هیدروژن حاصل از انرژی تجدید پذیر مانند خورشیدی با انتشار صفر تولید می شود. لوکاس کوچ / AAP
استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت تمیز ایده ای است که زمان آن فرا می رسد. برای استرالیا تولید هیدروژن بسیار جذاب کننده است: این امر می تواند یک صنعت جدید سودآور داخلی ایجاد کند و به جهانیان در دستیابی به آینده ای بدون کربن کمک کند.
La استراتژی ملی هیدروژن ماه گذشته منتشر شد معتقد استرالیا باید در صدر نژاد جهانی هیدروژن قرار گیرد. این استراتژی با هدایت دانشمند ارشد دانش ، آلن فینکل ، با خنثی کردن هیچ راهی برای تهیه هیدروژن "تمیز" از یک روش بی طرف استفاده می کند.
اما مهم است که هیدروژن از انرژی تجدید پذیر یا سوخت های فسیلی تولید شود. در حالی که مسیر سوخت فسیلی در حال حاضر ارزان تر است ، در نهایت می تواند مقادیر قابل توجهی از دی اکسید کربن را منتشر کند.
دکتر فینکل و وزیر انرژی آنگوس تیلور پیش از نشست درباره استراتژی هیدروژن. ریچارد WAINWRIGHT / AAP
همه هیدروژن "تمیز" یکسان نیستند
هیدروژن را می توان با استفاده از برق از طریق الکترولیز ، که آب را به هیدروژن و اکسیژن تقسیم می کند ، تولید کرد. در هنگام استفاده از برق تجدید پذیر ، این ماده دی اکسید کربن تولید نمی کند و به عنوان هیدروژن سبز شناخته می شود.
هیدروژن همچنین می تواند از زغال سنگ یا گاز تولید شود. این فرآیند دی اکسید کربن را آزاد می کند. امروزه بیشتر هیدروژن تولید می شود از این طریق.
برخی از - اما از لحاظ انتقادی ، همه - دی اکسید کربن حاصل از این فرآیند را می توان در مخازن زیرزمینی گرفتار و ذخیره کرد - فرایندی که به اسارت و ذخیره کربن (CCS) معروف است.
اما CCS از نظر فنی پیچیده و گران است. در حال حاضر فقط دو گیاه تولید کننده هیدروژن از سوخت های فسیلی هستند: یکی در کانادا، با دی اکسید کربن میزان ضبط 80٪و یکی در ایالات متحده با میزان احتباس پایین تر
در استرالیا ، تنها پروژه عملی CCS در مقیاس بزرگ عملیاتی شورون است پروژه گاز گرگان (نه هیدروژن) در استرالیا غربی پس از تأخیر قابل توجه ، و سه سال از آغاز این پروژه تأمین گاز ، ضبط و ذخیره کربن از امسال آغاز شد.
ضریب بالای جذب کربن اطمینان ندارد
استراتژی هیدروژن از اصطلاح "هیدروژن تمیز" برای هیدروژن تولید شده از انرژی تجدید پذیر و از زغال سنگ یا گاز با جذب کربن استفاده می کند. و این یک سناریو "بهترین حالت" را فرض می کند که 90-95٪ دی اکسید کربن از سوخت های فسیلی اسیر می شود.
چنین نرخ هایی از نظر فنی امکان پذیر هستند ، اما تاکنون به دست نیامده اند. نرخ ضبط پایین در استراتژی مورد بررسی قرار نمی گیرد.
در نرخ ضبط 90-95٪ ، هیدروژن با سوخت ذغال سنگ و بنزین بسیار کمتر از کربن فشرده از سوختهای فسیلی سنتی است. اما میزان جذب 60٪ به معنای آن است که هیدروژن حاصل از زغال سنگ دارای شدت انتشار مشابه با سوختن مستقیم گاز طبیعی است.
شدت انتشار سوختها با و بدون CCS. تعداد هیدروژن فقط برای تولید است. شدت انتشار در هیدروژن صادراتی بیشتر است. منبع: محاسبات نویسندگان ، با استفاده از داده های آژانس بین المللی انرژی و اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده
استراتژی ملی مکانیسمی را برای اطمینان از دستیابی به نرخهای ضبط از بهترین موارد توصیف نمی کند. تولید هیدروژن ممکن است خیلی سریعتر از امکانات مورد نیاز برای ضبط گازهای گلخانه ای افزایش یابد ، و اجازه می دهد مقدار زیادی از گازهای گلخانه ای وارد جو شوند - مشابه مورد گرگون.
