رضایت خود را از دیجیاتو انتخاب کنید.

واقعا راضی‌ام
اصلا راضی نیستم
چطور میتوانیم تجربه بهتری برای شما بسازیم؟

نظر شما با موفقیت ثبت شد.

از اینکه ما را در توسعه بهتر و هدفمند‌تر دیجیاتو همراهی می‌کنید
از شما سپاسگزاریم.

انقلاب هیدروژن
علمی

انقلاب هیدروژن چگونه می‌تواند زمین را نجات دهد؟

پژوهش‌های بسیاری نقشی بزرگ برای هیدروژن در کربن‌زدایی از اقتصاد می‌بینند؛ اما اگر خود هیدروژن بدون آزادکردن کربن تولید شود.

رضا زارع‌پور
نوشته شده توسط رضا زارع‌پور | ۱۵ بهمن ۱۴۰۱ | ۲۱:۰۰

جریان سفید و داغ آهن مایع هیچ‌گاه متوقف نمی‌شودY هر ساعت شبانه‌روز در این کارخانه فولاد در شمال سوئد، فلز مایع از یک سوراخ در کف یک کوره بلند ۹۰ متری خارج می‌شود. همان اندازه بی‌امان، یک جریان کربن دی‌اکسید از بالا بیرون می‌زند.

گاز CO2 پسماند زغال‌سنگی است که کوره بلند می‌بلعد. «مارتین پی» (Martin Pei)، مسئول ارشد تکنولوژی در کمپانی SSAB که صاحب این کارخانه در شهر لولئو است، می‌گوید برای هر تن آهنی که تبدیل به فولاد می‌شود، ۱٫۶ تن CO2 آزاد می‌شود. صدها کوره بلند مشابه در دنیا وجود داشته و اکثر آن‌ها انتشار بیشتری دارند.

مراحل پرانرژی دیگر در این صنعت را نیز اضافه کنید تا بفهمید چرا تولید فولاد مسئول انتشار ۷ درصد گازهای گلخانه‌ای در دنیا است؛ عددی که طبق برخی از تخمین‌ها با دود تمام خودروهای سرنشین‌دار دنیا برابر است.

اما چندصد متر دورتر از کوره لولئو، یک کوره مشابه است که با آلودگی کربن بسیار کمتر آهن درست می‌کند. این تکنولوژی پیشگام زغال را با هیدروژن جایگزین و تنها بخار آب آزاد می‌کند. پی می‌گوید: «این راهی جدید برای تولید فولاد است و با آن می‌توانیم در اصل تمام کربن دی‌اکسید را حذف کنیم.»

مسیر هیدروژن به فولاد به‌طور کامل عاری از آلودگی نیست؛ دیگر مراحل تبدیل آهن به فولاد همچنان مقادیری CO2 آزاد می‌کنند و سنگ آهن باید استخراج شود. بااین‌حال، این کارخانه سال قبل اولین «فولاد سبز» دنیا را تولید کرد؛ با استفاده از هیدروژنی که توسط نیروی الکتریسیته کم‌کربن (از منابع برق‌آبی، هسته‌ای و بادی) فراوان در سوئد تولید شده بود.

آهن مذاب در یک کوره بلند
جریان آهن مذاب از کوره بلند کارخانهٔ فولاد Thyssenkrupp Steel Europe در آلمان.
Credit: Lukas Schulze/Getty Images

این کارخانه پیشگام تحت مالکیت HYBRIT است؛ یک صندوق سرمایه‌گذاری مشترک که SSAB در سال ۲۰۱۶ به‌همراه کمپانی انرژی Vattenfall و LKAB، کمپانی ملی معدن‌سازی سوئد، آن را تشکیل داد.

ساختن فولاد سبز تنها یکی از راه‌هایی است که انتظار می‌رود هیدروژن از آن به کربن‌زدایی از اقتصاد دنیا کمک کند. با اینکه برخی کاربرد هیدروژن را به‌عنوان سوخت جابه‌جایی تبلیغ کرده‌اند، بعید به‌نظر می‌رسد این ماده اثر چندانی روی این بخش یا در بخش گرما داشته باشد؛ زیرا باتری‌ها و انرژی الکتریکی درحال‌حاضر راه‌حل‌هایی کارآمدتر و کم‌کربن ارائه می‌دهند.

