تولید هیدروژن سبز و قول‌های بی‌عمل
کسی حاضر نیست برای تولید پاک سبک‌ترین عنصر شیمیایی جهان هزینه کند
حدود چهار سال پیش آژانس بین‌المللی انرژی در گزارشی اعلام کرد: «در گذشته قدم‌های اشتباهی برای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت برداشته شده، ا ما این بار می تواند متفاوت باشد.»
چقدر متفاوت؟ تاکید موارد قدیم تبلیغات استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت بر مصرف‌کننده‌ها، مانند سلول‌های سوختی برای خودروها متمرکز بود. این بار به طور مشخص بر استفاده از هیدروژن در مقیاس صنعتی برای تولید پاکیزه کود صنعتی و فولاد است.
تفاوت بزرگ‌تر اینجاست که ایالات متحده به طور ناگهانی 100 میلیارد دلار برای تولید هیدروژن پاک پیشنهاد می‌کند. برخی سرمایه‌گذاری برای تولید هیدروژن پاک را «دل بستن به سراب» می‌نامند. با این حال به نظر می رسد قانون‌گذاران آمریکایی هنوز آن را کاملاً رد نکرده‌اند، اگرچه اطمینان زیادی هم به این مسئله ندارند.
اگر واقع‌بینانه به مسئله نگاه کنیم، هنوز راه زیادی تا دوران شکوفایی هیدروژن پاک باقی مانده است. هفته گذشته تیمی از تحلیلگران جی‌پی مورگان نوشتند: «از نظر ما پذیرش گسترده سهام شرکت‌های مدعی تولید هیدروژن پاک در آینده نزدیک منطقی نیست».
آیا پول نقد را می‌توان خرج تولید پاک سبک‌ترین عنصر شیمیایی جهان کرد؟ مهم‌تر اینکه آیا می‌توان از تولید آن، پول نقد را به جیب برگرداند؟ جواب این دو سوال اصلاً امیدوارکننده نیست. هیندنبورگ، یک صندوق قابل معامله با هیدروژن پاک و باتری‌های سوختی، از زمان راه‌اندازی‌اش که کمی بیش از دو سال از آن گذشته، 69 درصد ارزش خود را از دست داده است.
این افت وحشتناک، دیگر تلنگری از سوی برخی نویسندگان بداخلاق بازار سهام درمورد غیرممکن بودن تولید هیدروژن پاک نیست که جوان‌ترین ِ آنها 20 سال قبل اندکی شیمی خوانده باشند و امروزه چیزی از آن به یاد نداشته باشند. اینجا پای یک سرمایه‌گذاری وسیع و ماجراجویانه در میان است.
هیدروژن؛ فراوان اما نه در دسترس
هیدروژن، فراوان‌ترین عنصر موجود در هستی، به وفور روی زمین یافت می‌شود اما همیشه باید آن را از داخل دیگر محصولات طبیعی استخراج کرد. برای مثال با اکسیژن مخلوط می‌شود و آب را تولید می‌کند یا با اختلاط با کربن و برخی عناصر دیگر نفت خام را به وجود می‌آورد. هیدروژن پاک یعنی هیدروژن خالص که هرگز به صورت تک‌عنصری در طبیعت موجود نیست و تولید آن نیازمند استفاده از روش‌های مختلف است. یکی از این راه‌ها استفاده از الکتریسیته برای جدا کردن آن از آب است که به آن «الکترولیز» می‌گویند.
در پالایشگاه‌های نفت از آن برای پاک کردن و تفکیک گوگرد از گازوئیل استفاده می کنند. کارخانه‌های کود شیمیایی هم از آن برای حمل نیتروژن گرانبهای موجود در آمونیاک استفاده می‌کنند. هیدروژن حتی می‌تواند به عنوان سوخت هم استفاده شود. از لحاظ جرم، چگالی انرژی بسیار بیشتری نسبت به بنزین دارد اما از نظر حجم، این چگالی معکوس است. متاسفانه، حجم همیشه برای جا دادن سوخت در هر مخزنی، مهم‌ترین شاخص است.
مقاله‌ای در سال 1997 در یک مجله فناوری پیش‌بینی کرد: «پس از چند دهه وعده‌های محقق نشده، حرکت برای پیل سوختی اکنون آن‌قدر شتاب گرفته که ظهور آن به عنوان یک فناوری غالب غیرقابل اجتناب به نظر می‌رسد.». امروزه تمرکز روی سلول‌های سوختی از خودروهای سواری به وسایل نقلیه سنگین‌تر تغییر کرده و آنها برای اتوبوس، کامیون، قطار و کشتی ساخته می‌شوند.
دو سال قبل، آینده‌پژوهان، قانون‌گذاران را مجاب کرده‌اند که در قانون زیرساخت 2021 هشت میلیارد دلار برای ساخت هاب‌های هیدروژن تمیز در مقیاس بزرگ، به علاوه مزایای دیگر اختصاص بدهند. نمایندگان سنا و کنگره، سال گذشته هم در قانون کاهش تورم، سخاوتمندانه‌تر از تولیدکنندگان برق از انرژی خورشیدی و بادی با آنها برخورد کردند و یارانه‌هایی را برای تولیدکنندگان هیدروژن پاک در نظر گرفتند.
بدبینی جی‌پی مورگان به هیدروژن پاک
از آنجایی که تولید هیدروژن صنعتی عمدتاً با استفاده از سوخت‌های فسیلی ممکن است، به نظر می‌رسد ارزان‌تر کردن الکترولیز هیدروژن می تواند به کربن‌زدایی هم کمک کند. اینجا صنایعی که نیازمند مصرف زیاد الکتریسیته هستند اما هنوز از هیدروژن زیادی استفاده نمی‌کنند، می‌توانند وارد عمل شوند.
در صنایع فولادسازی، ساخت هر یک تن فولاد موجب آزاد شدن یک تن کربن می‌شود. اینجا تولید «آهن احیا شده مستقیم با استفاده از هیدروژن با کوره قوس الکتریکی» (H2-DRI-EAF) می‌تواند مشکل را برطرف کند. اما برای این کار ابتدا نیازمند تولید هیدروژن از آب هستیم؛ ترجیحاً با تولید کمترین مقدار کربن.
بعضی از پیش‌بینی‌کنندگان (به جز کارشناسان جی‌پی مورگان) می‌گویند تا سال 2050، هیدروژن سبز بیش از 10 درصد تقاضای انرژی جهان را برآورده خواهد کرد. آنها معتقدند انتظار برای ورود نقدینگی می‌تواند وقوع «مصیبت گر‌مایش جهانی» را به تعویق بیندازد.
مبلغی که امروز برای تولید انرژی از هیدروژن در سال 2030 باید پرداخت شود، تخفیف گرفتن یا خرید زمان از سرنوشتی است که در سال 2050 با افزایش دمای زمین و آب شدن یخ‌های قطبی به آن دچار خواهیم شد. ظاهراً و در حرف، همه از هیدروژن پاک استقبال می‌کنند. با این حال، عملکرد مدعیان و افق زمانی سرمایه‌گذاری در این زمینه اصلاً امیدوارکننده نیست.
