ضلع سوم انرژی به میان آمد
رقابت داغ در بازار جهانی هیدروژن
میز نفت - رقابت داغی میان هیدروژن، انرژی فسیلی و انرژی های تجدید پذیر در جهان صورت گرفته است. هیدروژن به شکلی عجیب مورد توجه جامعه جهانی قرار گرفته و کشورهای بزرگ دنیا به دنبال استفاده از آن هستند.
به گزارش میز نفت، وقتی صحبت از هیدروژن می‌شود، همه نگاه‌ها به توسعه پتانسیل هیدروژن سبز جهان معطوف شده است. هیدروژن تولید شده از سوخت‌های فسیلی نیز یك گزینه مناسب در مسیر گذار به انرژی‌های سبز است.با این حال، یک جایگزین پاك دیگر زیر زمین وجود دارد: هیدروژن سفید.
*تاریخچه هیدروژن
هیدروژن طبیعی که به‌عنوان هیدروژن سفید نیز شناخته می‌شود، برای اولین بار در كشور آفریقایی مالی در سال 2012 میلادی کشف شد، زمانی که پس از حفاری یک چاه گمانه‌زنی برای برداشت آب در چند دهه قبل مشخص شد که هیدروژن طبیعی منتشر می‌کند.
این موضوع باعث خوش‌بینی دانشمندان در اکتشاف ذخایر بیشتر شده است که می‌تواند منابع عظیم انرژی تجدید پذیر را فراهم کند.
تصور می‌شود که هیدروژن طبیعی موجود در كشور مالی از طریق واکنش‌های معدنی از آب و آهن در زیر سطح زمین تولید شده است. این ذخایر هیدروژن سفید به‌طور مداوم تجدید شده و چشم‌انداز استفاده از آن‌ها را بسیار امیدوارکننده می‌کند.
*به دنبال راه های بهتر
پس از کشف یك منبع بزرگ هیدروژن در سال 2012 میلادی، زمین شناسان در حال بررسی راه‌هایی برای استخراج این هیدروژن سفید برای استفاده بوده‌اند.
دکتر مایکل وبر، استاد منابع انرژی در دانشگاه تگزاس می‌گوید: «مناطق زیادی وجود دارد که در آن‌ها شرایط مناسب برای تولید طبیعی هیدروژن شناسایی‌شده و می‌توان آن را برای استفاده استخراج کرد.»
وی افزود: «خبر خوب این است که با توسعه این روش، این منبع هیدروژن احتمالاً بسیار تمیزتر از روش‌های فعلی تولید از زغال‌سنگ، تجزیه متان و یا الکترولیز آب است. به‌علاوه از زیرساخت‌های كنونی انتقال و توزیع گاز طبیعی می‌توان برای انتقال و عرضه هیدروژن بهره برد.»
*هیدروژن جایگزین گاز
به دلیل این کیفیت جذاب، ایده‌هایی برای استفاده از آن به‌عنوان جایگزینی برای گاز و انرژی فسیلی، و استفاده از آن در گرمایش خانه وجود دارد و در حال حاضر بازار کوچکی برای خودروهای با سوخت هیدروژنی وجود دارد.
هیدروژن برای تمام صنایعی که در حال حاضر از هیدروژن مشتق شده از هیدروکربن‌ها، به‌ویژه کودها و پالایش نفت استفاده می‌کنند، به حالت عادی جدید تبدیل می‌شود.
به نظر می‌رسد یک جاه‌طلبی بزرگ‌تر تبدیل هیدروژن بدون انتشار كربن به جایگزینی برای گاز طبیعی در تلاش برای خلاص شدن از همه هیدروکربن‌ها، صرف‌نظر از ردپای انتشار است؛ اما این چشم‌انداز با مشکلاتی در دنیای واقعی مواجه شده است، ازجمله هزینه گزاف تولید و ظرفیت قابل‌توجه تولید بادی و یا خورشیدی که هنوز ساخته نشده است.
*مزایا و معایب هیدروژن چیست؟
دولت‌ها و شرکت‌های انرژی در سال‌های اخیر به‌صورت فزاینده‌ای به سمت صنعت هیدروژن جذب‌شده‌اند، زیرا نوید زیادی برای تولید سوختی پركاربرد و کم‌کربن وجود دارد که می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربردها، از پخت‌وپز گرفته تا حمل‌ونقل استفاده شود.
