پایگاه تحلیلی‌خبری ایراسین؛ توسعه هیدروژن سبز در سال‌های اخیر با چالش‌هایی مانند هزینه بالای تولید، ضعف تقاضا و تأخیر یا لغو گسترده پروژه‌ها مواجه شده است. در این شرایط، هیدروژن زمین‌شناختی یا «هیدروژن سفید» به‌عنوان گزینه‌ای نوظهور برای کربن‌زدایی مطرح شده است؛ منبعی که به‌صورت طبیعی در پوسته زمین شکل می‌گیرد و می‌تواند در آینده بخشی از نیاز صنایع دشوار برای برقی‌سازی را تأمین کند.
ظرفیت گسترده هیدروژن طبیعی
هیدروژن سفید برخلاف هیدروژن سبز، نیازی به تولید از طریق فرآیندهای صنعتی متکی بر برق تجدیدپذیر ندارد و از منابع طبیعی هیدروژن موجود در سنگ‌ها و دیگر ذخایر پوسته زمین استخراج می‌شود. پیر لوین، مدیرعامل شرکت کانادایی «وما» که در زمینه هیدروژن زمین‌شناختی فعالیت می‌کند، پیش‌تر به نیویورک‌تایمز گفته بود ظرفیت این منبع بسیار گسترده است و سنگ‌های دارای قابلیت تولید هیدروژن در نقاط مختلف جهان یافت می‌شوند؛ به‌گونه‌ای که امکان تولید میلیاردها تن هیدروژن وجود دارد.
هیدروژن به‌دلیل قابلیت استفاده در فرآیندهای دمای بالا، برای صنایعی مانند فولاد و حمل‌ونقل اهمیت زیادی دارد. این سوخت می‌تواند مشابه زغال‌سنگ حرارتی یا کک و نفت کوره سنگین در فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد، با این تفاوت که در زمان احتراق، محصول نهایی آن بخار آب است. با این حال، بخش عمده هیدروژن موجود در بازار همچنان با استفاده از سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود و همین موضوع مزیت آن را به‌عنوان ابزاری برای کربن‌زدایی محدود می‌کند.
هیدروژن سبز و شکاف میان برنامه و اجرا
برای حل این مشکل، هیدروژن سبز که با استفاده از انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر تولید می‌شود، طی سال‌های گذشته به‌عنوان یکی از گزینه‌های اصلی برای کربن‌زدایی معرفی شده است. با این حال، روند اجرای پروژه‌ها فاصله قابل‌توجهی با اهداف اولیه داشته است. بر اساس پژوهشی منتشرشده در نشریه Nature Energy، تا سال ۲۰۲۳ کمتر از یک‌دهم پروژه‌های برنامه‌ریزی‌شده هیدروژن سبز به مرحله اجرا رسیده بودند و تنها ۷ درصد از ظرفیت اعلام‌شده جهانی مطابق برنامه زمانی تکمیل شده است.
هزینه بالای تولید و ناتوانی هیدروژن سبز در رقابت با سایر سوخت‌ها از مهم‌ترین دلایل این وضعیت عنوان می‌شود. از سوی دیگر، در بسیاری از موارد، استفاده مستقیم از انرژی پاک می‌تواند نسبت به تبدیل آن به هیدروژن و سپس مصرف هیدروژن، بهره‌وری بیشتری داشته باشد.
ذخایر عظیم، اما هنوز ناشناخته
در چنین شرایطی، هیدروژن سفید می‌تواند بخشی از موانع موجود در مسیر توسعه هیدروژن را پشت سر بگذارد. پژوهشگران دانشگاه‌های آکسفورد، دورهام و تورنتو برآورد کرده‌اند هیدروژنی که طی دوره‌های زمین‌شناسی در پوسته قاره‌ای زمین تولید شده، از نظر انرژی معادل حدود ۱۷۰ هزار سال مصرف کنونی نفت جهان است. با این حال، هنوز مشخص نیست چه میزان از این هیدروژن در ذخایری انباشته شده که از نظر فنی و اقتصادی قابلیت استخراج دارند.
کریس بالنتاین، نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه آکسفورد، فرآیند کشف ذخایر هیدروژن انباشته‌شده را به پختن سوفله تشبیه کرده است؛ زیرا باید منبع تولید، میزان مواد، زمان و دما به‌درستی کنار یکدیگر قرار گیرند. به گفته او، دستیابی به یک الگوی اکتشافی موفق و تکرارپذیر می‌تواند هیدروژن کم‌کربن و رقابت‌پذیری را آزاد کند که سهم قابل‌توجهی در گذار انرژی داشته باشد.
معادله پیچیده استخراج هیدروژن سفید
با وجود ظرفیت بالقوه بالا، استخراج هیدروژن طبیعی به سادگی شناسایی یک ذخیره زیرزمینی نیست. زمین‌شناسان باید مجموعه‌ای از عوامل را به‌صورت همزمان شناسایی کنند؛ از منبع تولید هیدروژن و مسیرهای مهاجرت آن گرفته تا شکل‌گیری مخزن و در برخی موارد، تله‌های زمین‌شناختی که بتوانند مقادیر زیادی هیدروژن را برای دوره‌های طولانی در خود انباشته کنند.
به همین دلیل، شناخت کامل این سیستم برای ورود به مرحله بهره‌برداری صنعتی ضروری است. اگرچه این سیستم در برخی جنبه‌ها شباهت‌هایی با ساختارهای نفتی دارد، تفاوت‌های بنیادینی نیز میان آنها وجود دارد.
در همین حال، شمار فزاینده‌ای از شرکت‌های نوپا در نقاط مختلف جهان در تلاش هستند الگوی اکتشاف و استخراج هیدروژن زمین‌شناختی را هرچه سریع‌تر تکمیل کنند. از اروپا تا فیلیپین، شرکت‌ها و پژوهشگران در رقابت برای دستیابی به نخستین ذخایر بزرگ و اقتصادی هیدروژن سفید هستند؛ منبعی که در صورت اثبات قابلیت استخراج تجاری، می‌تواند فصل تازه‌ای در کربن‌زدایی صنایع دشوار برای کاهش انتشار کربن رقم بزند.
نظر شما