چرا هیدروژن صورتی تولید شده با استفاده از هسته ممکن است نقش مهمی ایفا کند

از جانب تسلا ایلان ماسک به رئیس کمیسیون اروپا اورسولا فون در لاین ، در چند سال گذشته، بسیاری از نام‌های مطرح در مورد نقشی که هیدروژن در تغییر سیاره به سوی آینده‌ای پایدارتر بازی می‌کند صحبت کرده‌اند.

مشک دارد ابراز شک و تردید در مورد مفید بودن هیدروژن، اما بسیاری فکر می کنند که می تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در تعدادی از بخش ها، از جمله حمل و نقل و صنایع سنگین کمک کند.   

در حالی که سر و صدای زیادی در مورد هیدروژن و اهمیت آن به عنوان ابزاری در تضمین آینده ای کم کربن وجود دارد - موضوعی که ایجاد شده است بحث های زیادی در ماه های اخیر - اکثریت قریب به اتفاق تولید آن هنوز بر اساس سوخت های فسیلی است.

در واقع، طبق یک گزارش ردیابی سپتامبر 2022 از سوی آژانس بین المللی انرژی، تولید هیدروژن کم انتشار در سال 2021 کمتر از 1 درصد از تولید جهانی هیدروژن را به خود اختصاص داده است.

اگر قرار است در انتقال انرژی برنامه ریزی شده نقشی داشته باشد، تولید هیدروژن باید به شکلی بزرگ تغییر کند.   

Rachael Rothman، یکی از مدیران مرکز Grantham برای آینده های پایدار در دانشگاه شفیلد، گفت: «اولین چیزی که باید گفت این است که هیدروژن واقعاً به طور طبیعی وجود ندارد، بنابراین باید تولید شود.

او گفت: «این پتانسیل زیادی برای کمک به ما برای کربن زدایی در آینده دارد، اما در وهله اول باید راه‌های کم کربن برای تولید آن را پیدا کنیم،» و افزود که روش‌های مختلف تولید «رنگ‌های متفاوتی را نشان می‌دهند».

روتمن به CNBC گفت: «تقریباً 95 درصد هیدروژن ما امروز از اصلاح متان بخار حاصل می‌شود و ردپای کربن زیادی دارد، و این همان چیزی است که هیدروژن خاکستری نامیده می‌شود.

به گفته شرکت انرژی، هیدروژن خاکستری است شبکه ملی، "ساخته شده از گاز طبیعی یا متان." می گوید که گازهای گلخانه ای با این فرآیند مرتبط است اسیر نمی شوند، از این رو ردپای کربنی که روتمن به آن اشاره می کند.

تسلط چنین روشی به وضوح با اهداف خالص صفر در تضاد است. در نتیجه، مجموعه ای از منابع، سیستم ها و رنگ های هیدروژن در حال حاضر به عنوان جایگزین مطرح می شوند.

اینها شامل هیدروژن سبز است که به هیدروژن تولید شده با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و الکترولیز با جریان الکتریکی اشاره دارد. تقسیم آب به اکسیژن و هیدروژن

از سوی دیگر، هیدروژن آبی نشان‌دهنده استفاده از گاز طبیعی - یک سوخت فسیلی - و استفاده و ذخیره‌سازی کربن است. وجود داشته است بحث اتهامی حول نقشی که هیدروژن آبی می تواند در کربن زدایی جامعه ایفا کند.

در کنار آبی و سبز رنگ دیگری که جلب توجه می کند صورتی است. مانند هیدروژن سبز، فرآیند آن شامل الکترولیز می شود، اما یک تفاوت اساسی وجود دارد: صورتی از هسته ای استفاده می کند.

روتمن گفت: «اگر ... آب را تقسیم کنید، هیدروژن و اکسیژن دریافت می کنید. اما شکافتن آب انرژی می‌گیرد، بنابراین چیزی که هیدروژن صورتی است، تقسیم آب با استفاده از انرژی هسته‌ای است.

این بدان معناست که "کل سیستم کربن کم است، زیرا ... کربن در آب وجود ندارد ... اما منبع انرژی نیز کربن بسیار کم است زیرا هسته ای است."

در کنار الکترولیز، روتمن اشاره کرد که هسته ای را می توان با چیزی به نام چرخه ترموشیمیایی نیز استفاده کرد.

او توضیح داد که این کار از دمای بسیار بالا برای تقسیم آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده می کند. 

هیدروژن صورتی در حال حاضر حامیان بالقوه قابل توجهی دارد. اینها شامل EDF Energy است که ایده تولید هیدروژن را در Sizewell C، یک نیروگاه هسته ای 3.2 گیگاواتی که برای بریتانیا برنامه ریزی شده است، مطرح کرده است.

در Sizewell C، ما در حال بررسی چگونگی تولید و استفاده از هیدروژن به روش‌های مختلف هستیم وب سایت شرکت می گوید. "اول، می تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در طول ساخت نیروگاه کمک کند."

