محمد امین سامنی 
تجارت‌نیوز گزارش می‌دهد:
هیدروژن جایگزین سوخت فسیلی می‌شود؟
آیا هیدروژن می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در صنایع از حمل‌و‌نقل گرفته تا ساخت و ساز کمک کند؟
به گزارش تجارت‌نیوز، هیدروژن مانند گاز طبیعی، بدون انتشار دی اکسید کربن می‌سوزد و می‌توان آن را با جداسازی مولکول‌های آب با استفاده از برق تولید کرد. این امر مهندسان را شگفت‌زده و ترغیب کرده است که به دنبال راه‌حلی برای تغییرپذیری انرژی خورشیدی و بادی در سراسر شبکه‌های الکتریکی باشند.
می‌توان در طول ساعت‌های کاهش تقاضا، از مازاد برق تجدیدپذیر تولید شده برای تامین انرژی مورد نیاز ماشین‌های الکترولیز استفاده و با استفاده از آنها هیدروژن تولید کرد.
به گزارش فاینَنشیال تایمز، آمریکا مرکز انرژی پاک اوکیچوبی (Okeechobee) را برای استفاده از سوخت فسیلی گاز طبیعی طراحی و آن را دو سال پیش در میان دریاچه‌های فلوریدا مرکزی افتتاح کرد. اکنون NextEra Energy مالک نیروگاه، آن را برای مدیریت سوخت دوم، هیدروژن آماده می‌کند.
فرایندی ناکارآمد و پرهزینه
تولید هیدروژن، ذخیره آن و سپس استفاده از این گاز برای تولید الکتریسیته، فرآیندی است که به نام «برق به گاز به انرژی» معروف شده اما ناکارآمد و پرهزینه است.
توماس کوخ بلانک، مدیر ارشد موسسه Rocky Mountain، می‌گوید: «استفاده از نیرو برای تولید هیدروژن و در ادامه برای تولید نیرو، در بیشتر موارد واقعا نادرست است، زیرا اتلاف زیادی در این چرخه وجود دارد.»
توربین‌های برق گاز طبیعی با راه‌اندازی سریع به منبع تولیدی برای اپراتورهای شبکه تبدیل شده‌اند که به دنبال روشن نگه داشتن چراغ‌ها در طول موج گرما و یخبندان زمستانی هستند.
آیا استفاده از هیدروژن صرفه اقتصادی دارد؟
هیدروژن تجدیدپذیر یا سبز می‌تواند همین نقش را ایفا کند، اما ارزان نیست. بر اساس برآورد شرکت مالی مورگان استنلی، حتی اگر هزینه‌های تولید این انرژی بیش از دو سوم به یک دلار در کیلوگرم کاهش یابد، قیمت از نظر انرژی 8 دلار به ازای هر میلیون واحد حرارتی بریتانیا خواهد بود که سه برابر پرهزینه‌تر از گاز طبیعی آمریکا است.
اما موافقان معتقدند هیدروژن در مسیر کاهش انتشار کربن برای جلوگیری از تغییرات آب‌وهوایی فاجعه‌بار ضروری است، بر همین اساس، پروژه‌هایی در سراسر بخش برق آمریکا راه اندازی می‌شوند تا ثابت کنند که می‌توان از این انرژی به صورت کارآمد بهره گرفت.
لس آنجلس که طبق قانون کالیفرنیا موظف است تا سال 2045 از انرژی 100 درصدی بدون کربن استفاده کند، یک نیروگاه زغال‌سنگ را که در یوتا کار می‌کند، ابتدا به گاز طبیعی و سپس به هیدروژن تبدیل می‌کند. به گفته سازنده میتسوبیشی پاور، توربین‌های جدید سفارش داده شده این نیروگاه تا سال 2025 می‌توانند ترکیبی 30-70 از هیدروژن و گاز و تا مهلت 2045 فقط هیدروژن مصرف کنند.
