گلدمن ساکس (Goldman Sachs) و هم چنین بانک آمریکا (Bank of America)، هیدروژن را فرصت و انرژی آینده نامیده‌ اند و پیش بینی کرده‌ اند که طی سه دهه‌ آینده 11.7 تریلیون دلار در این رشته سرمایه‌ گذاری شود. کشورهای اروپایی قرار است که فقط تا سال 2030 بیش از 430 میلیارد دلار در حوزه‌ سوخت هیدروژن سرمایه‌ گذاری کنند.

اولین هاب‌ های عظیم هیدروژنی دنیا در حال ساخته شدن هستند. امروزه از طرف شرکت ها، دولت ها و تجزیه‌ و‌ تحلیلگران بازار انرژی، مبحث هیدروژن به طور روزافزونی درحال مطرح شدن است. در راستای ایجاد یک اقتصاد بدون کربن در آینده، این راهی به سوی جلو و مورد انتظار برای دستیابی به یک واسط کلیدی انرژی است.

در 26 مین همایش جهانی درباره‌ موضوع تغییرات اقلیمی (موسوم به کاپ 26) که اکتبر سال گذشته در گلاسکوی اسکاتلند برگزار شد، نمایندگان دولت های جهان علاوه بر توافق بر سر کنترل میانگین دمای کره زمین تا سقف 1.5 درجه‌ی سانتی‌گراد، برای اولین بار در یک سند حقوقی بین المللی، متعهد به گذار از انرژی فسیلی و ایجاد تعادل کربنی صفر تا سال 2050 شدند. از جمله اقدامات اولیه و اساسی، متوقف کردن تدریجی استخراج و مصرف زغال سنگ است.

 اگر چه در حال حاضر به دلیل اینکه عمده محصولات هیدروژن، خود از انرژی های کربن‌دار فسیلی به دست می‌ آید، و تولید هیدروژن بدون کربن اصیل نسبتاً محدود است، اما در آینده‌ای نه چندان دور اهمیت ذخیره سازی و حمل آن به روشنی مشخص می‌ گردد. علاوه بر آن، موضوع لزوم اتصال انرژی های پاک به مصرف کنندگان خُرد و همچنین منابع مصرف بزرگ، ضرورت تام استفاده از هیدروژن را آشکار می‌ سازد. ایجاد هاب‌ های هیدروژنی، نقش مهمی در توسعه‌ امور تولید و مصرف هیدروژن بدون کربن ایفا می‌ کنند. استقرار تأسیسات الکترولیزی در نزدیکی مصرف کنندگان صنعتی و همچنین ایجاد زیرساخت های حمل و ارسال هیدروژن، باید بازدهی و صرفه‌ در مقیاس داشته باشد. تعداد زیادی از برنامه‌ های محلی برای دستیابی به تأسیسات مزبور در حال ظهور است. تقاضای در حال رشد نیم کره شمالی برای ایجاد چنین هاب‌ های هیدروژنی، همراه با افزایش تقاضا برای ذخیره سازی و انتقال هیدروژن بدون کربن و مشتقات ذیربط (آمونیاک و متانول) به کسب درآمدهای عظیم صادراتی در دهه‌ آینده منجر می‌ شود.