ثانیاً، هنگامی که Sizewell C عملیاتی شود، امیدواریم از مقداری از گرمای تولید شده (در کنار برق) برای ساخت هیدروژن به طور موثرتر استفاده کنیم.

EDF Energy که بخشی از شرکت چندملیتی است گروه EDF، در بیانیه ای که برای CNBC ارسال شد، گفت: هیدروژن تولید شده از انرژی هسته ای می تواند نقش مهمی در انتقال انرژی ایفا کند.

این شرکت همچنین اذعان کرد که چالش هایی پیش روی این بخش و توسعه آن وجود دارد.

در این بیانیه آمده است: «هیدروژن در حال حاضر سوخت نسبتاً گرانی است و بنابراین چالش کلیدی برای هیدروژن الکترولیتی کم کربن، خواه از انرژی های تجدیدپذیر یا هسته ای تولید شود، کاهش هزینه های تولید است».

این نیاز به «سیاست‌های حمایتی دارد که سرمایه‌گذاری در پروژه‌های تولید هیدروژن اولیه را تشویق می‌کند و کاربران را تشویق می‌کند که از سوخت‌های فسیلی به هیدروژن کم کربن سوئیچ کنند».

"رشد بازار هیدروژن کم کربن باعث صرفه جویی در مقیاس و "یادگیری با انجام" می شود که به کاهش هزینه های تولید کمک می کند.

در حالی که هیجانی در مورد نقش هسته ای در تولید هیدروژن و انتقال انرژی گسترده تر وجود دارد - برای مثال آژانس بین المللی انرژی می گوید انرژی هسته ای "پتانسیل قابل توجهی برای کمک به کربن زدایی بخش برق" دارد - ناگفته نماند که مورد علاقه همه نیست. .

از جمله منتقدان می توان به صلح سبز اشاره کرد. سازمان محیط زیست می‌گوید: «انرژی هسته‌ای به‌عنوان راه‌حلی برای مشکلات انرژی ما تبلیغ می‌شود، اما در واقعیت ساخت آن پیچیده و بسیار پرهزینه است». همچنین مقادیر زیادی زباله های خطرناک ایجاد می کند.

آینده ای چند رنگ؟

در طول مصاحبه خود با CNBC، روتمن از دانشگاه شفیلد در مورد تصویر بزرگتر و نقش انواع مختلف هیدروژن صحبت کرد. آیا ممکن است زمانی را ببینیم که سطح هیدروژن آبی و خاکستری به صفر برسد؟

او گفت: «این بستگی به بازه زمانی دارد که شما به آن نگاه می‌کنید،» و افزود که «در یک دنیای ایده‌آل، این بازه زمانی در نهایت بسیار پایین خواهد آمد.»

روتمن گفت: "در نهایت، ما به طور ایده آل از شر تمام هیدروژن خاکستری خود خلاص می شویم، زیرا هیدروژن خاکستری ردپای کربن زیادی دارد و ما باید از شر آن خلاص شویم."

با بهبود جذب و ذخیره کربن، ممکن است فضایی برای هیدروژن آبی وجود داشته باشد و بسته به ...

صورتی و سبزی که می دانیم باید فضایی برای آن وجود داشته باشد، زیرا در آنجا واقعاً کربن [هیدروژن] کم دریافت می شود، و ما می دانیم که باید باشد، امکان رسیدن به آنجا وجود دارد.

فیونا ریمنت، دانشمند ارشد آزمایشگاه ملی هسته‌ای بریتانیا – که مانند EDF Energy، یکی از اعضای انجمن تجاری هیدروژن انگلستان است – بر اهمیت وجود طیف وسیعی از گزینه‌های موجود در سال‌های آینده تاکید کرد.

چالش صفر خالص را نمی توان دست کم گرفت. ما باید از همه منابع تولید هیدروژن کم کربن استفاده کنیم تا اتکایمان به سوخت های فسیلی را جایگزین کنیم.» او به CNBC گفت.

در حالی که صحبت‌های زیادی در مورد استفاده از رنگ‌ها برای متمایز کردن روش‌های مختلف تولید هیدروژن وجود دارد، بحث‌های پر جنب و جوشی نیز در مورد اینکه آیا اصلاً چنین سیستم طبقه‌بندی باید وجود داشته باشد وجود دارد.

روتمن گفت: "آنچه ما می خواهیم هیدروژن کم کربن است." و می‌دانم که سردرگمی‌های زیادی در مورد رنگ‌های مختلف وجود دارد، و شنیده‌ام که برخی می‌گویند ... چرا ما حتی رنگ‌ها را داریم، چرا فقط هیدروژن و هیدروژن کم کربن نداریم؟»

و در نهایت، این مقدار کربن کم است که مهم است، و هر دو رنگ صورتی و سبز این کار را انجام می دهند.