هیدروژن آبی چیست و آیا لازم است جایگزین گاز طبیعی شود؟

اعتمادآنلاین| هیدروژن آبی اغلب با نام سوخت کم کربن برای تولید برق و ذخیره انرژی، به کار انداختن خودرو، کامیون و قطار و همچنین گرمایش ساختمان‌ها به کار می‌رود؛ اما طبق گزارش جدیدی که محققان دانشگاه استنفورد و کورنل در آمریکا انجام دادند، شاید این سوخت نیز برای تغییرات اقلیمی بهتر از گازهای طبیعی فسیلی نباشد. گفته می‌شود در آمریکا نیمی از خانه‌ها برای گرم کردن آب و محیط خانه از گاز طبیعی استفاده می‌کنند.

به گزارش اعتمادآنلاین ، به نقل از «The Conversation»، پس سوخت هیدروژنی چیست و چه چیز باعث آبی شدن آن می‌شود؟ طبق اعلان آژانس انرژی بین‌المللی، 96 درصد از هیدروژن تولیدشده در سراسر جهان از سوخت‌های فسیلی (زغال‌سنگ، نفت و گاز طبیعی) به وجود می‌آیند. طی ترکیب سوخت‌های فسیلی با بخار و گرما دادن آنها تا 800 درجه سانتی‌گراد این روند به انجام می‌رسد و در نتیجه دی‌اکسیدکربن و هیدوژن حاصل می‌شود. این 2 گاز بعداً از هم جدا می‌شوند. دی‌اکسید کربن معمولاً در فضا انتشار می‌یابد و از عوامل گرمایش زمین محسوب می‌شود. هیدروژن استخراج و در همه چیز از موتور خودرو گرفته تا دیگ بخار از آن استفاده می‌شود.

رنگین‌کمان هیدروژنی

هیدروژن خاکستری یکی از رایج‌ترین انواع هیدروژن است. این رنگ خود گواه آن است که روند ساخت این عنصر چگونه است و این نوع از گاز طبیعی تولید می‌شود (که اغلب شامل متان و اتان است) و سوخت فسیلی که محرک بیشتر جوشاننده‌های گازی و اجاق‌هاست. دانشمندان آن را منبع مهمی از انتشار کربنی می‌دانند که دولت‌ها قصد دارند حذفش کنند.

هیدروژن قهوه‌ای از زغال‌سنگ قهوه‌ای یا نفت حاصل می‌شود (بیش از میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا زغال‌سنگ قهوه‌ای از رسوبات زغال‌سنگ نارس تولید شود). هیدروژن سیاه نیز با استفاده از زغال‌سنگ قیری (ماده‌ای شبیه قیر) تولید می‌شود.

فرایند استخراج هیدروژن از همه این گزینه‌ها به وجود می‌آید و باعث انتشار دی‌اکسیدکربن در درجات مختلف می‌شود. پس این راه‌ها برای رسیدن به انتشار صفر خالص مناسب نیستند. هیدروژن سبز نیز با استفاده از برق بدون کربن (مثل برق حاصل از توربین‌های بادی یا صفحات خورشیدی) برای تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن تولید می‌شود. هیدروژن سبز بسیار گران است و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 به همین صورت باقی بماند.

استفاده از هیدروژن آبی به ویژه در کشورهای آمریکا و انگلیس متفاوت است. هیدروژن آبی با استفاده از فرایند اصلاح در هیدروژن خاکستری، قهوه‌ای و مشکی تولید می‌شود؛ اما دی‌اکسیدکربنی که معمولاً آزاد می‌شود در زیر زمین ذخیره می‌شود. جذب کربن و ذخیره آن گران است و باعث بالا رفتن قیمت سوخت می‌شود، اما نسبت به هیدروژن سبز ارزان‌تر است.

فرایند تولید هیدروژن آبی به صرف انرژی بالایی نیاز دارد. به ازای هر واحد گرما در گاز طبیعی در آغاز فرایند، فقط 70 تا 75 درصد از گرما در محصول هیدروژن باقی می‌ماند. به سخن دیگر، اگر از هیدروژن برای گرمایش یک ساختمان استفاده شود، باید برای گرمای مستقیم 25 درصد بیشتر از گاز طبیعی هیدروژن آبی استفاده کنید.

طبق گزارش سازمان حفاظت از محیط‌زیست آمریکا، متان (ماده اولیه گاز طبیعی و محصول جانبی مورد استفاده برای تولید هیدروژن آبی) در بازه زمانی کوتاه بیشتر از دی‌اکسیدکربن قابلیت افزایش گرمایش زمین را دارد. متان با پیشینه صد ساله نسبت به دی‌اکسیدکربن پتانسیل 28 تا 36 برابری برای گرمایش زمین دارد. پس یک مولکول متان در جو تاثیر مشابه 30 مولکول دی‌اکسیدکربن را دارد.

پژوهشگران آمریکایی در اولین تحقیقی که درباره تاثیرات محیط‌زیستی هیدروژن آبی در کل چرخه حیات انجام دادند دریافتند که گازهای متان آزادشده هنگام استخراج گاز طبیعی انتشار می‌یابند و کمتر از هیدروژن آبی می‌سوزند. برای تولید هیدروژن آبی متان بیشتری لازم است. تحقیقات نشان داد که هیدروژن آبی برای آب‌وهوا 20 درصد بدتر از گاز فسیلی عمل می‌کند.

در مطالعه تازه‌ای نقشی را که هیدروژن آبی در کاهش گازهای گلخانه‌ای از بخش‌های صنعتی و گرمایشی بازی می‌کند زیر سوال برده‌اند. هنوز تردیدهایی برای استفاده از هیدروژن آبی وجود دارد؛ اما آنچه روشن است اینکه هیدروژن آبی ممکن است آن‌قدرها هم پاک نباشد.