نقش هیدروژن در گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر: واقعیت یا آرمان؟

نقش هیدروژن در گذار به انرژی‌های تجدیدپذیر: واقعیت یا آرمان؟

چشم انداز انرژی - هیدروژن به عنوان عنصری فراوان در زمین، جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی به شمار می‌رود و می‌تواند نقش مهمی در مقابله با چالش‌های حیاتی انرژی ایفا کند. این گزارش به بررسی اهمیت هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی پاک و ایمن می‌پردازد. با وجود چالش‌های پیش رو، اقداماتی در سطح جهانی برای توسعه و استقرار این فناوری در حال انجام است. برای دستیابی به اهداف بلندپروازانه در نظر گرفته شده برای هیدروژن، به همکاری‌های بین‌المللی، سرمایه‌گذاری‌های بیشتر و سیاست‌های حمایتی دولت‌ها نیاز است.

چرا هیدروژن مهم است؟

هیدروژن یک حامل انرژی polyvalent (چندمنظوره) است که به مقابله با چالش‌های مختلف و حیاتی در بخش انرژی کمک می‌کند. امروزه، هیدروژن به طور عمده در بخش پالایش و صنایع شیمیایی استفاده می‌شود و با استفاده از سوخت‌های فسیلی مانند زغال سنگ و گاز طبیعی تولید می‌شود و در نتیجه سالانه مسئول انتشار قابل توجهی از CO2 است.

نقش هیدروژن در انتقال به انرژی پاک چیست؟

هیدروژن پاک که با انرژی‌های تجدیدپذیر یا هسته‌ای و یا با استفاده از فناوری جذب و ذخیره کربن از سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود، می‌تواند به کاهش آلاینده‌ها در بخش‌های مختلفی مانند حمل‌ونقل سنگین، صنایع شیمیایی و فولاد کمک کند که در آن‌ها کاهش انتشار آلاینده‌ها دشوار بوده است. استفاده از خودروهای هیدروژنی می‌تواند کیفیت هوا را بهبود بخشد و امنیت انرژی را تامین کند. همچنین، هیدروژن می‌تواند به عنوان یکی از معدود گزینه‌های ذخیره‌سازی انرژی برای روزها، هفته‌ها و یا ماه‌ها، از یکپارچه‌سازی منابع تجدیدپذیر متغیر در سیستم برق پشتیبانی کند.

به کجا باید برسیم؟

حرکت جهانی به سمت استفاده از هیدروژن پرشتاب است. نه کشور – که حدود 30 درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای بخش انرژی جهان را امروزه تشکیل می‌دهند – استراتژی‌های ملی خود را در سال‌های 2021-2022 منتشر کردند. با این حال، برای ایجاد تقاضا برای هیدروژن کم‌انتشار و آزادسازی سرمایه‌گذاری‌هایی که می‌تواند منجر به افزایش تولید و کاهش هزینه‌های فناوری‌های تولید و استفاده از هیدروژن پاک مانند الکترولیزورها، سلول‌های سوختی و تولید هیدروژن با جذب کربن شود، نیاز به اقدام سریع‌تر است.

یافته‌های اخیر

تولید هیدروژن کم‌انتشار می‌تواند تا سال 2030 به طور گسترده‌ای افزایش یابد، اما چالش‌های هزینه‌ای مانع استقرار آن شده است.

تعداد پروژه‌های اعلام‌شده برای تولید هیدروژن کم‌انتشار به سرعت در حال افزایش است. در صورت تحقق تمامی پروژه‌های اعلام‌شده، تولید سالانه هیدروژن کم‌انتشار می‌تواند در سال 2030 به 38 مگاتن برسد، اگرچه 17 مگاتن از پروژه‌هایی در مراحل اولیه توسعه حاصل می‌شود. پتانسیل تولید تا سال 2030 از پروژه‌های اعلام‌شده تا به امروز، 50 درصد بیشتر از زمان انتشار گزارش جهانی هیدروژن آژانس بین‌المللی انرژی در سال 2022 است.