با این حال، هزینه تولید هیدروژن سبز ازنظر بسیاری در مقایسه با هیدروژن خاکستری که از گاز طبیعی به دست می‌آید، بسیار بالاست.
علاوه بر این، بسیاری این سؤال را مطرح می‌کنند که آیا منابع انرژی تجدید پذیر که برای الکترولیز در تولید هیدروژن سبز استفاده می‌شوند، بهتر می‌توانند به‌صورت مستقیم برای برق پاک استفاده شوند یا خیر؟
از زمان کشف اولیه هیدروژن سفید، ذخایر هیدروژن طبیعی بیشتری در استرالیا، اروپای شرقی، فرانسه، عمان، اسپانیا، ایالات‌متحده و مالی، آفریقای غربی یافت شده است. با این حال، تصور می‌شود که فراوان‌ترین ذخایر در مکان‌های غیرقابل‌دسترس فراساحلی باشد.
*پاسخی به نیازهای انرژی
ویاچسلاو زگوننیک، ژئوشیمیدان درباره این اکتشافات اظهار داشت: «حتی اگر بتوانیم یك درصد ازآنچه را که فکر می‌کنم در آنجا وجود دارد استخراج کنیم، می‌توانیم تمام نیازهای هیدروژن خود را برای صدها سال تأمین کنیم.»
در سال 2023 میلادی، دانشمندان دانشگاه لورن به دنبال متان در شمال شرقی فرانسه بودند که در عوض ذخایر بزرگی از هیدروژن طبیعی را در بیش از 1000 متری زیر زمین کشف کردند.
اکنون تصور می‌شود که این بزرگ‌ترین ذخایر طبیعی گازی با حدود 250 میلیون تن هیدروژن ذخیره است که تابه‌حال کشف شده است. اگر این منبع استخراج شود، هیدروژن کافی برای تأمین نیازهای کنونی جهان به مدت دو سال خواهد بود.
مکرون، رئیس‌جمهور فرانسه از آن زمان، وعده سرمایه‌گذاری عمومی در کشف پتانسیل تولید هیدروژن سفید را داده است.
به گفته جفری الیس، ژئوشیمیدان نفتی با سازمان زمین‌شناسی ایالات‌متحده و رهبر پروژه برای مطالعه‌ای است که نشان می‌دهد ممکن است تا 5 تریلیون تن هیدروژن در زیر زمین وجود داشته باشد.
هیدروژن، حامل انرژی و فراوان‌ترین عنصر در جهان، به‌عنوان عنصر کلیدی انتقال انرژی موردتوجه قرار می‌گیرد، زیرا در هنگام سوختن، فقط بخارآب منتشر می‌کند.
*نگرانی درباره هیدروژن
با این حال، نگرانی‌هایی در مورد صنعت نوظهور هیدروژن وجود دارد. دانشمندان نگران هستند که اطلاعات کمی در مورد تأثیر نشت هیدروژن بر محیط‌زیست وجود دارد.
برخی معتقدند که هیدروژن منتشرشده در جو می‌تواند غلظت مولکول‌هایی را که گازهای گلخانه‌ای را از بین می‌برند، کاهش دهد. در حال حاضر فقدان فناوری مناسب برای نظارت بر نشت هیدروژن وجود دارد که با توجه به عدم درک تأثیر احتمالی آن می‌تواند نگران‌کننده باشد.
تحقیقات بیشتری باید انجام شود تا تأثیر هیدروژن سفید بر محیط‌زیست مشخص شود و اطمینان حاصل گردد که استخراج آن پاك خواهد بود.
اکتشافات اخیر هیدروژن سفید، نوید بزرگی برای رشد این صنعت است.
بسیاری بر این باورند که منبع انرژی پاک به‌طور طبیعی می‌تواند از طریق عملیات استخراج و حمل‌ونقل، مقادیر زیادی انرژی سبز را در اختیار جهان قرار دهد.
با این حال، با توجه به اطلاعات کمی در مورد منبع انرژی، نگرانی‌هایی وجود دارد که ممکن است آن‌طور که برخی معتقدند سازگار با محیط‌زیست نباشد؛ بنابراین باید بودجه بیشتری برای تحقیق و توسعه منبع انرژی وجود داشته باشد تا از توسعه پایدار آن اطمینان حاصل شود.