خطر دیگر این است که جذب کربن به دلایل فنی یا هزینه ای قادر به دستیابی به بهترین نرخ ها نخواهد بود.
به سمت صادرات صفر
کشورهایی از جمله ژاپن ، کره جنوبی و آلمان در حال بررسی امکان استفاده از هیدروژن از طرق مختلف ، از جمله در تولید برق ، حمل و نقل ، گرمایش و فرآیندهای صنعتی.
برخی از واردکنندگان آینده ممکن است اهمیت ندهند که هیدروژن ما به چه میزان خالص تولید می شود ، اما برخی دیگر ممکن است.
برای توضیح اینکه چرا صادرات عاری از کربن اهمیت دارد ، اگر استرالیا سالانه 12 میلیون هیدروژن برای صادرات در سال تولید کند ، میزان تولید گازهای گلخانه ای را محاسبه می کنیم - معادل حدود 30 of از صادرات گاز طبیعی مایع فعلی ما و مطابق با تخمین های تولید در استراتژی ملی.
به تقریباً 37 میلیون تن گاز طبیعی یا 88 میلیون تن زغال سنگ نیاز دارد. اگر 90٪ دی اکسید کربن اسیر شود ، انتشار گازهای گلخانه ای باعث می شود که کل 1.9٪ از انتشار سالانه گازهای گلخانه ای استرالیا (2018) یا 4.4٪ با استفاده از زغال سنگ باشد.
اگر فقط 60٪ از دی اکسید کربن اسیر شد ، هیدروژن حاصل از گاز و زغال سنگ به ترتیب xNUMX٪ و 7.8٪ از انتشارهای ملی فعلی را به خود اختصاص می دهد - رسیدن به اهداف انتشار موجود و آینده برای استرالیا بسیار سخت تر است.
سرمایه گذاری کجاست
در حال حاضر ، تولید هیدروژن از سوخت های فسیلی حتی با جذب و ذخیره کربن ارزان تر از مواد تجدید پذیر است.
استرالیا همچنین دارای ذخایر بزرگ و آماده ذغال سنگ قهوه ای در دره لاتاروت ویکتوریا است که در صنعت رو به زوال صنعت زغال سنگ در حال کاهش از آن استفاده نمی شود. کربن ضبط شده را می توان در تنگه باس نگهداری کرد. و ذخایر گازی فراوان کشور می تواند علاوه بر جایگزینی صادرات گاز طبیعی مایع ، به هیدروژن تبدیل شود. بنابراین جای تعجب آور نیست که استراتژی ملی همه گزینه ها را روی میز گذاشته است.
نموداري كه كاربردهاي بالقوه بي شماري را براي هيدروژن نشان مي دهد. استراتژی ملی هیدروژن
با این وجود ایجاد امکانات تولید هیدروژن با ضبط کربن به معنای هزینه های کلانی برای تجهیزات با طول عمر بسیار طولانی است. این خطرناک است ، زیرا در صورت فروپاشی بازار هیدروژن با شدت زیاد انتشار ، از طریق نگرش عمومی یا یک ضرورت جهانی برای انتقال به سیستم های انرژی با انتشار صفر ، سرمایه هدر می رود.
جهان از قبل است دور از سرعت برای دستیابی به اهداف کاهش انتشار آن ، لازم است و در نهایت باید به صفر صفر برسد تا از بدترین تأثیر تغییرات آب و هوا جلوگیری شود.
استرالیا باید در تحقیق و توسعه سرمایه گذاری کند تا هیدروژن سبز ارزانتر شود. این امر به کاهش رانندگی در هزینه الکترولیز و کاهش بیشتر در تولید انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ نیاز دارد. این می تواند به نفع بزرگی برای آب و هوا و اقتصاد صادراتی آینده استرالیا باشد.
درباره نویسنده
فرانک جوتزو ، مدیر مرکز آب و هوا و سیاست های انرژی ، دانشگاه ملی استرالیا؛ فیونا جی بک ، پژوهشگر ارشد ، دانشگاه ملی استرالیا، و توماس لانگدن ، همکار تحقیقاتی ، دانشگاه ملی استرالیا
این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.