در مدارهای پایین‌ تر کره زمین، به دلیل داشتن مقادیر زیادی آفتاب و به واسطه‌ امکان بهره‌ گیری از بازدهی نسبتاً بالا در فرایندهای الکترولیز، می‌ توان برای تولید هیدروژن بدون کربن با بهره‌ وری بالاتر اقدام نمود. از طرف دیگر در مناطق بادخیزی چون دریای شمال اروپا و توسط توربینهای بادی منصوب در آبهای ساحلی‌، هاب‌ های هیدروژن در حال برپایی است. مناطق گرم یا بادخیز به دلیل هزینه‌ های اندک، محصولی با قیمت های مناسب برای فروش تولید می‌ کنند. پیش بینی می‌ شود، چندی نخواهد گذشت که تعدادی از کشورهای واقع در چنین مناطقی، به ابرقدرت های تولید انرژی تجدیدپذیر تبدیل شوند. آژانس های بزرگ انرژی منتظر تعیین مسیرهای ارسالی برای ایجاد دالان های عبور هیدروژنی سبز هستند تا این هاب‌ ها را به مناطق غنی از انرژی تجدید‌پذیر متصل کنند. در چنین مناطق آفتابی و بادخیز چون جنوب اروپا، جنوب آمریکا، برزیل، شیلی، چین، هند، مکزیک، استرالیا، خاورمیانه و آفریقای شمالی می‌ توان هاب‌ های هیدروژن برپا کرد. به نظر می‌ رسد عوامل مختلف هزینه‌ ای، در تولید ارزان قیمت انرژی در این محل ها دخالت داشته باشند. با وجودی که حمل هیدروژن های ارزان از این محلها به وسیله‌ خطوط لوله، کشتی و غیره نقش مهمی دارند، ولی در حال حاضر هزینه‌های حمل همچنان نامعلوم می‌ باشد.

اخیراً آژانس بین المللی انرژی تجدید‌پذیر (IRENA) گزارشی را درباره‌ سیاست‌ گذاری هیدروژن سبز به نام (Green hydrogen: A guide to policy making) منتشر کرده است و در آن بر عدم لزوم ایجاد زیرساختهای جدید در حمل‌ و نقل  و امکان تکیه بر تغییر کاربری همان زیرساخت های موجود  و استفاده از آنها برای شبکه‌ های گاز و برق در سطوح ملی و حتی فرامرزی و آبهای بین المللی تأکید شده است. مثلاً چنین امکاناتی هم اینک بین اروپا و شمال آفریقا موجود است.

با این وجود، تأسیس اولین مسیرهای بین المللی تجاری برای انتقال هیدروژن یا مشتقات مربوطه، منتظر ابتکارات فناورانه قابل ملاحظه‌ ای می‌باشد. آژانس بین المللی انرژی (IEA) در بررسی های اخیر خود درباره‌ فناوری‌ های انرژی پاک، هیدروژن را به عنوان یکی از چهار فناوری حیاتی در زنجیره ارزش شناسایی کرده که باید بیشتر توسعه یابد. در سال 2019 گزارش «آینده هیدروژنی» که توسط آژانس(IEA) منتشر شده، در آن خوش‌ بینی موج می‌ زند. در این گزارش آژانس تأکید کرده، از آنجایی که هزینه‌ ها‌ی تولید هیدروژن بدون کربن در کشورها و مناطق مختلف متفاوت خواهد بود، نظام‌ های گوناگون ارسال هیدروژن مابین آنها به منصه‌ ظهور می‌ رسد. اروپا و ژاپن سیاست های خود برای حمایت قاطعانه از واردات هیدروژن حتی با قیمت های بالا را دنبال می‌ کنند. در این گزارش، فرصت ارزنده‌ ای برای صادرات هیدروژن به کشورهایی که هم اکنون بزرگترین وارد کنندگان (LNG) نظیر ژاپن، کره جنوبی و چین هستند، فراهم می‌ کند. این فرصت به ویژه برای کشور استرالیا که اینک بزرگترین صادر کننده ی(LNG) جهان است، مغتنم می‌ باشد. در ادامه این نوشتار صرفاً به نمونه هایی از ده ها هاب هیدروژن و شتاب حیرت انگیز برای سرمایه‌گذاری در راستای برپایی تأسیسات بزرگ الکترولیزی اشاره می شود.

طبق نظر بسیاری از کارشناسان حوزه‌ انرژی های پاک، کشورهای آمریکای لاتین و کارائیب یک از بهترین نقاط جهان برای تولید هیدروژن سبز هستند. در ماه آوریل سال 2021 جمعی از کشورهای منطقه برای همکاری در این زمینه، در همایشی بزرگ شرکت کردند. شرکت معظم (Linde) تفاهم نامه‌ای را با گروهی از سرمایه‌ گذاران (Pecem) برای ایجاد یک هاب تولید هیدروژن سبز به امضاء رساند که محصولات مربوطه نیز به اروپا صادر می‌ شود (تصویر زیر) . 70 درصد از سرمایه گذاری توسط دولت برزیل و 30 درصد نیز توسط بندر روتردام هلند (که در آنجا نیز یک هاب هیدروژن سبز در حال تأسیس است) انجام می‌پذیرد.