به‌عنوان‌مثال، وزارت انرژی ایالات‌متحده اخیراً 20 میلیون دلار حمایت مالی برای تحقیقات هیدروژن زمین‌شناسی در هشت ایالت اختصاص داده است.
نویسنده: ایرینا اسلاو
*تاریخچه هیدروژن
هیدروژن طبیعی که به‌عنوان هیدروژن سفید نیز شناخته می‌شود، برای اولین بار در كشور آفریقایی مالی در سال 2012 میلادی کشف شد، زمانی که پس از حفاری یک چاه گمانه‌زنی برای برداشت آب در چند دهه قبل مشخص شد که هیدروژن طبیعی منتشر می‌کند.
این موضوع باعث خوش‌بینی دانشمندان در اکتشاف ذخایر بیشتر شده است که می‌تواند منابع عظیم انرژی تجدید پذیر را فراهم کند.
تصور می‌شود که هیدروژن طبیعی موجود در كشور مالی از طریق واکنش‌های معدنی از آب و آهن در زیر سطح زمین تولید شده است. این ذخایر هیدروژن سفید به‌طور مداوم تجدید شده و چشم‌انداز استفاده از آن‌ها را بسیار امیدوارکننده می‌کند.
*به دنبال راه های بهتر
پس از کشف یك منبع بزرگ هیدروژن در سال 2012 میلادی، زمین شناسان در حال بررسی راه‌هایی برای استخراج این هیدروژن سفید برای استفاده بوده‌اند.
دکتر مایکل وبر، استاد منابع انرژی در دانشگاه تگزاس می‌گوید: «مناطق زیادی وجود دارد که در آن‌ها شرایط مناسب برای تولید طبیعی هیدروژن شناسایی‌شده و می‌توان آن را برای استفاده استخراج کرد.»
وی افزود: «خبر خوب این است که با توسعه این روش، این منبع هیدروژن احتمالاً بسیار تمیزتر از روش‌های فعلی تولید از زغال‌سنگ، تجزیه متان و یا الکترولیز آب است. به‌علاوه از زیرساخت‌های كنونی انتقال و توزیع گاز طبیعی می‌توان برای انتقال و عرضه هیدروژن بهره برد.»
*هیدروژن جایگزین گاز
به دلیل این کیفیت جذاب، ایده‌هایی برای استفاده از آن به‌عنوان جایگزینی برای گاز و انرژی فسیلی، و استفاده از آن در گرمایش خانه وجود دارد و در حال حاضر بازار کوچکی برای خودروهای با سوخت هیدروژنی وجود دارد.
هیدروژن برای تمام صنایعی که در حال حاضر از هیدروژن مشتق شده از هیدروکربن‌ها، به‌ویژه کودها و پالایش نفت استفاده می‌کنند، به حالت عادی جدید تبدیل می‌شود.
به نظر می‌رسد یک جاه‌طلبی بزرگ‌تر تبدیل هیدروژن بدون انتشار كربن به جایگزینی برای گاز طبیعی در تلاش برای خلاص شدن از همه هیدروکربن‌ها، صرف‌نظر از ردپای انتشار است؛ اما این چشم‌انداز با مشکلاتی در دنیای واقعی مواجه شده است، ازجمله هزینه گزاف تولید و ظرفیت قابل‌توجه تولید بادی و یا خورشیدی که هنوز ساخته نشده است.
*مزایا و معایب هیدروژن چیست؟
دولت‌ها و شرکت‌های انرژی در سال‌های اخیر به‌صورت فزاینده‌ای به سمت صنعت هیدروژن جذب‌شده‌اند، زیرا نوید زیادی برای تولید سوختی پركاربرد و کم‌کربن وجود دارد که می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربردها، از پخت‌وپز گرفته تا حمل‌ونقل استفاده شود.
با این حال، هزینه تولید هیدروژن سبز ازنظر بسیاری در مقایسه با هیدروژن خاکستری که از گاز طبیعی به دست می‌آید، بسیار بالاست.