درعوض، بزرگ‌ترین مشارکت هیدروژن پاکسازی فرایندهای صنعتی خواهد بود؛ از تولید پلاستیک گرفته تا اصلاح هیدروکربن‌ها. این صنایع به‌طور سنتی از لحاظ کربن‌زدایی بسیار دشوار در نظر گرفته می‌شوند و توجه کمی را از جانب رسانه‌ها، سرمایه‌گذاران و سیاست‌مداران جلب کرده‌اند.

هیدروژن می‌تواند کاربردهایی را نیز در تولید انرژی بیابد. سوخت‌های مایع ساخته‌شده از هیدروژن می‌توانند روزی سفرهای هوایی و کشتیرانی را تأمین کنند و هیدروژن می‌تواند حتی به کربن‌زدایی از شبکه برق کمک کند؛ انرژی‌های خورشیدی یا بادی اضافی می‌توانند برای ساخت این گاز به کار گرفته شوند که آن را می‌توان به‌نوبه‌خود در دیگر فرایندهای صنعتی یا حتی برای ذخیره انرژی استفاده کرد. به‌این‌ترتیب، انتظار می‌رود هیدروژن به‌عنوان پلی میان بسیاری از بخش‌های مختلف اقتصاد عمل کند.

«دالیک مالاپراگادا» (Dharik Mallapragada)، مهندس شیمی در دانشگاه MIT، می‌گوید: «هیدروژن به علت تنوع راه‌های تولید آن و انواع کاربردهایش، به‌نوعی منحصربه‌فرد است.»

سیاست‌مدارانی که می‌خواهند هرچه سریع‌تر به اهداف انتشار صفر خالص خود برسند، فشاری گسترده را برای هیدروژن آغاز کرده‌اند؛ مخصوصاً در ایالات متحده و اتحادیه اروپا. در برخی موارد، آن‌ها قیمت‌های هیدروژن کم‌کربن را مشمول یارانه می‌کنند؛ در باقی موارد، اعتبارهای مالیاتی به تولیدکنندگان هیدروژن یا صنایعی که از آن استفاده می‌کنند، اعطا می‌شود.

آهن اسفنجی
آهن اسفنجی - ماده خامی که فولاد از آن ساخته می‌شو - در کارخانه HYBRIT در لولئو در سوئد بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی ساخته می‌شود.
Credit: Steffen Trumpf/dpa/picture alliance/Alamy Stock Photo

تاحدی به این دلیل، سرمایه‌گذاری در پروژه‌های هیدروژن سربه‌فلک گذاشته‌اند. شورای هیدروژن، یک گروه صنعتی در بروکسل، تخمین می‌زند که صدها پروژه مقیاس بزرگ هیدروژن که تا‌به‌حال اعلام شده‌اند، تا سال ۲۰۳۰ به سرمایه‌گذاری احتمالی ۲۴۰ میلیون دلاری می‌رسند؛ هرچند تابه‌حال تنها قراردادهای یک‌دهم این پروژه‌ها به‌طور کامل بسته شده‌اند.

این شورا فکر می‌کند که تا سال ۲۰۵۰، بازار هیدروژن و تکنولوژی‌های هیدروژن ارزش سالانه ۲٫۵ تریلیون دلار خواهد داشت.

تحلیلگران حالا پیش‌بینی می‌کنند که تا میانه این قرن، دنیا شاهد افزایش پنج تا هفت برابری تولید هیدروژن خواهد بود. این می‌تواند به قطع ردپای کربن دنیا کمک کند؛ اما فقط در صورتی که خود هیدروژن بدون اضافه‌کردن CO2 تولید شود؛ مانند تکنولوژی شهر لولئو.

پیش‌تر نیز جو در مورد هیدروژن بالا گرفته بود؛ اما میزان پولی که این‌بار در این موضوع دخیل است، نشان می‌دهد که این‌بار واقعاً تغییری به‌وجود می‌آید. تحلیلگران می‌گویند انتقال انرژی نیاز به تکنولوژی جدیدی ندارد: «این کار پیش‌تر امتحان و موفق شده است؛ البته پیشرفت‌های علمی می‌توانند به آن شتاب دهند.»

