بررسی بازار، فنی و اقتصادی هیدروژن سبز (معرفی)

1- مقدمه

هیدروژن یک حامل انرژی انعطاف‌پذیر و یک ماده اولیه کاربردی در صنعت است. از هیدروژن می‌توان به عنوان ذخیره ساز انرژی (تبدیل انرژی الکتریکی به هیدروژن و تبدیل هیدروژن به انرژی الکتریکی) به کمک پیل سوختی استفاده نمود. از طرفی کاربرد این ماده در صنعت پتروشیمی نیز رو به گسترش است. این ماده از روش‌های مختلفی قابل دستیابی است. صرفا چهار منبع اصلی هیدروکربن (گاز و نفت)، گیاهی زیستی، هسته ای و آب (الکترولیز) برای تولید آن وجود دارد. همه‌گیرترین روش تولید هیدروژن از منبع هیدروکربنی است تا هیدروژن خاکستری بدست آید.

در این گزارش ضمن معرفی انواع هیدروژن و روش‌های تولید آن، به معرفی هیدروژن سبز پراخته و فرآیند تولید بررسی خواهد شد. در ادامه بررسی کارآفرینی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

2- معرفی هیدروژن و انواع آن

هیدروژن سبز

 هیدروژن سبز به هیدروژنی گفته می شود که از روش الکترولیز تولید گردد و برق موردنیاز آن از منابع تجدید پذیر (باد- انرژی خورشیدی) تولیدشده، باشد.

هیدروژن آبی

به هیدروژنی گفته می‌شود که گاز طبیعی از طریق ریفرمر (SMR) و (ATR) به هیدروژن و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود. در این روش دی‌اکسید کربن در مخازن ذخیره‌سازی می‌شود که مانع از ورود دی‌اکسید کربن به محیط‌زیست می‌شود.

هیدروژن خاکستری

هیدروژن خاکستری سال‌های زیادی است که تولید می‌شود. روش تولید آن همچون هیدروژن آبی می‌باشد. گاز طبیعی از طریق ریفرمر (SMR) و (ATR) به هیدروژن و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود. در این روش دی‌اکسید کربن در مخازن ذخیره نمی‌شود و در محیط پخش می‌شود.

هیدروژن صورتی

هیدروژن صورتی همچون هیدروژن سبز می‌باشد با این تفاوت که انرژی برق موردنیاز از طریق منابع هسته‌ای تأمین می‌گردد.

1- کاربرد هیدروژن

1-1- خوراک محصولات شیمیایی پایین دست

هیدروژن به‌عنوان خوراک در تولید محصولات شیمایی مصرف می‌شود. از هیدروژن بیشتر برای تولید آمونیاک و متانول استفاده می‌شود. انتظار می‌رود تقاضای متانول از ۴۳ میلیون تن در سال ۲۰۱۸ به ۱۲۰ میلیون تن در سال 2050 افزایش یابد. با توجه به اینکه تا سال 2030 قیمت هیدروژن سبز قابل‌رقابت با روش‌های دیگر خواهد شد پیش‌بینی می‌شود واحدهای تولیدکننده متانول و آمونیاک به استفاده از هیدروژن سبز روی بیاورند.

در جدول زیر بیشترین مصارف هیدروژن در تولید محصولات پایین‌دستی و شیمیایی (بجر آمونیاک و متانول) ارائه شده است.

جدول ‏۱ – بیشترین مصارف هیدروژن در تولید محصولات پایین‌دستی و شیمیایی

ماده تولیدی از هیدروژن

میزان مصرف هیدروژن به ازا یک تن محصول

 (نرمال مترمکعب)

ماده تولیدی از هیدروژن

میزان مصرف هیدروژن به ازا یک تن محصول

 (نرمال مترمکعب)

دو دکان دی آمین

738

کاپرولاکتام

660

دو دکان دی اکسیک اسید

362

سیکلو هگزانول

636

پروپان دی ال

10

هگزا متیلن دی آمین

742

سیکلو هگزان دی متانول

1343

هیدروژن پراکساید

1038

اتیل هگزانول

398

نرمال بوتانول

378

آدیپیک اسید

483

2 اتیل هگزانول

389

پروپیلن اکساید

594

تولوئن دی ایزو سیانات

1011

اتیلن

1087

تترا هیدرو فوران

1895

1-2- صنایع فولاد

انتظار می‌رود سیاست‌های مقابله با تغییرات آب و هوایی، تولیدکنندگان اولیه فولاد را وادار به انتقال از روش‌های مرسوم به فرایندهای سازگار با محیط‌زیست کند. برای دستیابی به آن، روشی با نام DRI وجود دارد که از هیدروژن به‌عنوان عامل کاهنده استفاده می‌گردد. در سال 2050 انتظار می‌رود میزان تولید فولاد در جهان 1.5 میلیارد تن باشد که یک سوم آن می‌بایست از این روش استفاده کند. استفاده از این روش باعث افزایش تقاضا جهانی هیدروژن سبز در جهان خواهد شد.

1-3- تولید برق

اکثر برق تولیدشده در جهان از روش سوزاندن هیدروکربن‌ها می‌باشد. کشورهایی که به واردات هیدروکربن‌ها متکی هستند (همچون کره و ژاپن)، برای دستیابی به منابع هیدروکربنی محدودیت‌هایی دارند. از طرفی واردات برق از طریق خطوط انتقال به دلیل هزینه های زیاد، تلفات سیستم و موانع جغرافیایی مشکل‌ساز است. بنابراین هیدروژن سبز می‌تواند جایگزین مناسبی برای این کشورها باشد. این کشورها می‌توانند در عوض هیدروژن سبز ارزان‌قیمت را وارد کرده و از طریق پیل‌های سوختی در نیروگاه‌ها برق تولید کنند.

میزان CAGR تولید برق از طریق پیل سوختی تا سال ۲۰۲۵ به میزان ۴ / ۲۶ خواهد بود. اندازه بازار پیل سوختی نیز از ۲۶۳ میلیون دلار در ۲۰۲۰ به ۸۴۸ میلیون دلار در ۲۰۲۵ خواهد رسید. کشورهای انگلیس، آمریکا، ژاپن و چین در یکارگیری صنعتی پیل سوختی پیشتاز می‌باشند.

یک دیدگاه ارسال کنید

ایده خود را ارسال کنید

Fill in the form below to book a 30 min no-obligation consulting session.

I will reply within 24 hours.