انرژی هیدروژن یک جایگزین تمیز برای متان است که به عنوان گاز طبیعی نیز شناخته می شود. این عنصر فراوان ترین عنصر شیمیایی است که تخمین زده می شود 75 درصد از جرم کیهان را تشکیل دهد.
بر روی زمین، تعداد زیادی اتم هیدروژن در آب، گیاهان، حیوانات و البته انسان ها وجود دارد. اما در حالی که تقریباً در تمام مولکول‌های موجودات زنده وجود دارد، به عنوان گاز بسیار کمیاب است – کمتر از یک قسمت در میلیون حجم.
هیدروژن را می توان از منابع مختلفی مانند گاز طبیعی، انرژی هسته ای، بیوگاز و انرژی های تجدید پذیر مانند خورشید و باد تولید کرد. چالش استفاده از هیدروژن به عنوان گاز در مقیاس بزرگ برای سوخت خانه ها و مشاغل ما است.
چرا هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک در آینده مهم است؟
سوخت یک ماده شیمیایی است که می تواند برای تامین انرژی مفید «سوزانده شود». سوختن معمولاً به این معنی است که پیوندهای شیمیایی بین عناصر موجود در سوخت شکسته شده و عناصر به طور شیمیایی با اکسیژن (اغلب از هوا) ترکیب می شوند.
سال‌هاست که ما از گاز طبیعی برای گرم کردن خانه‌ها و مشاغل خود و برای نیروگاه‌ها برای تولید برق استفاده می‌کنیم. در بریتانیا، 85 درصد خانه ها و 40 درصد برق کشور در حال حاضر به گاز متکی است. در ایالات متحده، 47 درصد از خانوارها به گاز طبیعی و 36 درصد به برق متکی هستند
متان جزء اصلی “گاز طبیعی” از میادین نفت و گاز است. ما به استفاده از گاز طبیعی ادامه داده‌ایم زیرا منبعی است که به آسانی در دسترس است، مقرون به صرفه است و جایگزین پاک‌تری برای زغال‌سنگ است – کثیف‌ترین سوخت فسیلی که در طول تاریخ برای گرم کردن و تولید برق به آن تکیه می‌کردیم.
هنگامی که گاز طبیعی می سوزد، انرژی گرمایی را فراهم می کند. اما یک محصول زائد در کنار آب، دی اکسید کربن است که وقتی در اتمسفر آزاد می شود به تغییرات آب و هوایی کمک می کند . سوختن هیدروژن دی اکسید کربن آزاد نمی کند.
تفاوت بین هیدروژن آبی و هیدروژن سبز چیست؟
هیدروژن آبی با استفاده از گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه با استفاده از یکی از دو روش اصلی تولید می شود:
- رفرم متان بخار متداول ترین روش برای تولید هیدروژن فله است و بیشتر تولید جهان را به خود اختصاص می دهد. در این روش از یک اصلاح کننده استفاده می شود که بخار را در دما و فشار بالا با متان و یک کاتالیزور نیکل واکنش می دهد تا هیدروژن و مونوکسید کربن (CO) را تشکیل دهد.
- اصلاح اتوترمال از اکسیژن و دی اکسید کربن (CO 2 ) یا بخار برای واکنش با متان برای تشکیل هیدروژن استفاده می کند.
نقطه ضعف این دو روش این است که کربن را به عنوان یک محصول جانبی تولید می کنند، بنابراین جذب و ذخیره کربن (CCS) برای به دام انداختن و ذخیره این کربن ضروری است.
هیدروژن سبز با استفاده از الکتریسیته برای تامین انرژی یک الکترولیزور تولید می شود که هیدروژن را از مولکول های آب جدا می کند. این فرآیند هیدروژن خالص و بدون محصولات جانبی مضر تولید می کند. یک مزیت اضافه این است که از آنجایی که این روش از الکتریسیته استفاده می کند، همچنین پتانسیل انحراف هر الکتریسیته اضافی – که ذخیره آن دشوار است (مانند نیروی باد مازاد) – به الکترولیز، با استفاده از آن برای تولید گاز هیدروژن است که می تواند برای نیازهای انرژی آینده ذخیره شود.
آیا هیدروژن در حال حاضر به عنوان سوخت استفاده می شود؟
آره. در حال حاضر خودروهایی وجود دارند که با سلول های سوختی هیدروژنی کار می کنند. چین دارای بالاترین تعداد جایگاه های سوخت هیدروژن برای وسایل نقلیه جاده ای در سراسر جهان است، که می توانید همان طور که با بنزین یا گازوئیل پر می کنید و در همان چارچوب زمانی که یک خودروی سوخت سنتی است، در آن ها پر کنید. ژاپن دومین جایگاه از نظر تعداد این جایگاه های سوخت را دارد و پس از آن کره جنوبی، آلمان و ایالات متحده قرار دارند.
هیدروژن همچنین یک گزینه سوخت سبک و هیجان انگیز برای حمل و نقل جاده ای، هوایی و کشتیرانی است. شرکت حمل و نقل بین المللی DHL در حال حاضر ناوگانی از “ون های پنل H2” دارد که می توانند 500 کیلومتر را بدون سوخت گیری طی کنند.
ترمزهای بالقوه برای افزایش سرعت استفاده از هیدروژن به عنوان یک انرژی پاک چیست؟
برای اینکه هیدروژن جایگزین مناسبی برای متان باشد، باید در مقیاس و از نظر اقتصادی تولید شود و زیرساخت فعلی باید تطبیق داده شود.
خبر خوب این است که هیدروژن را می توان از طریق خطوط لوله گاز منتقل کرد، اختلالات را به حداقل رساند و میزان زیرساخت های گران قیمت مورد نیاز برای ساخت یک شبکه جدید انتقال هیدروژن را کاهش داد. همچنین نیازی به تغییر فرهنگ در زندگی خانگی ما نخواهد بود، زیرا مردم به استفاده از گاز طبیعی برای پخت و پز و گرمایش عادت دارند و معادل های انرژی هیدروژن در حال ظهور هستند.
منابع:
www.nationalgrid.com
هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.