«اولکسی تاتارنکو» (Oleksiy Tatarenko)، اقتصاددان انستیتوی کوه راکی (RMI) در کلرادو، می‌گوید: «انقلاب هیدروژن دارد اتفاق می‌افتد و این‌بار واقعی است.»

از کجا شروع کنیم؟

تولید هیدروژن درحال‌حاضر یک صنعت بزرگ و آلوده‌کننده است. آژانس انرژی جهانی (IEA) تخمین می‌زند که حدود ۹۴ میلیون تن گاز هیدروژن هر سال تولید می‌شود و تقریباً تمام آن از سوخت‌های فسیلی مانند گاز طبیعی می‌آید. متان (CH4) موجود در گاز طبیعی با اکسیژن واکنش می‌دهد و به مولکول‌های هیدروژن و CO2 تبدیل می‌شود.

گاز دوم در اتمسفر رها می‌شود؛ ۹۰۰ میلیون تن در سال، یا بیش از ۲ درصد انتشار جهانی CO2، معادل انتشارهای سالانه اندونزی و بریتانیا روی هم. تحلیلگران این هیدروژن را «خاکستری» می‌نامند.

اکثر هیدروژن تولیدی حال حاضر عمدتاً برای فرایندهای شیمیایی در صنایع استفاده می‌شود. برای مثال، از آن در ترکیب با نیتروژن و تولید آمونیاک (NH3) استفاده می‌شود؛ یکی از اجزای کود. پالایشگاه‌های پتروشیمی از هیدروژن برای حذف گوگرد از نفت خام یا تجزیه هیدروکربن‌های آن به هیدروکربن‌های کوچک‌تر استفاده می‌کنند. در صنعت شیمی، از هیدروژن برای تولید محصولات بسیاری استفاده می‌شود؛ مانند متانول (CH3OH) که در تولید کالاهای شیمیایی بی‌شماری کاربرد دارد.

«میکائیل لیبرایش» (Michael Liebreich)، مشاور انرژی مؤسسه لیبرایش در لندن در یک سخنرانی شورای هیدروژن در پاییز امسال گفت: «قبل از این که هیدروژن را به‌عنوان راه‌حلی برای تغییر اقلیم مطرح کنیم، باید با هیدروژن به‌عنوان مشکلی در تغییر اقلیم دست‌وپنجه نرم کنیم.»

منابع هیدروژن جهان
منابع هیدروژن جهان از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۵۰
Credit: Nature; Source: IEA World Energy Outlook 2022

بخشی از CO2 آزادشده در ساخت هیدروژن را می‌توان به‌ دام انداخت و زیر زمین، در مخازن زمین‌شناختی عمیق، ذخیره کرد. این هیدروژن «آبی» نامیده می‌شود. اما منتقدان هیدروژن آبی می‌گویند این روش تمام انتشارها را از بین نمی‌برند و برای تولید آن همچنان به استخراج گازهای طبیعی که مشکلات محیط‌زیستی خود را دارند، نیاز است.

راهی تقریباً بدون کربن برای تولید هیدروژن وجود دارد؛ تکنیک ۲۰۰ساله الکترولیز آب که در آن الکترولیزورها با ایجاد یک جریان بین الکترودهای کاتالیزور صفحه‌ای، H را از H2O جدا می‌کنند. اگر انرژی استفاده‌شده در این فرایند تجدیدپذیر باشد، محصول آن هیدروژن سبز خواهد بود. هیدروژن سبز پتانسیل بی‌کربن بودن، یا نزدیک‌شدن به آن را دارد.

یک عامل مهم در تعیین سرعت انتقال به هیدروژن پاک قیمت الکترولیزورها خواهد بود. سازمان‌های انرژی پیش‌بینی می‌کنند که با تولید الکترولیزورها در خطوط تولید کاملاً اتوماتیک، به‌جای تولید دستی، می‌تواند باعث کاهش سریع قیمت آن‌ها شود؛ کاهش تا بیش از دو-سوم قیمت فعلی تا سال ۲۰۳۰.

