اسپانیا میخواهد با بهرهگیری از ظرفیت عظیم انرژیهای تجدیدپذیر به قطب اروپایی هیدروژن سبز تبدیل شود. هیدروژن سبز چیست، چه کاربردهایی دارد و این صنعت نوپا با چه چالشهایی روبهرو است؟
اسپانیا طی دههها برای تامین انرژی به نفت و گاز وارداتی متکی بوده است. اما چیزی که تا همین چند سال پیش یک نقطهضعف انرژی به حساب میآمد اکنون میتواند به یک فرصت تبدیل شود. آفتاب، باد و فضا برای تولید برق تجدیدپذیر در مقیاس وسیع اسپانیا را در موقعیتی ممتاز قرار میدهد برای صنعتی هنوز نوپا؛ یعنی صنعت هیدروژن سبز.
آگهی
آگهی
مارتن وستلار، مدیرعامل شرکت موئو، به «یورونیوز» میگوید: «اسپانیا همیشه این ضعف را داشته که نفت یا گاز داخلی در اختیار ندارد. اما اکنون زمان اسپانیا فرارسیده است چون انرژی خورشیدی فراوان، انرژی بادی بسیار مناسب و فضای کافی برای ساخت پارکهای بزرگ تجدیدپذیر دارد.»
شرکت سابق سپسا میخواهد از این ترکیب استفاده کند. این شرکت بهتازگی در شهر پالوس دلا فرونترا در استان اوئلوا، آغاز ساخت اونوبا؛ نخستین فاز دره آندالوس هیدروژن سبز را کلید زده است؛ بیش از یک میلیارد یورو سرمایهگذاری برای پروژهای که در مرحله نخست با ظرفیت الکترولیز ۳۰۰ مگاواتی شروع به کار خواهد کرد.
این حرکت بسیار فراتر از ساخت یک تاسیسات واحد است. اسپانیا میخواهد از منابع تجدیدپذیر خود برای ایجاد صنعتی تازه استفاده کند، وابستگی انرژی خود را کاهش دهد و در بلندمدت به تامینکننده انرژی برای دیگر کشورهای اروپایی تبدیل شود.
اما هیدروژن سبز دقیقا چیست؟ چرا اسپانیا معتقد است میتواند آن را بهصورت رقابتی تولید کند؟ و چه موانعی باید برطرف شود تا این بلندپروازی به واقعیت تبدیل شود؟
هیدروژن سبز چیست؟
هرچند از هیدروژن بهعنوان یکی از انرژیهای آینده یاد میشود، اما خود هیدروژن منبع اولیه انرژی مانند خورشید یا باد نیست، بلکه حامل انرژی است؛ برای تولید آن باید انرژی مصرف شود.
دهههاست که هیدروژن در پالایشگاهها، صنایع شیمیایی و برای تولید محصولاتی مانند کود استفاده میشود. مشکل اینجاست که بخش عمده هیدروژن فعلی از سوختهای فسیلی بهدست میآید. هیدروژن موسوم به هیدروژن خاکستری عمدتا با استفاده از گاز طبیعی تولید میشود؛ فرایندی که موجب انتشار دیاکسیدکربن است.
هیدروژن سبز شیوه تولید این گاز را تغییر میدهد. در فرایندی به نام الکترولیز، جریان برق مولکولهای آب را به هیدروژن و اکسیژن جدا میکند. اگر برقی که در این فرایند مصرف میشود از منابع تجدیدپذیر، مانند خورشیدی یا بادی، تامین شود، محصول بهدستآمده هیدروژن تجدیدپذیر یا سبز است.
در همین نقطه است که نخستین مزیت اسپانیا آشکار میشود. برای تولید هیدروژن سبز به مقادیر عظیم برق نیاز است. به گفته وستلار، برق حدود ۷۰ درصد هزینه تولید هیدروژن سبز را تشکیل میدهد. مدیرعامل موئو توضیح میدهد: «اگر به جایی در اروپا بروید که برق تجدیدپذیر در آن ارزانتر از همه جاست، یعنی شبهجزیره ایبری، آنگاه هیدروژن سبزی که تولید میکنید بسیار رقابتی خواهد بود.»
