رمزگشایی از طیف رنگی هیدروژن؛ سوخت آینده واقعا چه رنگی است؟ (+اینفوگرافیک)

به گزارش نصر، با افزایش بحران های اقلیمی و تلاش جهان برای عبور از سوخت های فسیلی، نام «هیدروژن» (H2) بیش از هر زمان دیگری به عنوان یکی از عوامل کلیدی نجات سیاره زمین شنیده می شود. هیدروژن فراوان ترین عنصر در جهان است و هنگام سوختن، هیچ دودی تولید نمی کند؛ تنها خروجی آن آب خالص است! با این حال، خود گاز هیدروژن به صورت خالص در طبیعت یافت نمی شود و باید آن را از طریق فرآیندهای شیمیایی از ترکیباتی مثل آب یا گاز طبیعی جدا کرد.
نکته جالب اینجاست که با وجود بی رنگ بودن این گاز در واقعیت، دانشمندان و فعالان حوزه انرژی برای دسته بندی هیدروژن از یک «طیف رنگی مجازی» استفاده می کنند. این رنگ ها نه نشان دهنده ظاهر هیدروژن، بلکه بازتاب دهنده منبع انرژی اولیه و میزان دی اکسید کربنی (CO2) هستند که در فرآیند تولید آن وارد جو می شود. از هیدروژن سبز که با انرژی های پاک تولید می شود تا هیدروژن خاکستری کثیف؛ هر رنگ داستان، مزایا و چالش های خاص خود را در سبد انرژی آینده دارد.
در اینفوگرافیک زیر، به طور خلاصه و دقیق با 6 نوع اصلی هیدروژن، منابع زنجیره تولید و مکانیزم استخراج آن ها آشنا می شوید:

بررسی انواع هیدروژن بر اساس منبع تولید
برای درک بهتر فرآیندهای علمی تصویر بالا، در ادامه جزئیات و مکانیزم تولید هر یک از این رنگ ها را به تفکیک بررسی می کنیم:

هیدروژن سبز
پاک ترین و آرمانی ترین نوع هیدروژن است. در این روش، با استفاده از برق حاصل از انرژی های تجدیدپذیر (مانند انرژی باد و خورشید)، آب (H2O) را طی فرآیند الکترولیز به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می کنند. از آنجا که در تمام مراحل هیچ سوخت فسیلی مصرف نمی شود، میزان انتشار کربن در آن صفر است.

هیدروژن آبی
این نوع هیدروژن از گاز طبیعی (متان) به دست می آید. تفاوت بزرگ آن با روش های سنتی این است که دی اکسید کربن حاصل از فرآیند تولید، در هوا رها نمی شود؛ بلکه به کمک فناوری های پیشرفته کاهش و ذخیره سازی کربن (CCS) به دام می افتد و در مخازن عمیق زیرزمینی ذخیره می گردد تا به اتمسفر آسیب نرساند.

هیدروژن خاکستری
در حال حاضر رایج ترین، ارزان ترین و البته آلاینده ترین روش تولید در جهان است. هیدروژن خاکستری از طریق فرآیند اصلاح با بخار روی گاز طبیعی ساخته می شود، با این تفاوت بزرگ که تمام دی اکسید کربن حاصل از عملیات، مستقیما و بدون هیچ فیلتری وارد جو زمین می شود.

هیدروژن فیروزه ای
یک فناوری نوظهور و جذاب که وضعیت بینابینی دارد. در این روش، گاز متان از طریق فرآیندی به نام پیرولیز متان بدون نیاز به اکسیژن حرارت داده می شود. خروجی این واکنش، گاز هیدروژن و کربن جامد (به صورت پودر سیاه) است. از آنجا که کربن به شکل جامد استحصال می شود، گازی وارد هوا نخواهد شد و از کربن جامد می توان در صنایع لاستیک سازی و ساخت باتری استفاده کرد.

هیدروژن زرد
این اصطلاح در ادبیات انرژی دقیقا به هیدروژنی اطلاق می شود که کارخانه تولیدی آن، فرآیند الکترولیز یا تجزیه آب را منحصرا با استفاده از برق تولید شده در نیروگاه های انرژی هسته ای انجام می دهد.

هیدروژن صورتی / بنفش / قرمز
این دسته ارتباط مستقیمی با برق شهری یا شبکه الکتریکی دارد. البته در تعاریف دقیق تر بین المللی، رنگ های صورتی و بنفش زمانی به کار می روند که کارخانه ها افزون بر برق نیروگاه های هسته ای، از حرارت بسیار بالای این نیروگاه ها نیز برای داغ کردن آب استفاده می کنند تا فرآیند الکترولیز با راندمان بالاتر و صرف انرژی کمتری انجام شود.

آینده در دست کدام رنگ است؟
در حال حاضر بیش از 90 درصد هیدروژن مصرفی جهان از نوع خاکستری است، اما نقشه راه انرژی جهانی نشان می دهد که در سال های آینده، دولت ها با توسعه زیرساخت ها به دنبال جایگزینی آن با هیدروژن سبز و آبی هستند تا مسیر صفر کردن آلایندگی های کربنی هموارتر شود.

ترجمه: محمدمهدی حیدرپور
انتهای پیام/