هر آنچه در مورد نقش هیدروژن در آینده انرژی باید بدانید

هر آنچه در مورد هیدروژن سبز و هیدروژن آبی و آینده انرژی وجود دارد را بیاموزید. این آغازگر هیدروژن شماست.

انرژیهیدروژن سبزهیدروژنپایداری

مارس 18th، 2021

by
میشل نوسان پیر پائولو رایموندی Rossana Scita مانفرد هافنر

Fondazione Eni Enrico Mattei، Corso Magenta 63، 20123 میلان ، ایتالیا

 

چکیده

هیدروژن در حال حاضر از یک جنبش تازه و گسترده در بسیاری از استراتژی های ملی و بین المللی آب و هوا برخوردار است. این مقاله مروری بر تجزیه و تحلیل چالش ها و فرصت های مربوط به هیدروژن سبز و آبی متمرکز است که در دیدگاه های مختلف جامعه هیدروژن بالقوه قرار دارند. در حالی که بسیاری از دولت ها و شرکت های خصوصی منابع قابل توجهی را در توسعه فن آوری های هیدروژن قرار می دهند ، هنوز تعداد زیادی از مسائل حل نشده از جمله چالش های فنی ، پیامدهای اقتصادی و ژئوپلیتیک باقی مانده است.

 

زنجیره تأمین هیدروژن شامل مراحل زیادی است که منجر به اتلاف انرژی اضافی می شود ، و گرچه بیشتر روی هزینه های تولید هیدروژن تمرکز می شود ، اما نباید از حمل و نقل و ذخیره آن غافل شد. اقتصاد هیدروژن کم کربن نه تنها برای مقابله با تغییرات آب و هوا ، بلکه برای تقویت امنیت انرژی و توسعه صنایع محلی در بسیاری از کشورها فرصت های امیدوار کننده ای را ارائه می دهد. با این حال ، برای مواجهه با چالش های عظیم انتقال به سمت سیستم انرژی با کربن صفر ، به کلیه فناوری های موجود باید اجازه داده شود براساس شاخص های قابل اندازه گیری ، که نیاز به یک توافق بین المللی قوی بر اساس استانداردها و اهداف شفاف دارند ، کمک کنند.

 

1. معرفی

سیستم های انرژی با انتقال به سمت فناوری هایی روبرو هستند که اجازه می دهند انتشار گازهای گلخانه ای (GHG) را کاهش دهند تا با چالش بزرگ تغییرات آب و هوایی روبرو شوند. هیدروژن به طور فزاینده ای به عنوان یک بازیگر بالقوه در استراتژی های ملی و بین المللی در نظر گرفته می شود تا در بخشهای مختلف از صنعت گرفته تا حمل و نقل استفاده شود. راهبردهای اختصاصی هیدروژن و نقشه راه توسط کشورهای بزرگ اقتصادی جهان ، از جمله ژاپن [1] ، آلمان [2] ، استرالیا [3] و اتحادیه اروپا [4] در حال توسعه است. پروژه های تحقیقاتی و کاربردهای صنعتی به اجزای مختلف مسیر هیدروژن پرداخته اند که شامل تولید ، انتقال ، ذخیره سازی ، توزیع و استفاده های نهایی است.

 

هیدروژن در حال حاضر کالایی است که به عنوان خوراک در کاربردهای مختلف صنعتی از پالایشگاه ها گرفته تا تولید آمونیاک و متانول استفاده می شود. تقاضای جهانی هیدروژن خالص از کمتر از 20 تن در سال 1975 به بیش از 70 تن در سال 2018 افزایش یافته است [5]. با این حال ، تقاضای هیدروژن فعلی بیشتر از طریق سوخت های فسیلی ، از جمله گاز طبیعی ، نفت و زغال سنگ تأمین می شود ، زیرا امروزه ارزان ترین مسیر را نشان می دهند ، هزینه های هیدروژن از 1 تا 3 دلار برای هر کیلوگرم متغیر است [6].

 

با این حال ، هیدروژن همچنین به عنوان یک حامل انرژی بالقوه برای پشتیبانی از استقرار گسترده انرژی کم کربن ، که عمدتا از منابع انرژی تجدید پذیر (RES) تولید می شود ، پیشنهاد شده است. امواج مختلف اشتیاق از روایت هیدروژن تمیز ارزان قیمت در اساس گزینه ای برای سوخت های فسیلی ، به طور عمده بهره برداری از کاربردهای سلول های سوختی در بخش حمل و نقل پشتیبانی کرده اند. پیش از این ، سه لحظه مختلف شاهد علاقه علمی و صنعتی به پتانسیل فن آوری های هیدروژن بوده ایم [5]. اولین بار در بحران های نفتی دهه 1970 اتفاق افتاد ، زیرا دنیا به دنبال راه حل های جایگزین برای مقابله با کمبود احتمالی نفت و مقابله با مشکلات زیست محیطی مانند آلودگی محلی و باران های اسیدی بود.

 

برنامه ها و فعالیت های تحقیقاتی در مورد هیدروژن اجرا شد ، اما آنها به نتایج قابل توجهی منجر نشدند زیرا به دلیل اکتشافات جدید روغن ، قیمت نفت در نهایت کاهش یافت و ترس از کمبود از بین رفت. دو موج اشتیاق دیگر در دهه 1990 و دهه 2000 اتفاق افتاد [7] ، با افزایش نگرانی ها در رابطه با مسائل مربوط به تغییر اقلیم و اوج سناریوهای نفت. باز هم ، قیمت های پایین نفت انتشار فناوری های هیدروژن را محدود کرد و بحران اقتصادی و مالی پایان دهه 2000 نیز همین امر را کرد.