مصرف جهانی هیدروژن در سال 2022 به 95 مگاتن رسید که تقریباً 3 درصد نسبت به سال قبل افزایش یافته است، با رشد قابل توجه در همه مناطق مصرف‌کننده عمده به جز اروپا که به دلیل افزایش شدید قیمت گاز طبیعی، فعالیت صنعتی آن ضربه خورده است. این رشد جهانی نشان‌دهنده موفقیت تلاش‌های سیاستی برای گسترش استفاده از هیدروژن نیست، بلکه به روند کلی انرژی جهانی مرتبط است.

ردیابی هیدروژن: به تلاش‌های بیشتری نیاز است

هیدروژن و سوخت‌های مبتنی بر هیدروژن می‌توانند نقش مهمی در کاهش انتشار آلاینده‌ها در بخش‌هایی ایفا کنند که در آن‌ها کاهش انتشار آلاینده‌ها دشوار است و راه‌حل‌های جایگزین در دسترس نیستند یا اجرای آن‌ها دشوار است، مانند صنایع سنگین و حمل‌ونقل مسافت طولانی.

اعلامیه‌های مربوط به پروژه‌های جدید برای تولید هیدروژن کم‌انتشار همچنان در حال افزایش است، اما تنها 5 درصد به دلیل ابهامات موجود در مورد تحول آینده تقاضا، عدم شفافیت در مورد صدور گواهینامه و مقررات و کمبود زیرساخت‌های موجود برای تحویل هیدروژن به مصرف‌کنندگان نهایی، تصمیم سرمایه‌گذاری نهایی را اتخاذ کرده‌اند. در سمت تقاضا، تقاضا برای هیدروژن همچنان در حال افزایش است، اما در کاربردهای سنتی متمرکز باقی مانده است. کاربردهای جدید در صنایع سنگین و حمل‌ونقل مسافت طولانی کمتر از 0.1 درصد از تقاضای هیدروژن را تشکیل می‌دهند، در حالی که در سناریوی انتشار خالص صفر تا سال 2050 (NZE) تا سال 2030 یک سوم تقاضای جهانی هیدروژن را به خود اختصاص می‌دهند. تعداد فزاینده‌ای از کشورها در حال انتشار استراتژی‌های ملی و اتخاذ سیاست‌های مشخص برای حمایت از پیشگامان هستند. اما تاخیر در اجرای این سیاست‌ها و عدم وجود سیاست‌هایی برای ایجاد تقاضا، مانع از افزایش تولید و استفاده از هیدروژن کم‌انتشار می‌شود.

برای همسو شدن با سناریوی NZE، اقدام سریع سیاستی برای ایجاد تقاضا برای هیدروژن کم‌انتشار و آزادسازی سرمایه‌گذاری‌هایی که می‌تواند منجر به افزایش تولید و استقرار زیرساخت‌ها شود، ضروری است.

نکات برجسته در مورد کشورها و مناطق

ایالات متحده و اتحادیه اروپا پیشگامان اقدامات سیاستی هستند، در حالی که چین در استقرار پیشگام بوده است.

چین با ظرفیت تقریباً 220 مگاوات در سال 2022 و 750 مگاوات در حال ساخت که انتظار می‌رود در سال جاری به بهره‌برداری برسد، در زمینه افزایش ظرفیت الکترولیزور پیشگام است.

اتحادیه اروپا در فوریه 2023 دو قانون تفویضی با قوانینی برای تعریف هیدروژن تجدیدپذیر تصویب کرد، بودجه را برای دو موج اول پروژه‌های مرتبط با هیدروژن با عنوان "پروژه‌های مهم مورد علاقه مشترک اروپایی" در سال 2022 تأیید کرد و اولین حراج "بانک هیدروژن اروپا" را برای اواخر سال 2023 اعلام کرد.

هند در ژانویه 2023 "ماموریت ملی هیدروژن سبز" را با هدف تولید 5 مگاتن هیدروژن تجدیدپذیر تا سال 2030 و تبدیل شدن به یک تولیدکننده پیشرو الکترولیزورها تأیید کرد.

