هیدروژن سبز و ارزان قیمت یک پیشرفت عظیم در انرژی پاک خواهد بود

نویسنده بیل گیتز

ارسال: نائیجی

وقتی اکثر مردم انتشار گازهای گلخانه ای را تصور می کنند، به ماشین و برق فکر می کنند. دلیلش این است که آنها هر روز کلیدها را می چرخانند، دکمه ها را فشار می دهند و سوئیچ ها را می چرخانند. خبر خوب این است که ما در حال حاضر راه هایی برای کربن زدایی این نوع انتشارات (باتری های انرژی خورشیدی، باد، انرژی هسته ای و لیتیوم یون) داریم. خبر بد این است که آنها فقط یک سوم کل را تشکیل می دهند.
دو سوم دیگر - تقریباً 35 میلیارد تن - برای اکثر مردم بسیار سخت تر است. به عنوان مثال، همه ما از محصولات ساخته شده از سیمان، پلاستیک و فولاد استفاده می کنیم، اما اکثر ما آنها را تولید نمی کنیم یا آنها را در کشتی های باری بار نمی کنیم. برای به صفر رساندن انتشار گازهای گلخانه ای در این محصولات، ما به فناوری های جدید نیاز داریم. هیدروژن تمیز را وارد کنید. کاربردهای بالقوه بسیار زیادی دارد که برخی از افراد از آن به عنوان چاقوی ارتش سوئیس کربن زدایی یاد می کنند.کاری که هیدروژن می تواند انجام دهد
جهان در حال حاضر سالانه 70 میلیون تن هیدروژن را به عنوان یک ماده شیمیایی در برخی از فرآیندهای تولیدی مانند ساخت کود استفاده می کند. امروزه تقریباً تمام هیدروژن از سوخت‌های فسیلی تولید می‌شود. اگر آن هیدروژن را تمیز کنیم، 1.6 درصد از انتشار جهانی را که اکنون مسئول آن است حذف می کنیم.
اما این تازه شروع است. هیدروژن انرژی شیمیایی خالص و واکنش پذیر است. اگر بتوانیم هزینه را به اندازه کافی کاهش دهیم و از آن به اندازه کافی استفاده کنیم، می‌توانیم استفاده از هیدروژن تمیز را برای جایگزینی سوخت‌های فسیلی در انواع دیگر فرآیندهای صنعتی، از جمله فرآیندهای مهم مانند ساخت پلاستیک و فولاد، سوخت‌های مایع و حتی مواد غذایی آغاز کنیم. (به دلیلی به آن چاقوی ارتش سوئیس می گویند.)
علاوه بر این، هیدروژن تمیز درها را به روی انواع امکانات فراتر از صنعت باز می کند. برای مثال، از آنجایی که الکتریسیته بیشتر و بیشتر از منابع متغیر تامین می‌شود، جهان باید در ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضای انرژی بهتر شود تا زمانی که خورشید نمی‌تابد یا باد نمی‌وزد، تاریک نمی‌شویم. الکتریسیته را می توان از طریق فرآیندی به نام الکترولیز به هیدروژن تبدیل کرد، سپس ماه ها در یک زمان ذخیره می شود و در نهایت در صورت نیاز دوباره به برق تبدیل می شود.
یکی دیگر از کاربردهای بالقوه هیدروژن در حمل و نقل سنگین است. وسایل نقلیه الکتریکی با باتری برای حمل و نقل مسافر و حمل و نقل در مسافت های کوتاه تر عالی عمل می کنند، اما حمل و نقل هوایی، حمل و نقل و حمل و نقل در مسافت های طولانی همچنان یک چالش هستند. و روی هم 8 درصد از انتشار جهانی را تشکیل می دهند. هیدروژن پاک پتانسیل ارائه یک راه حل خالص صفر برای جابجایی محموله در سراسر جهان را دارد.
بنابراین در تئوری، هیدروژن تمیز می تواند بسیاری از کارهایی را که ما باید فورا انجام دهیم، انجام دهد. و دولت های بسیاری از کشورهای اروپایی، استرالیا، ژاپن و ایالات متحده برنامه های بلندپروازانه ای برای استفاده از آن برای کربن زدایی اقتصاد خود دارند. اما چگونه هیدروژن را در عمل تمیز کنیم؟
چگونه هیدروژن را تمیز کنیم
نوآوران بر روی چندین فناوری مختلف کار می کنند که برخی از آنها بالغ تر از سایرین هستند.
یکی از گزینه ها استفاده از انرژی خورشیدی، باد یا هسته ای برای تبدیل آب به هیدروژن و اکسیژن است. این فرآیند که به عنوان الکترولیز شناخته می شود، در سال 1800 با استفاده از اولین باتری که به تازگی توسط الساندرو ولتا اختراع شده بود، اختراع شد. بیش از دو قرن بعد، همین اصل اساسی ممکن است کلید تولید عظیم هیدروژن پاک باشد. چهار فناوری مختلف الکترولیز در حال توسعه هستند و قیمت هر یک باید کاهش یابد تا هیدروژن الکترولیز شده رقابتی باشد.
گزینه دیگر تولید هیدروژن با استفاده از روش‌های فعلی است که سوخت‌های فسیلی را می‌سوزانند و سپس CO2 تولید شده در این فرآیند را قبل از رها شدن در جو جذب می‌کنند. شاید جذب 100 درصد کربن آزاد شده با استفاده از فناوری های فعلی هرگز مقرون به صرفه نباشد، اما در حالی که ما منتظر هزاران تاسیسات صنعتی هستیم تا زیرساخت های خود را بازسازی کنند، جذب کربن می تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای کمک کند.
سایر فناوری های هیدروژن پاک دورتر هستند.
متان (CH4) سوخت فسیلی اولیه ای است که در حال حاضر برای تولید هیدروژن استفاده می شود. هنگامی که با آب (H2O) در دمای بالا واکنش می دهد، هر دو H2 و CO2 تولید می شوند. با این حال، از طریق فرآیند گرمایش متفاوتی که در غیاب اکسیژن اتفاق می‌افتد، به نام پیرولیز، می‌توان اتم‌های هیدروژن را جدا کرد و فقط کربن جامد باقی گذاشت – به سرب در یک مداد فکر کنید.
در نهایت، ذخایر هیدروژن در سازندهای زمین‌شناسی در سرتاسر جهان وجود دارد، و از نظر تئوری، هیدروژن زمین‌شناسی این پتانسیل را دارد که عرضه گسترده‌ای از هیدروژن مقرون‌به‌صرفه و بدون انتشار را فراهم کند. دانشمندان هنوز در مراحل اولیه تحقیق برای یافتن و استخراج هیدروژن زمین شناسی از ذخایر طبیعی هستند.