به همین دلیل است که تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند هزینه ساخت هیدروژن سبز از حدود ۵ دلار بر کیلوگرم به ۱ دلار بر کیلوگرم در آینده افت می‌کند؛ حتی بدون یارانه‌هایی مانند قطع مالیات. به‌این‌ترتیب هیدروژن سبز رقیبی برای خاکستری می‌شود که درحال‌حاضر با قیمتی کمتر از ۱ دلار بر کیلوگرم تولید می‌گردد (اگر برخلاف اروپا، جنگ‌ها باعث افزایش قیمت گاز طبیعی نشوند).

با‌این‌حال، چندین مطالعه پیش‌بینی می‌کنند که با افزایش تقاضا در دهه‌های آینده، بخش بزرگی از هیدروژن باید با هیدروژن آبی تأمین می‌شود.

انتقال نیازمند مقادیر عظیم انرژی تجدیدپذیر است. اگر الکترولیزورها ۱۰۰ درصد کارآمد باشند، سالانه بیش از ۳٬۰۰۰ تراوات ساعت برق از منابع تجدیدپذیر لازم است تا فقط هیدروژن خاکستری مورد استفاده امروز با هیدروژن سبز جایگزین شود؛ در واقعیت این مقدار احتمالاً بالای ۴٬۵۰۰ تراوات ساعت خواهد بود. این مقدار با تولید برق ایالات متحده در یک سال برابر است.

به‌علاوه، IEA آینده‌ای را متصور است که در آن برق موردنیاز سالانه برای هیدروژن پاک به ۱۴٬۸۰۰ تراوات ساعت می‌رسد (در سناریوی دنیای انتشار خالص صفر تا میانه قرن).

با‌این‌حال، انرژی پاک با سرعتی قابل‌توجه رشد می‌کند. برای نمونه، BloombergNEF پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۲۴ ظرفیت جهانی تولید پنل‌های فوتوولتائیک سالیانه ۱ تراوات خواهد بود: «این به‌تنهایی برابر یک-هفدهم تقاضای برق سالانه امروز است. درمجموع، به گفته IEA، با روند فعلی عرضه برق کم‌انتشار تا میانه قرن سه‌برابر خواهد شد؛ اگرچه برای رسیدن به دنیای صفر خالص نیاز به توسعه بسیار بیشتری داریم.»

نیروگاه هیدروژنی
الکترولیز در یک نیروگاه هیدروژنی کوچک
Credit: Jens Büttner/dpa-Zentralbild/Picture Alliance/Alamy Stock Photo

تولید فولاد

از میان تمام کربن‌سازهای صنعت، فولاد یکی از بزرگ‌ترین‌هاست و این بخشی است که هیدروژن می‌تواند در آن بیشترین تأثیر را داشته باشد. پی می‌گوید افراد زیادی سال‌ها تلاش کرده بودند تا از هیدروژن در این فرایند استفاده کنند، اما نمی‌توانستند مقیاس آن را بالا ببرند. اما در سال ۲۰۱۶، درست زمانی که کشورها معاهده پاریس را برای محدودکردن گرمایش جهانی به زیر ۲ درجه سلسیوس نسبت به سطح دمای پیشاصنعتی امضا کردند، پی شروع به رهبری پژوهش‌های هیدروژن در SSAB کرد.

واضح بود که سوئد برای رسیدن به توافق پاریس باید از صنعت فولاد کربن‌زدایی کند. SSAB یک تولیدکننده فولاد بزرگ نیست، اما به‌تنهایی مسئول ۱۰ درصد انتشار CO2 در سوئد است.

«میا ویدل» (Mia Widdell)، سخنگوی کمپانی، می‌گوید: «همه می‌دانند که اگر SSAB در حذف آن انتشار موفق نشود، سوئد موفق نخواهد شد.»

سخت‌ترین مشکل ساخت فولاد این است که نیازمند استخراج آهن از سنگ آهن، یعنی همان زنگ آهن است و آهنِ به فرو اکسیدشده در آن قرار دارد. در یک کوره بلند، اتم‌های اکسیژن از این زنگ آهن جدا می‌شوند و آهن مایع باقی می‌ماند.

به این منظور، سنگ به‌همراه زغال کُک (یک گونه مشتق از زغال سنگ) یا زغال چوب ذوب می‌شود. درواقع وظیفه اصلی این سوخت نه ذوب سنگ، بلکه جداکردن اتم‌های اکسیژن از آن است؛ در یک فرایند کاهش شیمیایی که هزینه ترمودینامیکی آن بیش از شش‌برابر هزینه ذوب‌کردن سنگ است. این فرایند باعث آزادشدن مقادیر زیادی CO2 می‌شود.