در ماه اکتبر سال 2021 وزیر اقتصاد هلند در همایش جهانی هیدروژن، در باره‌ی هدف تبدیل کانال منطقه‌کلان شهر آمستردام واقع در دریای شمال به یک هاب هیدروژن تا یک دهه‌ دیگر سخنرانی کرد (تصویر زیر). این سرمایه گذاری برای حمایت از ایجاد زنجیره‌ تأمین هیدروژن در سراسر اروپا صورت می‌پذیرد.

دانشگاه لانکستر انگلیس در حال هماهنگی برای گردهم آوردن عوامل مختلف و ضروری برای تأسیس هاب هیدروژن شامل، یک بنگاه انرژی و فناوری محلی و بین المللی، شرکت های حمل و نقل و مصرف کنندگان عمده، ذینفعان ایجاد هوای سالم، دانشمندان، اقتصاددانان و مهندسان است تا اموری چون برنامه‌ ریزی برای ایجاد انرژی کم‌ کربن را به انجام برساند. این موضوع نه یک ایده‌ صِرف، بلکه پروژه‌ ای در حال تحقق است که جوایز متعددی از جمله تحقیق و توسعه در زمینه‌ انرژی را برده است. هاب هیدرژون لانکستر سه هدف را دنبال می‌کند:

• توسعه‌ محلی تأسیسات تولید، ذخیره سازی و حمل هیدروژن.
• کربن زدایی از صنایع حمل و نقل و گرمایش ساختمان های محلی.
• نشان دادن منافع ملموس اقتصاد هیدروژنی و ارتقای آن از طریق سرمایه‌ گذاری در زیرساخت های مربوطه.

همانطور که در شکل زیر مشخص شده، این منطقه دارای سیستم های هیدروژن محور در شیوه‌ های مختلف حمل و نقل ریلی، جاده‌ ای و بندری و همچنین گرمایش چند ساختمان منطقه است. قرار است که ابتدا توسط راکتور هسته‌ای (EPF) و از طریق الکترولیز آب، هیدروژن کم کربن تولید گردد. قطارهای دیزلی فعلی، سوخت اتمی را حمل می‌کنند. در نظر است که متعاقباً این قطارها به پیشران پیل سوختی مجهز شده و جایگاه های سوخت هیدروژن منطقه را هم تأمین کنند. ضمن اینکه در بندرگاه، حمل جاده‌ ای کانتینری و همچنین فرابرها (ferry)، اتوبوس ها و حتی خودروهای منطقه هم به پیشران های پیل سوختی مجهز شوند. گستردگی کاربری سوخت هیدروژن، نمونه‌ کوچکی خواهد بود تا در صورت موفقیت، بتوان آن را در مقیاس کلان‌تر کشور مورد استفاده قرار داد. بنابراین به جز تولید هیدروژن، موضوع بهره‌ گیری از آن در سطح لجستیکی و مدل های کسب و کار، همچنین جنبه‌ های جغرافیایی، زیست محیطی، بهداشتی در پروژه‌ های ذخیره سازی با مقیاس کلان هم مطرح می‌ باشد.

ادامه ی این مقاله را در بخش دوم مطالعه کنید.

دانشگاه لانکستر انگلیس در حال هماهنگی برای گردهم آوردن عوامل مختلف و ضروری برای تأسیس هاب هیدروژن شامل، یک بنگاه انرژی و فناوری محلی و بین المللی، شرکت های حمل و نقل و مصرف کنندگان عمده، ذینفعان ایجاد هوای سالم، دانشمندان، اقتصاددانان و مهندسان است تا اموری چون برنامه‌ ریزی برای ایجاد انرژی کم‌ کربن را به انجام برساند.

آفکو | مرجع حمل و نقل بین المللی