تاریخ انتشار:
1400/08/12
هیدروژن سبز چیست؟
هیدروژن با اینکه یک گاز بی رنگ است با عبارات رنگارنگ بسیاری توصیف می شود. یکی از این عبارات رنگی هیدروژن سبز است. از آنجایی که ما نمی‌توانیم تمام انرژی مورد نیاز خود را با برق تامین کنیم، برخی از فرآیندهای صنعتی و حمل و نقل سنگین باید با گاز کار کنند و هیدروژن تجدید پذیر برای این منظور بهترین گاز است چون کاملا پاک و مقرون به صرفه است و نقشی حیاتی در دستیابی به کربن‌زدایی عمیق سیستم انرژی ایفا می‌کند. قرار گرفتن این ویژگی ها در کنار یکدیگر موجب شده تا علاقه به هیدروژن سبز در میان شرکت‌های بزرگ نفت و گاز به شدت افزایش یابد. اروپا نیز در حال برنامه ریزی برای تبدیل هیدروژن به بخش بزرگی از بسته تریلیون دلاری قرارداد سبز خود است.
با پالت رنگی هیدروژن آشنا شوید
بیشتر گاز هیدروژنی که در حال حاضر به عنوان یک ماده شیمیایی صنعتی استفاده می‌شود به رنگ قهوه‌ای یا خاکستری است. اگر هیدروژن از طریق گاز شدن زغال سنگ به دست آمده قهوه‌ای رنگ و اگر از طریق تغییر حالت بخار متان به دست آمده باشد خاکستری رنگ است. متاسفانه هیچ یک از این فرآیندهای رایج کربن دوست نیستند.
یک گزینه ظاهراً پاک‌تر به نام هیدروژن آبی هم وجود دارد که در آن گاز هیدروژن با تغییر حالت بخار متان تولید می‌شود. در این روش انتشار گاز کربن با استفاده از فرآیندهای جذب و ذخیره کربن کاهش می‌یابد. این فرآیند می‌تواند میزان کربن تولید شده را تقریباً به نصف کاهش دهد اما هنوز هم با سیستم بدون کربن فاصله زیادی دارد.
جدیدترین رنگ پالت هیدروژن رنگ فیروزه‌ای است. هیدروژن فیروزه‌ای با تجزیه متان به هیدروژن و کربن جامد با استفاده از فرآیندی به نام پیرولیز تولید می‌شود. هیدروژن فیروزه‌ای ممکن است از نظر انتشار نسبتاً کم به نظر برسد زیرا کربن تولید شده در فرآیند تولید این نوع هیدروژن می تواند مدفون شود یا برای فرآیندهای صنعتی مانند صنایع فولاد یا باتری سازی استفاده شود.
با این حال، تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که هیدروژن فیروزه‌ای به دلیل انتشار گاز طبیعی و گرمای مورد نیاز فرآیند تولید، از نظر آلایندگی خیلی بهتر از هیدروژن آبی نیست.
بر خلاف رنگ‌های قهوه‌ای، خاکستری، آبی و فیروزه‌ای، هیدروژن سبز با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را به کلی حذف کند.
هیدروژن سبز چگونه به دست می‌آید؟
با الکترولیز! تنها منابع مورد نیاز برای تولید هیدروژن سبز شامل آب، یک دستگاه الکترولیز بزرگ و منابع فراوان برق است.
اگر برق مورد نیاز برای فرآیند الکترولیز از منابع تجدیدپذیر مانند انرژی بادی، خورشیدی یا آبی تامین شود، هیدروژن کاملا سبز است و تنها انتشار کربن در فرآیند تولید آن مربوط به ایجاد زیرساخت‌های تولید است.
چالش فعلی برای رسیدن به هیدروژن سبز، محدودیت دستگاه‌های بزرگ الکترولیز و هزینه قابل توجه تولید برق از منابع تجدیدپذیر است. در مقایسه با سایر فرآیندهای تولید هیدروژن، الکترولیز بسیار گران است. بنابراین بازار دستگاه‌های الکترولیز کوچک است.
کاربرد و ذخیره سازی هیدروژن سبز
از نظر تئوری، هیدروژن سبز کاربردهای بسیاری دارد. می‌توان با افزودن هیدروژن سبز به گاز طبیعی از آن به عنوان سوخت نیروگاه های حرارتی یا گرمایش منطقه ای استفاده کرد. می‌توان از هیدروژن سبز به عنوان پیش‌ساز برای سایر حامل‌های انرژی، از آمونیاک گرفته تا هیدروکربن‌های مصنوعی یا برای تامین انرژی مستقیم پیل‌های سوختی در خودروها و کشتی‌ها یا به عنوان جایگزین هیدروژن صنعتی استفاده کرد.
بزرگ‌ترین مشکلی که بر سر راه کاربردی شدن هیدروژن سبز وجود دارد، انتقال آن به محل مورد نیاز است. ذخیره و انتقال گازهای قابل اشتعال اصلا کار آسانی نیست چون گازها فضای زیادی اشغال می کنند و لوله ها و جوش های فولادی را از بین می‌برند.
به همین دلیل، حمل و نقل هیدروژن سبز در مقیاس کلان به خطوط لوله اختصاصی نیاز دارد. ساخت این خطوط لوله اختصاصی، فشرده سازی گاز جهت حمل و نقل یا سرد کردن و تبدیل آن به مایع بسیار پرهزینه است.
چرا هیدروژن سبز مهم است؟
یکی از مسیرهای کربن زدایی کامل، برق رسانی به کل سیستم انرژی و استفاده از انرژی پاک تجدیدپذیر است. اما برق‌رسانی کل سیستم انرژی دشوارتر و بسیار گران‌تر از ترکیب تولید انرژی‌های تجدیدپذیر با سوخت‌های کم کربن است. هیدروژن سبز یکی از چندین سوخت بالقوه کم کربن است که می تواند جای سوخت‌های فسیلی امروزی را بگیرد.
مسلماً هیدروژن یک سوخت ایده آل نیست چون چگالی کم آن ذخیره سازی و جابجایی آن را سخت می کند. و اشتعال پذیری آن می تواند مشکل ساز باشد.
اما سایر سوخت‌های کم کربن نیز مشکلاتی دارند که مهم‌ترین آن هزینه است. علاوه بر این، اکثر آن‌ها به تولید هیدروژن سبز به عنوان پیش‌ساز نیاز دارند!
طرفداران هیدروژن سبز می‌گویند: هیدروژن در حال حاضر به طور گسترده در صنعت استفاده می‌شود، بنابراین مشکلات فنی مربوط به ذخیره سازی و حمل و نقل آن غیر قابل حل نیستند. به علاوه، کاربردهای این گاز به طور بالقوه بسیار متنوع است. دامنه کاربرد هیدروژن سبز از گرمایش و ذخیره سازی طولانی مدت انرژی گرفته تا حمل و نقل گسترده است.
منبع: greentechmedia.com