کمپانی SSAB ایده‌هایی همچون گرفتن CO2 آزادشده و ذخیره آن در زیر زمین را در نظر گرفت، اما به این نتیجه رسید که هزینه زیادی خواهند داشت. آن‌ها درعوض مسیر هیدروژن را انتخاب کردند. هیدروژن می‌تواند درون پالت‌های سنگ آهن جامد پخش شود و اکسیژن را جدا کند؛ فرایندی که کاهش مستقیم آهن (DRI) نام دارد و در دمای ۶۰۰ درجه سلسیوس رخ می‌دهد، نه دمای بالای ۱۵۰۰ درجه‌ای درون کوره‌های بلند.

DRI مدت‌ها پیش از اینکه HYBRIT از آن برای این فرایند استفاده کند، وجود داشت. برخی از فولادهای امروزی از این روش و با گاز طبیعی تولید می‌شوند، اما این باعث انتشار کربن می‌شود که هیدروژن از آن جلوگیری می‌کند.

پی می‌گوید تست‌های HYBRIT در لولئو چنان موفق بودند که SSAB تصمیم گرفت تاریخ تعطیلی کوره‌های بلند خود را از ۲۰۴۵ به ۲۰۳۰ جلو بیندازد. HYBRIT درحال تولید اولین کارخانه کامل خود در یلیواره، شهری در ۲۰۰ کیلومتری شمال لولئو، است و نتایج پژوهش‌های خود را در دسترس عموم قرار داده، به این امید که جنبش بیشتری در کل صنعت ایجاد کند.

با نیم ساعت رانندگی از لولئو، به یک استارتاپ مستقر در استکهلم می‌رسیم که H2GreenSteel نام دارد و زمینه را برای یک کارخانه بزرگ‌تر آماده کرده و می‌گوید ۱٫۵ میلیون تن از محصول خود را پیش‌فروش کرده است.

از آنجا که کارخانه‌های فولاد دهه‌ها عمر می‌کنند، تحلیلگران انرژی می‌گویند اگر کشورها می‌خواهند به اهداف توافق پاریس برسند، صنعت فولاد باید بلافاصله ساخت کوره‌های بلند جدید را متوقف و آن‌ها را با کاهنده‌های مستقیم هیدروژن آماده جایگزین کنند. حتی اگر آن‌ها در ابتدا از گازهای طبیعی استفاده کنند، با افزایش عرضه هیدروژن در دهه‌های آینده می‌توانند به‌تدریج از ردپای کربن خود بکاهند.

«ربکا دل»، رئیس برنامه صنعت در ClimateWorks کالیفرنیا، می‌گوید: «هیچ فضایی در بودجه کربن برای کوره‌های بلند جدید وجود ندارد.»

بسیاری از فولادسازان درحال اتخاذ مسیر DRI هستند؛ هرچند طبق گزارش سازمان غیردولتی Global Energy Monitor، در چین و هند کوره‌های بلند جدیدی درحال برنامه‌ریزی هستند. این کار چنان گسترده است که طبق پیش‌بینی برخی از سازمان‌ها، تعدادی از کوره‌های بلند تا میانه قرن فعال خواهند بود و همچنان باید روند به‌دام‌انداختن کربن در آینده اتخاذ شود.

به گفته دل، این امکان نیز وجود دارد که تولید فولاد تماماً برقی شود و نیازی به استفاده از هیدروژن نباشد که باعث افزایش راندمان خواهد شد. می‌توان از الکترولیزها برای تجزیه اکسید آهن استفاده کرد و تعدادی از استارتاپ‌ها، از جمله Boston Metal درحال توسعه این روش برای فولادسازی هستند.

اما درحال‌حاضر هیدروژن پیشتاز است. دل می‌گوید: «مزیت بزرگ روش هیدروژن این است که کمترین پیشرفت تکنولوژی را برای رسیدن به فولادسازی واقعاً پاک نیاز دارد.»