بریتانیا در جولای 2022 "استاندارد هیدروژن کم‌کربن" خود را منتشر کرد و در فوریه 2023 یک برنامه مشاوره برای "طرح گواهینامه" راه‌اندازی کرد. اولین "دور تخصیص الکترولیتی" برای حمایت از پروژه‌های تولید هیدروژن با استفاده از الکترولیز راه‌اندازی شد و هدف آن اعطای قرارداد تا پایان سال 2023 است.

ایالات متحده در آگوست 2022 مشوق‌های قابل توجهی برای تولید هیدروژن پاک در قالب "قانون کاهش تورم" (IRA) اعلام کرد.

نامیبیا در نوامبر 2022 "استراتژی هیدروژن سبز و مشتقات آن" را منتشر کرد و به آفریقای جنوبی به عنوان تنها کشورهای جنوب صحرای آفریقا پیوست که یک استراتژی هیدروژن را اتخاذ کرده‌اند.

انتشارCO2

کاربردهای هیدروژن نقش اساسی در بخش‌هایی دارند که در آن‌ها کاهش انتشار آلاینده‌ها دشوار است، اما تولید باید پاک‌تر شود.

در سناریوی NZE، استفاده از هیدروژن کم‌انتشار و سوخت‌های مبتنی بر هیدروژن در مقایسه با سایر اقدامات کلیدی کاهش انتشار مانند استقرار انرژی‌های تجدیدپذیر، برق‌رسانی مستقیم و تغییر رفتار، در سال 2030 منجر به کاهش‌های متوسطی در انتشار CO2 می‌شود. با این حال، هیدروژن و سوخت‌های مبتنی بر هیدروژن می‌توانند نقش مهمی در بخش‌هایی ایفا کنند که در آن‌ها کاهش انتشار آلاینده‌ها دشوار است و راه‌حل‌های جایگزین در دسترس نیستند یا اجرای آن‌ها دشوار است، مانند صنایع سنگین و حمل‌ونقل مسافت طولانی.

نقش هیدروژن در بخش‌های مختلف:

صنعت: هیدروژن می‌تواند به عنوان ماده اولیه در فرآیندهای شیمیایی و به عنوان منبع انرژی برای گرمایش صنعتی استفاده شود.

حمل‌ونقل: هیدروژن می‌تواند برای سوخت‌رسانی به انواع وسایل نقلیه، از جمله خودروها، کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، قطارها و کشتی‌ها استفاده شود.

ساختمان: هیدروژن می‌تواند برای گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها و همچنین برای تولید برق استفاده شود.

ذخیره‌سازی انرژی: هیدروژن می‌تواند به عنوان یک حامل انرژی برای ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر مانند برق بادی و خورشیدی استفاده شود.

چالش‌ها:

هزینه: تولید هیدروژن پاک در حال حاضر گران‌تر از تولید هیدروژن از سوخت‌های فسیلی است.

زیرساخت: هنوز زیرساخت‌های لازم برای حمل و نقل و توزیع هیدروژن به طور گسترده وجود ندارد.

ایمنی: هیدروژن یک گاز قابل اشتعال است و باید با احتیاط حمل و نقل و ذخیره شود.

نتیجه‌گیری:

هیدروژن پتانسیل زیادی برای تبدیل شدن به یک منبع انرژی پاک و پایدار دارد. با این حال، برای دستیابی به این پتانسیل، باید چالش‌هایی مانند هزینه، زیرساخت و ایمنی برطرف شوند.

اقدامات لازم:

سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه: برای کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن پاک و توسعه فناوری‌های جدید نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتر در تحقیق و توسعه است.

توسعه زیرساخت‌ها: برای حمل و نقل و توزیع هیدروژن به طور گسترده، نیاز به توسعه زیرساخت‌های جدید است.

ایجاد مقررات: برای اطمینان از استفاده ایمن از هیدروژن، نیاز به ایجاد مقررات جدید است.

همکاری بین‌المللی:

برای دستیابی به اهداف بلندپروازانه در نظر گرفته شده برای هیدروژن، به همکاری‌های بین‌المللی، سرمایه‌گذاری‌های بیشتر و سیاست‌های حمایتی دولت‌ها نیاز است.

لینک کوتاه شده : Energyhorizon.ir/n/3d977