ارزان ساختن هیدروژن تمیز
بنابراین پتانسیل هیدروژن تمیز وسوسه انگیز است و ضرورت آن هر روز آشکارتر می شود. جنگ روسیه در اوکراین را در نظر بگیرید، که هیدروژن را نه تنها به یک مسئله تغییر آب و هوا، بلکه به یک مسئله امنیت انرژی نیز تبدیل کرده است. اتحادیه اروپا قبلاً اعلام کرده است که قصد دارد تا سال 2030 20 میلیون تن هیدروژن سبز تولید و وارد کند که برای کاهش حداقل یک سوم وابستگی خود به واردات گاز طبیعی روسیه کافی است.
اما هیدروژن مانند هر فناوری پاک دیگری با چالشی مشابه روبرو است: آیا می‌توانیم قیمت را به اندازه کافی و به اندازه کافی سریع کاهش دهیم؟ اگر مردم مجبور باشند برای سبز شدن بیش از حد هزینه کنند، تغییر خیلی کند اتفاق می افتد. اما اگر حق بیمه سبز را نزدیک به صفر کاهش دهیم، فرصتی برای ایجاد یک اقتصاد خالص و پررونق وجود دارد. این امر فشار زیادی را برای همکاری بین تجارت و دولت‌ها می‌طلبد، که با هم می‌توانند با سرمایه‌گذاری و سیاست‌های تهاجمی، نوآوری را سریع‌تر از حد معمول انجام دهند.
Breakthrough Energy، ابتکار آب و هوایی که من به شروع آن کمک کردم، از تجاری‌سازی هیدروژن پاک از بسیاری جهات حمایت می‌کند. برنامه Breakthrough Energy Fellows به مبتکرانی که روی ایده های مرحله اولیه کار می کنند، بودجه می دهد. Breakthrough Energy Ventures در شرکت هایی که بر روی هیدروژن پاک کار می کنند سرمایه گذاری می کند. و برنامه Breakthrough Energy Catalyst زمان عرضه هیدروژن پاک را در میان سایر فناوری‌های اقلیمی سرعت می‌بخشد.
هرچه همه بیشتر در مورد مزایای بی‌شمار هیدروژن پاک هیجان‌زده شوند، کسب‌وکارها و دولت‌ها سریع‌تر تلاش می‌کنند تا آن را جایگزینی واقعی برای سوخت‌های فسیلی کنند. به این ترتیب از یک فاجعه آب و هوایی جلوگیری می کنیم.