روش های تولید فولاد
مقایسه روش‌های تولید فولاد در نیروگاه‌های دنیا
Credit: Nature; Source: Adapted from HYBRIT/Boston Metal

یک پل هیدروژنی

«کریستین بریر» (Christian Breyer)، متخصص سیستم‌های انرژی در دانشگاه LUT فنلاند، می‌گوید در بلندمدت احتمالاً بزرگ‌ترین مشارکت هیدروژن در مقابله با گرمایش جهانی به‌عنوان پلی میان فعالیت‌های متفاوت باشد - برق، ساخت‌وساز، تولید و حمل‌ونقل - و بتوان همه آن‌ها را ارزان‌تر از هر صنعتی، به‌طور جداگانه کربن‌زدایی کرد.

گره اصلی در این شبکه درهم‌تنیده تولید برق خواهد بود. هیدروژن می‌تواند یک مانع بزرگ را در انرژی‌های تجدیدپذیر کنار بزند؛ این انرژی علی‌رغم فراوانی، توزیع نامتناسبی در ساعت‌ها و فصل‌ها دارد و اغلب غیرقابل پیش‌بینی است.

پژوهشگرانی که روی شبیه‌سازی تعادل عرضه و تقاضای شبکه‌های برق آینده کار می‌کنند، باید برای مثال، برنامه‌ریزی کنند که درصورت قطع باد در یک زمستان سرد و تاریک در اروپا به مدت یک هفته، چگونه برق تأمین شود. دانشمندان این پدیده را Dunkelflaute می‌نامند؛ واژه‌ای آلمانی به معنی «کسادی‌های تاریک».

باتری‌ها به تعادل ساعت به ساعت عرضه و تقاضا کمک خواهند کرد، اما وقتی سهم باد و خورشید از ۸۰ درصد ترکیب یک شبکه فراتر می‌رود، انعطاف‌پذیرکردن شبکه‌ها به Dunkelflaute بسیار گران می‌شود. یک راه ساخت توربین‌های اضافی است تا حتی در آرام‌ترین زمستان‌ها نیز انرژی کافی تولید شود، سپس در باقی مواقع از آن‌ها برای تولید هیدروژن و فروش آن به صنایع استفاده گردد.

در روزهای بسیار آرام، می‌توان از سوزاندن همین هیدروژن در توربین‌ها برای تولید برق استفاده کرد؛ هرچند این روش راندمان بسیار پایینی دارد و شبکه حداکثر یک-سوم برق مصرف‌شده برای تولید هیدروژن را بازمی‌گرداند.

روشن نیست که در مقایسه با ساخت ایستگاه‌های انرژی هسته‌ای یا توسعه انرژی زمین‌گرمایی، این اقتصادی‌ترین روش برای کربن‌زدایی از ۲۰ درصد برق باقی‌مانده باشد. ترکیب بهینه احتمالاً برای هر کشور متفاوت خواهد بود.

افسانه‌ها و سوء‌تفاهم‌ها

با اینکه هیدروژن هزاران کاربرد احتمالی دارد، بهترین راه‌حل برای همه مشکلات نیست. همان‌طور که اشاره شد، در خودروها، باتری‌ها همین الان مسابقه را برده‌اند؛ چون کارایی و هزینه کمتری نسبت به حمل باک‌های هیدروژن دارند.

یک حوزه دیگر احتمالاً استفاده از سوخت هیدروژن برای گرم‌کردن خانه‌ها باشد. «ربکا لان» (Rebecca Lunn)، مهندس عمران دانشگاه استرثکلاید بریتانیا، می‌گوید اگر هیدروژن خاکستری باشد، تنها باعث افزایش گرمایش جهانی خواهد شد.

اما حتی اگر هیدروژن سبز باشد، یعنی با برق تجدیدپذیر تولید شده باشد، بالغ بر شش‌برابر کارآمدتر است که از همان برق به‌طور مستقیم برای گرم‌کردن خانه‌ها استفاده شود؛ برای مثال با استفاده از پمپ‌های گرما که با مکش گرما از بیرون، به کارایی بیش از ۱۰۰ درصد می‌رسند.

«نیلای شاه» (Nilay Shah)، پژوهشگر سیستم‌های فرایند در کالج سلطنتی لندن، می‌گوید سریع‌ترین راه برای کاهش انتشارها این است که سیاست‌ها باید بهبود عایق‌کاری خانه‌ها را در اولویت قرار دهند که نیاز به انرژی با هر منبعی را کاهش می‌دهد.