علاوه بر این، بسیاری این سؤال را مطرح می‌کنند که آیا منابع انرژی تجدید پذیر که برای الکترولیز در تولید هیدروژن سبز استفاده می‌شوند، بهتر می‌توانند به‌صورت مستقیم برای برق پاک استفاده شوند یا خیر؟
از زمان کشف اولیه هیدروژن سفید، ذخایر هیدروژن طبیعی بیشتری در استرالیا، اروپای شرقی، فرانسه، عمان، اسپانیا، ایالات‌متحده و مالی، آفریقای غربی یافت شده است. با این حال، تصور می‌شود که فراوان‌ترین ذخایر در مکان‌های غیرقابل‌دسترس فراساحلی باشد.
*پاسخی به نیازهای انرژی
ویاچسلاو زگوننیک، ژئوشیمیدان درباره این اکتشافات اظهار داشت: «حتی اگر بتوانیم یك درصد ازآنچه را که فکر می‌کنم در آنجا وجود دارد استخراج کنیم، می‌توانیم تمام نیازهای هیدروژن خود را برای صدها سال تأمین کنیم.»
در سال 2023 میلادی، دانشمندان دانشگاه لورن به دنبال متان در شمال شرقی فرانسه بودند که در عوض ذخایر بزرگی از هیدروژن طبیعی را در بیش از 1000 متری زیر زمین کشف کردند.
اکنون تصور می‌شود که این بزرگ‌ترین ذخایر طبیعی گازی با حدود 250 میلیون تن هیدروژن ذخیره است که تابه‌حال کشف شده است. اگر این منبع استخراج شود، هیدروژن کافی برای تأمین نیازهای کنونی جهان به مدت دو سال خواهد بود.
مکرون، رئیس‌جمهور فرانسه از آن زمان، وعده سرمایه‌گذاری عمومی در کشف پتانسیل تولید هیدروژن سفید را داده است.
به گفته جفری الیس، ژئوشیمیدان نفتی با سازمان زمین‌شناسی ایالات‌متحده و رهبر پروژه برای مطالعه‌ای است که نشان می‌دهد ممکن است تا 5 تریلیون تن هیدروژن در زیر زمین وجود داشته باشد.
هیدروژن، حامل انرژی و فراوان‌ترین عنصر در جهان، به‌عنوان عنصر کلیدی انتقال انرژی موردتوجه قرار می‌گیرد، زیرا در هنگام سوختن، فقط بخارآب منتشر می‌کند.
*نگرانی درباره هیدروژن
با این حال، نگرانی‌هایی در مورد صنعت نوظهور هیدروژن وجود دارد. دانشمندان نگران هستند که اطلاعات کمی در مورد تأثیر نشت هیدروژن بر محیط‌زیست وجود دارد.
برخی معتقدند که هیدروژن منتشرشده در جو می‌تواند غلظت مولکول‌هایی را که گازهای گلخانه‌ای را از بین می‌برند، کاهش دهد. در حال حاضر فقدان فناوری مناسب برای نظارت بر نشت هیدروژن وجود دارد که با توجه به عدم درک تأثیر احتمالی آن می‌تواند نگران‌کننده باشد.
تحقیقات بیشتری باید انجام شود تا تأثیر هیدروژن سفید بر محیط‌زیست مشخص شود و اطمینان حاصل گردد که استخراج آن پاك خواهد بود.
اکتشافات اخیر هیدروژن سفید، نوید بزرگی برای رشد این صنعت است.
بسیاری بر این باورند که منبع انرژی پاک به‌طور طبیعی می‌تواند از طریق عملیات استخراج و حمل‌ونقل، مقادیر زیادی انرژی سبز را در اختیار جهان قرار دهد.
با این حال، با توجه به اطلاعات کمی در مورد منبع انرژی، نگرانی‌هایی وجود دارد که ممکن است آن‌طور که برخی معتقدند سازگار با محیط‌زیست نباشد؛ بنابراین باید بودجه بیشتری برای تحقیق و توسعه منبع انرژی وجود داشته باشد تا از توسعه پایدار آن اطمینان حاصل شود.
به‌عنوان‌مثال، وزارت انرژی ایالات‌متحده اخیراً 20 میلیون دلار حمایت مالی برای تحقیقات هیدروژن زمین‌شناسی در هشت ایالت اختصاص داده است.
نویسنده: ایرینا اسلاو
چهارشنبه ۹ اسفند ۱۴۰۲ ساعت ۱۲:۳۵
کد مطلب: 37252
