با اقبال کشورهای جهان به تولید هیدروژن و حرکت رو به رشد این صنعت، هنوز برخی از مفاهیم این صنعت برای کارشناسان ناشناخته باقی مانده که در این گزارش به چندین نکته مهم اشاره می شود.
به گزارش اقتصاد آنلاین، در حال حاضر، دستیابی به اهداف اقلیمی در دستور کار دولت‌ها و شرکت‌های بزرگ قرار دارد. گذار انرژی به سرمایه‌گذاری هنگفتی نیاز دارد. هیدروژن می‌تواند سهم مهمی در این گذار داشته باشد. همکاری برای استفاده موفقیت‌آمیز از هیدروژن ضروری است. لینارت وندربورگ، متخصص و توسعه‌دهنده تجاری هیدروژن به چندین پرسش سوال مهم درباره هیدروژن پاسخ می‌دهد.
هیدروژن چیست؟
هیدروژن رایج‌ترین عنصر در جهان ماست. در شرایط عادی، گاز است و ما از گاز هیدروژن (H2) صحبت می‌کنیم. هیدروژن همچنین سبک‌ترین گازی است که می‌شناسیم، اما تحت فشار بالا، چگالی انرژی بالای ۱۲۰ مگاژول بر کیلوگرم دارد. این عدد تقریباً سه برابر گاز طبیعی (۴۵ مگا ژول در هر کیلوگرم) است. با این حال، فشرده‌سازی گاز هیدروژن نیز به انرژی لازم (حدود ۱۰ درصد) نیاز دارد.
هیدروژن خاکستری و آبی چیست؟
تقریباً تمام هیدروژنی که در حال حاضر در سراسر جهان تولید می‌شود، به اصطلاح «هیدروژن خاکستری» است. تولید در حال حاضر از طریق سنتز متان انجام می‌شود. در اینجا بخار فشار بالا با گاز طبیعی واکنش می‌دهد و در نتیجه هیدروژن (H2) و گاز گلخانه‌ای دی اکسید کربن ( CO2) ایجاد می‌شود. در هلند، تقریباً ۰.۸ میلیون تن هیدروژن از این طریق و با استفاده از ۴ میلیارد متر مکعب گاز طبیعی و تولید دی اکسید کربن به میزان ۱۲.۵میلیون تن تولید می‌شود.
اصطلاح “هیدروژن آبی” یا “هیدروژن کم کربن” زمانی استفاده می‌شود که دی اکسید کربن آزاد شده در فرآیند تولید هیدروژن خاکستری تا حد زیادی ۸۰ تا ۹۰ درصد جذب و ذخیره شود. به این فناوری، جذب و ذخیره کربن نیز می‌گویند. این فناوری می‌تواند در میدان‌های گازی تخلیه شده در زیر دریای شمال اتفاق بیفتد. در هیچ کجای دنیا، هیدروژن آبی در مقیاس بزرگ تولید نمی‌شود.
هیدروژن سبز چیست؟
هیدروژن سبز که به عنوان “هیدروژن تجدیدپذیر” نیز شناخته می‌شود، هیدروژنی است که با انرژی پایدار تولید می‌شود. شناخته‌شده‌ترین الکترولیز است که در آن آب (H2O) از طریق الکتریسیته سبز به هیدروژن (H2) و اکسیژن (O2) تقسیم می‌شود. تعداد زیادی از شرکت‌ها در هلند در حال آزمایش این الکترولیزهای در مقیاس مگاوات هستند. هیدروژن نیز در حین تبدیل زیست توده به گاز در دمای بالا آزاد می‌شود.
هیدروژن فیروزه‌ای چیست؟
هیدروژن تولید شده از گاز طبیعی با استفاده از فن‌آوری پیرولیز فلز مذاب «هیدروژن فیروزه‌ای» یا «هیدروژن کم کربن» نامیده می‌شود. گاز طبیعی از یک فلز مذاب عبور می‌کند که گاز هیدروژن و همچنین کربن جامد آزاد می‌کند. دومی می‌تواند کاربرد مفیدی برای مثال در تایرهای خودرو پیدا کند. این فناوری هنوز در مرحله آزمایشگاهی است و حداقل ده سال طول می‌کشد تا اولین کارخانه آزمایشی محقق شود.
تفاوت‌های اساسی دیگر میان هیدروژن آبی و سبز چیست؟
علاوه‌بر روش تولید، تعدادی تفاوت کلیدی دیگر نیز وجود دارد: فقط هیدورژن سبز تولید شده از طریق الکترولیز تضمین می‌کند که مقادیر زیادی از برق پایدار تولید شده در دریا و خشکی می‌تواند به درستی در سامانه‌های انرژی ما ادغام شود. فقط الکترولیز می‌تواند الکتریسیته را به‌طور انعطاف‌پذیر (در صورت تقاضا) به هیدروژن تبدیل کند و سپس آن را ذخیره کند. علاوه‌بر این، توسعه الکترولیز در مقیاس بزرگ به تامین تقاضای فزاینده برای الکتریسیته و در نتیجه تحریک رشد انرژی پایدار کمک خواهد کرد. در کیفیت نیز تفاوت وجود دارد. هیدروژن سبز درجه خلوص بالاتری دارد و می تواند بلافاصله مثلاً در پیل سوختی خودرو استفاده شود. هیدروژن آبی سطح خلوص پایین تری دارد که برای کاربردهای صنعتی کافی است. تولید هیدروژن آبی راهی برای کربن زدایی صنعت، یعنی کاهش دی اکسید کربن در مقیاس بزرگ و با هزینه نسبتا کم است.
هیدروژن چه نقشی در گذار انرژی دارد؟
در ترکیب انرژی فعلی ما، تقریباً ۲۰ درصد به صورت برق و ۸۰ درصد به صورت گاز طبیعی یا سوخت فسیلی مایع (بنزین، گازوئیل) تامین می شود. اهداف آب و هوایی ما در آینده نزدیک این وضعیت را به طور قابل توجهی تغییر خواهند داد. سهم برق تولید شده توسط نیروی باد و خورشید به شدت افزایش خواهد یافت. برای تعدادی از کاربردها مانند حمل و نقل سنگین، فرآیندهای با دمای بالا در صنعت و هوانوردی، یک راه حل الکتریکی خوب هنوز وجود ندارد و هنوز نیاز به گاز پایدار وجود دارد. در اینجا هیدروژن می تواند نقش مفیدی داشته باشد. علاوه بر این، هیدروژن به شکل ذخیره سازی در مقیاس بزرگ برای آن لحظاتی که بدون باد و ابری است، مهم است.