پیش‌بینی‌های هیدروژن

سرمایه‌گذاری در هیدروژن کم‌کربن در سال‌های گذشته رو به افزایش بوده است، اما به‌نظر می‌رسد وقایع امسال باعث یک رشد واقعی شده‌اند.

هزینه تولید هیدروژن
هزینه تولید هیدروژن از سال ۲-۲۱ تا ۲۰۵۰
Credit: Nature; Sources: IEA Global Hydrogen Review 2022; BloombergNEF analysis

در ایالات متحده، قانون کاهش تورم برای هر کیلوگرم هیدروژن سبز، ۳ دلار معافیت مالیاتی وضع کرده است؛ در کنار سیاست‌ها و بودجه‌هایی دیگر برای این گاز. در اروپا، حمله روسیه به اوکراین باعث ایجاد یک احساس ضرورت شده است. در ماه مارس، کمیسیون اروپا هدف تولید ۱۰ میلیون تن H2 و واردات ۱۰ میلیون تن اضافی را تا سال ۲۰۳۰ تعیین کرد. اقتصادهای بزرگ دیگری نیز اهدافی را برای این گاز در نظر گرفته‌اند.

در ایالات متحده، معافیت‌های مالیاتی هزینه هیدروژن سبز را تقریباً تا هیدروژن خاکستری ۱دلاری پایین آورده‌اند. این باعث می‌شود فولاد هیدروژنی، آمونیاک و سوخت‌های مایع توانایی رقابت با همتایان سوخت فسیلی خود را داشته باشند.

همچنان محصولات هیدروٰن پاک می‌توانند بدون یارانه‌ها از معدل‌های آلوده خود گران‌تر باشند. HYBRIT و H2GreenSteel هزینه ساخت محصولات خود را افشا نکرده‌اند. دولت‌ها نیز می‌توانند مانند دولت آمریکا اقداماتی را برای خرید فولاد سبز انجام دهند.

IEA پیش‌بینی می‌کند تا سال ۲۰۳۰ تقاضای جهانی هیدروژن ۲۰ الی ۳۰ درصد افزایش یابد. پروژه‌های فعلی هیدروژن کم‌کربن تنها یک-چهارم این تقاضا را پوشش می‌دهند. این نشان می‌دهد که برنامه‌ها به‌اندازه کافی بلندپروازانه نیستند: برای رفتن در مسیر انتشار صفر خالص تا میانه قرن باید ۱۸۰ مگاتن هیدروژن تا سال ۲۰۳۰ تولید شود.

عقیده دارد ما همچنان می‌توانیم تا سال ۲۰۳۰ به حد لازم تولید هیدروژن برسیم. بقیه هشدار می‌دهند که فشار برای هیدروژن می‌تواند باعث افزایش تولید نوع غیرسبز و افزایش انتشار CO2 شود. این مشکلی است که در برنامهٔ کمیسیون اروپا وجود دارد که تولید بخشی از هیدروژن را با برق فسیلی مجاز می‌داند.

تنظیم مجدد اقتصاد برای سازگاری با هیدروژن می‌تواند عواقبی اجتماعی داشته باشد. حتی با وجود یارانه‌ها و سرمایه‌گذاری عظیم، صنایع سنگین در برخی نواحی همچنان دچار فقدان مزیت خواهند بود. از آنجایی که هیدروژن نسبت به زغال‌سنگ گران‌تر و انتقال آن از لحاظ تکنولوژی چالش‌برانگیز است، صنایعی مانند فولاد احتمالاً به مکان‌های تولید ارزان هیدروژن نزدیک‌تر شوند. دل می‌گوید: «آن‌ها حتی می‌توانند سر از کشورهای متفاوت درآورند.»

با اینکه این مسئله و دیگر مسائل سیاسی می‌توانند سرعت انتقال را کم کنند، دیگر هیچ چالش غیرقابل‌حلی وجود ندارد. دل می‌گوید: «انجام این انتقال در توان فنی و اقتصادی ما قرار دارد؛ هم در کشورهای ثروتمند و هم در اقتصادهای روبه‌ظهور.»

دیدگاه‌ها و نظرات خود را بنویسید
مطالب پیشنهادی