او اضافه میکند: «اسپانیا منبع عظیم انرژی تجدیدپذیر است و بنابراین میتواند و خواهد توانست اصلیترین تولیدکننده هیدروژن سبز اروپا باشد.» این پیشبینی بلندپروازانهای از سوی شرکت است و هنوز موانع مهمی برای تحقق آن وجود دارد، اما توضیح میدهد چرا شرکتها و نهادهای دولتی سرمایههای چندمیلیون یورویی را بر این فناوری متمرکز کردهاند.
وقتی برق تجدیدپذیر داریم، چرا به هیدروژن نیاز است؟
این یکی از سوالهای اساسی است. هر جا بتوان از برق تجدیدپذیر بهطور مستقیم استفاده کرد، چنین کاری معمولا کارآمدتر از آن است که همان برق صرف تولید هیدروژن شود و سپس از هیدروژن بهعنوان منبع انرژی استفاده شود. به همین دلیل هدف این نیست که سوختهای فسیلی بدون قید و شرط با هیدروژن جایگزین شوند.
بیشترین ظرفیت هیدروژن در بخشهایی است که برقرسانی مستقیم به آنها دشوار است. برخی فرایندهای صنایع سنگین، تولیدات شیمیایی و بخشهایی از حملونقل دریایی و هوایی به جایگزینهایی برای سوختهای فسیلی نیاز دارند که باتریها همیشه نمیتوانند بهطور عملی فراهمشان کنند.
هیدروژن همچنین میتواند برای تولید مشتقاتی مانند آمونیاک یا سوختهای سنتتیک بهکار رود.
پدرو سانچز، نخستوزیر اسپانیا، در مراسم معرفی پروژه اوئلوا تاکید کرد این فناوری میتواند به کاهش انتشار فعالیتهایی کمک کند که هنوز به نفت و گاز وابستهاند، اما او این سرمایهگذاری را از منظر اقتصادی نیز توجیه کرد.
سانچز گفت: «این تحول فقط به معنای محافظت بهتر در برابر بحرانها نیست، هرچند آن هم بسیار مهم است. همچنین به معنای استفاده از یک فرصت صنعتی عظیم است.»
اوئلوا، آزمایشگاه راهبرد هیدروژن اسپانیا
این فرصت در جاهایی مانند پالوس دلا فرونترا در حال عینیت یافتن است. اونوبا در ابتدا ۳۰۰ مگاوات ظرفیت الکترولیز خواهد داشت و بعدا میتواند ۱۰۵ مگاوات دیگر نیز اضافه کند. موئو برآورد میکند که سالانه حدود ۴۵ هزار تن هیدروژن تجدیدپذیر تولید خواهد شد.
انتخاب این محل تصادفی نیست. علاوه بر منابع تجدیدپذیر فراوان، اوئلوا دارای فعالیت صنعتی، زیرساختهای بندری و مصرفکنندگان بالقوه این هیدروژن در فاصله نسبتا نزدیک به محلهای تولید است.
هدف موئو آن است که در گام بعدی، کل دره آندالوس هیدروژن سبز را با تاسیساتی در اوئلوا و کادیس تا ۲ گیگاوات ظرفیت گسترش دهد. وستلار توضیح میدهد: «با اتصال اوئلوا به دیگر مناطق صنعتی اروپا، چه از طریق خطوط لوله و چه راهکارهای دریایی، میتوانیم این تاسیسات را از ۳۰۰ مگاواتی که اکنون در حال ساخت آن هستیم تا ۲ گیگاوات و حتی بیش از آن توسعه دهیم.»
او میگوید که هدف، «ایجاد واقعی یک صنعت جدید در اسپانیا» است.
معمای بزرگ: آیا میتوان از نظر قیمت رقابت کرد؟
در اینجا به یکی از موانع اصلی میرسیم. تولید هیدروژن سبز معمولا هنوز گرانتر از تولید هیدروژن متعارف از سوختهای فسیلی است، هرچند میزان اختلاف به عواملی مانند قیمت گاز، هزینه برق، مالیات بر انتشار و شرایط خاص هر پروژه بستگی دارد.