کدام شرکت‌ها از هیدروژن استفاده می‌کنند؟
میتسوبیشی و یکی از شرکای آن، پیشنهاد کرده‌اند در نزدیکی آنها تأسیساتی برای ذخیره هیدروژن سبز به منظور تولید 150 هزار مگاوات ساعت برق ساخته شود. ایجاد چنین تاسیساتی می‌تواند به طور متوسط برق پنج میلیون خانه آمریکایی را برای یک روز تامین کند.
پل شولتز از دپارتمان آب و برق لس آنجلس می‌گوید: «هیدروژن یکی از فناوری‌هایی است که در آن می‌توان ذخیره‌سازی فصلی را انجام داد. همه این مقدار از تولید بیش از حد که به طور بالقوه در بهار و پاییز دارید، می‌تواند زمانی که در تابستان و زمستان به منابع تجدیدپذیر دسترسی ندارید، استفاده شود.»
او افزود: «یک ترکیب هیدروژن هزینه بیشتری نسبت به گاز طبیعی دارد، اما ما تعهد زیست محیطی به این امر داریم.»
پل براونینگ مدیر اجرایی میتسوبیشی پاور آمریکا نیز می‌گوید: «در حالی که هزینه هیدروژن به اصطلاح سبز در مقایسه با گاز طبیعی گران است، اما می‌تواند با اشکال دیگر ذخیره‌سازی برق رقابت کند.»
تبدیل انرژی‌های تجدیدپذیر به هیدروژن
یک گروه صنعتی با عنوان شورای هیدروژن، ، در گزارشی در سال 2017 اعلام کرد که 250 تا 300 تراوات ساعت برق مازاد خورشیدی و بادی در سال می‌تواند تا سال 2030 به هیدروژن تبدیل شود و در این صورت، بیش از 20 نیروگاه می‌توانند در مجموع 100 تا 200 تراوات ساعت برق تولید کنند. طبق گفته آژانس بین‌المللی انرژی، انرژی‌های تجدیدپذیر امسال تقریبا هشت هزار تراوات ساعت در سراسر جهان تولید می‌کنند.
متناوب بودن روند تولید انرژی‌های تجدیدپذیر یک مشکل است. داریل ویلسون مدیر اجرایی شورای هیدروژن، که اعضای آن شامل برخی از شرکت‌های انرژی‌بر جهان و تولیدکنندگان نفت مانند آرامکو عربستان و بریتیش پترولیوم است، می‌گوید: «وجود تعدادی مخزن ذخیره‌سازی بزرگ برای صاف کردن خروجی انرژی بادی و خورشیدی ضروری است و هیدروژن می‌تواند همان مخزن بسیار بزرگ باشد.»
NextEra که به درخواست‌ها برای اظهار نظر پاسخ نداد، در اوکیچوبی با یک سیستم الکترولیز 20 مگاواتی شروع به کار کرد. بایگانی نظارتی نشان داد که این نیروگاه با حداقل دو مزرعه خورشیدی مجاور که NextEra ساخته است، ترانسفورماتور مشترک دارد.
این شرکت که بزرگترین شرکت آمریکایی از نظر سرمایه بازار است، اخیراً سرمایه‌گذاری‌های دیگری از جمله نصب 20 میلیون دلاری برای ایجاد هیدروژن با انرژی خورشیدی و تغذیه آن به سلول سوختی برای تولید برق را افشا کرده است.
جان کچام، رئیس بخش انرژی NextEra ، اواخر سال گذشته گفت: «در مجموع، NextEra حدود 50 پروژه هیدروژن سبز بالقوه در خط لوله برای خدمت به بخش های برق، حمل و نقل و صنعتی داشت. ما هیدروژن را واقعاً یک راه‌حل بلندمدت می‌دانیم. که حذف 15 درصد کربن آخر از منبع برق «با باتری‌ها بسیار گران‌تر است و با هیدروژن بسیار ارزان‌تر و قابل کنترل‌تر است.»
نظرات