وستلار معتقد است که شرایط کنونی بازار انرژی این شکاف را کاهش داده است. او میگوید: «هیدروژن سبز امروز با هیدروژن خاکستری رقابتی است، تا حدی چون قیمت گاز بسیار بالا است.»
او امیدوار است افزایش تولید، هزینه الکترولایزرها و تاسیسات را کاهش دهد؛ روندی مشابه آنچه پیشتر در فناوریهای خورشیدی و بادی رخ داد.
وستلار اضافه میکند: «هرچه با بزرگتر شدن مقیاس صنعت، هزینه تولید هیدروژن سبز پایینتر بیاید، این دو منحنی قیمت به هم میرسند و هیدروژن سبز نهتنها منبعی پاک، بلکه گزینهای بسیار رقابتی برای اروپا خواهد شد.»
اما این تحول تضمینشده نیست. برای اینکه هزینهها کاهش یابد، باید پروژههای بزرگ ساخته شود و برای اینکه شرکتها میلیاردها یورو در چنین پروژههایی سرمایهگذاری کنند، لازم است مطمئن شوند مشتریان کافی حاضر به خرید هیدروژنی هستند که تولید خواهد شد.
ایمنی و خطر نشتی هیدروژن
گذار به تولید هیدروژن تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ، پرسشهایی درباره ایمنی تاسیسات و از جمله پیشگیری و کشف احتمالی نشتیها مطرح میکند. هیدروژن گازی بسیار قابل اشتعال است و به دلیل کوچک بودن مولکولهایش، توجه ویژهای به آببندی تجهیزات، خطوط لوله و اتصالات میطلبد. در فضاهای بسته، نشتی هیدروژن در صورت رسیدن به غلظتهای مشخص میتواند محیطی قابل اشتعال ایجاد کند.
شرکت موئو تاکید میکند راهبردش دقیقا بر این پایه استوار است که از بروز چنین نشتیهایی جلوگیری شود. ماریا اولاواریا، رئیس بخش تولید در پارک انرژی لا رابیدا در موئو، به یورونیوز میگوید: «درک ما این است که توسعه هیدروژن تجدیدپذیر باید با بالاترین سطح ایمنی همراه باشد؛ با تکیه بر دههها تجربه صنعتی در کار با این مولکول در پارک انرژی لا رابیدا.» به گفته او، تاسیسات جدید با هدف کاملا آببند بودن طراحی شدهاند و دارای چندین لایه مستقل حفاظتی برای پیشگیری از حوادث هستند.
این شرکت میگوید این رویکرد، پیشگیری را بر استراتژیای که صرفا بر واکنش پس از کشف نشتی بنا شده باشد مقدم میداند. موئو توضیح میدهد: «اولویت ما این است که اصلا نشتی رخ ندهد، نه اینکه فقط به تشخیص آن پس از وقوع متکی باشیم.» شرکت همچنین اضافه میکند که بهعنوان سد حفاظتی اضافی، از سامانههای خودکار پایش و تشخیص استفاده میکند که برای شناسایی سریع هرگونه ناهنجاری در حین بهرهبرداری طراحی شدهاند.
دولت میخواهد آن را به «پروژه ملی» تبدیل کند
اسپانیا توسعه این صنعت را فقط به بخش خصوصی واگذار نکرده است. دولت، هیدروژن تجدیدپذیر را به یکی از ارکان راهبرد انرژی و صنعتی خود تبدیل کرده و هدف ظرفیت الکترولیز تا سال ۲۰۳۰ را به ۱۲ گیگاوات افزایش داده است.
سانچز این برنامه را مستقیما «یک پروژه واقعی ملی» توصیف میکند. نخستوزیر در اوئلوا اعلام کرد که دولت بیش از ۳ هزار میلیون یورو به بیش از ۱۲۰ پروژه هیدروژن تجدیدپذیر اختصاص داده است. تنها پروژه موئو بیش از ۳۰۰ میلیون یورو حمایت دولتی دریافت کرده است.
این راهبرد تنها بر تولید خود مولکول متمرکز نیست. سانچز توضیح داد: «ما فقط نمیخواهیم مولکولهای هیدروژن سبز تولید کنیم، بلکه میکوشیم این تولید با الکترولایزرها، شیرها، کمپرسورها و سایر تجهیزاتی انجام شود که در داخل اسپانیا ساخته شدهاند.»
هدف، در نتیجه، ایجاد یک زنجیره ارزش پیرامون هیدروژن است؛ از تجهیزات لازم برای تولید آن تا زیرساختهای ذخیرهسازی و حملونقل.
از واردات سوخت تا صادرات انرژی
دلیل دیگری نیز پشت این رقابت وجود دارد: امنیت انرژی. بحرانهای ژئوپولیتیکی سالهای اخیر بار دیگر نشان دادهاند تا چه حد وابستگی به نفت و گاز وارداتی از دیگر کشورها اروپا را آسیبپذیر میکند. وستلار در گفتوگو با یورونیوز میگوید: «آنچه اروپا نیاز دارد انرژی اروپایی است که کربنش زدوده شده، امن باشد و خودمان آن را تولید کنیم.»
برای اسپانیا، این بلندپروازی به معنای معکوس کردن جریان سنتی انرژی است. به جای واردات سوختهای فسیلی، این کشور میخواهد برق تجدیدپذیر تولید کند، آن را به هیدروژن و مشتقاتش تبدیل کند و هم صنایع داخلی و هم در نهایت سایر بازارهای اروپایی را تامین کند.
مدیرعامل موئو میگوید: «اگر این کشور بتواند برای نخستین بار در تاریخ خود به صادرکننده انرژی تبدیل شود، روابطش با سایر اروپا بهطور مثبت تغییر خواهد کرد.» برای تحقق این هدف باید زیرساختهایی ایجاد شود که هنوز در مقیاس لازم وجود ندارند.
یکی از پروژههای بنیادی، اچ۲مد است؛ مسیری که قرار است شبکههای هیدروژن پرتغال و اسپانیا را به فرانسه و از آنجا به مراکز بزرگ صنعتی اروپا متصل کند.
آیا اسپانیا واقعا میتواند هیدروژن سبز اروپا را رهبری کند؟
اسپانیا چند مزیت روشن دارد: منابع فراوان خورشیدی و بادی، ظرفیت برای توسعه بیشتر تجدیدپذیرها، صنعت و بنادر فعال و موقعیت جغرافیایی راهبردی. همچنین اراده سیاسی و سرمایهگذاری خصوصی قدرتمندی وجود دارد. اما پیشتازی این کشور تضمینشده نیست.
هیدروژن تجدیدپذیر هنوز سهم بسیار اندکی از تولید جهانی را تشکیل میدهد. هزینهها همچنان بالا است، شبکههای جدید انتقال و ذخیرهسازی لازم است و هنوز باید تقاضای صنعتی کافی شکل بگیرد تا بسیاری از سرمایهگذاریهای اعلامشده توجیهپذیر شوند.
همچنین لازم است برق تجدیدپذیر بسیار بیشتری تولید شود. هیدروژن سبز تنها زمانی میتواند به کربنزدایی کمک کند که حجم عظیم برقی که برای تولید آن نیاز است واقعا از منابع پاک جدید تامین شود.
ساخت اونوبا نشان میدهد برخی از پروژههای بزرگ اسپانیا در حال عبور از مرحله اعلام به مرحله ساخت هستند. اکنون دشوارترین آزمون آغاز میشود: اینکه ثابت کنند میتوانند در مقیاس بزرگ تولید کنند، مشتریان کافی بیابند و این کار را با قیمتی رقابتی انجام دهند.
اگر اسپانیا بتواند این معادله را حل کند، آفتاب و باد این کشور ممکن است به آن امکان دهند یکی از ضعفهای تاریخی خود، یعنی وابستگی انرژی به خارج، را به مزیتی در نقشه جدید انرژی اروپا تبدیل کند.