 

امروزه ، اتفاق نظر فزاینده ای در مورد پتانسیل هیدروژن ایجاد می شود ، بیشتر به دلیل یک برنامه آب و هوایی قوی تر با اهداف چالش برانگیز. هیدروژن پاک بخشی از گروهی از فناوری ها است که برای اطمینان از انتقال به سمت منابع انرژی مناسب برای آب و هوا ، باید در مصارف نهایی استفاده شود [8]. فناوریهای هیدروژنی نیز بعنوان فرصتی برای توسعه بخشهای صنعتی ملی در نظر گرفته می شوند ، از منظر بازیابی پس از بیماری همه گیر COVID-19.

 

فن آوری های تولید هیدروژن با مراجعه به طرحی مبتنی بر رنگ های مختلف به طور فزاینده ای کد می شوند [9 ، 10]. اصلی ترین رنگهایی که مورد توجه قرار می گیرند عبارتند از:

هیدروژن خاکستری (یا قهوه ای / سیاه) ، تولید شده توسط سوخت های فسیلی (بیشتر گاز طبیعی و ذغال سنگ) ، و باعث انتشار دی اکسید کربن در فرآیند می شود.

هیدروژن آبی ، از طریق ترکیب هیدروژن خاکستری و جذب و ذخیره کربن (CCS) ، برای جلوگیری از انتشار بیشتر گازهای گلخانه ای فرآیند.

هیدروژن فیروزه ای ، از طریق تجزیه در اثر گاز سوخت فسیلی ، جایی که محصول جانبی آن کربن جامد است.

هیدروژن سبز ، هنگامی که توسط الکترولیزرهایی که از طریق برق تجدیدپذیر تأمین می شوند تولید می شود (و در بعضی موارد از طریق مسیرهای دیگر مبتنی بر انرژی زیستی ، مانند اصلاح بیو متان یا گازدهی زیست توده جامد) ؛

هیدروژن زرد (یا بنفش) ، هنگامی که توسط الکترولیزرهای تأمین شده از طریق برق از نیروگاه های هسته ای تولید می شود.

 

علاوه بر این رنگ ها ، در هنگام مراجعه به گروه هایی از مسیرهای هیدروژنی ، از نام های مختلف اغلب استفاده می شود ، از جمله "هیدروژن تمیز" ، "هیدروژن کم کربن" ، "هیدروژن تجدید پذیر". این تعاریف ممکن است گاهی گیج کننده باشد ، زیرا هیچ استاندارد منحصر به فردی برای ارائه یک مرجع مشترک وجود ندارد. در این مقاله ، اصطلاح هیدروژن کم کربن شامل هیدروژن سبز ، آبی ، فیروزه ای و زرد است. با این حال ، لازم به یادآوری است که همچنین در هر "رنگ" ، به دلیل تعداد زیادی پارامتر ، ممکن است تنوع قابل توجهی از شدت کربن وجود داشته باشد. در بعضی موارد ، هیدروژن ممکن است حتی کربن منفی باشد ، مانند مسیرهایی که شامل انرژی زیستی و CCS با هم هستند.

 

طرحی از مسیرهای اصلی اصلی در شکل 1 گزارش شده است. مسیرهای اضافی وجود دارد ، اما آنها هنوز در مرحله تحقیق هستند و شامل نشده اند.

 

شکل 1. مسیرهای مختلف تولید هیدروژن بر اساس رنگ تقسیم می شوند. SMR: اصلاح متان بخار ، ATR: اصلاح حرارتی خودکار ، CCS: جذب و ترسیب کربن.

 

در حالی که هر مسیر تکنولوژیکی فرصت ها و محدودیت هایی را ارائه می دهد ، لازم به یادآوری است که انتخاب یک راه حل خاص اغلب به جنبه های دیگری مربوط می شود ، از جمله انتخاب های ژئوپلیتیک مبتنی بر استراتژی های ملی ناشی از در دسترس بودن منابع ، نگرانی های مربوط به امنیت انرژی یا حمایت از برخی موارد خاص. بخشهای صنعتی [11]. علاوه بر این ، تجارت مرزی هیدروژن ، به دلیل نیاز به یک کربن زدایی بسیار قوی در سیستم های انرژی در دهه های آینده ، می تواند به یک بازیگر بالقوه در ژئوپلیتیک انرژی جهانی تبدیل شود [12].

 

توسعه گسترده و م ofثر هیدروژن سبز به مقدار قابل ملاحظه ای برق تجدید پذیر احتیاج دارد ، که ممکن است در کوتاه مدت یک مشکل باشد ، زیرا از قبل RES برای کربن سازی تقاضای برق موجود مورد نیاز است. به همین دلیل ، هیدروژن آبی با کمک به هموار سازی مسیر هیدروژن سبز در مراحل بعدی ، می تواند یک گزینه مفید در کوتاه مدت و میان مدت باشد [13].

 

این مقاله مروری جنبه های اصلی مربوط به تکامل بالقوه فناوری های مبتنی بر هیدروژن در دهه های آینده را ارائه می دهد. این مقاله بر روی مسیرهای هیدروژن سبز و آبی تمرکز دارد ، که این دو رویکردی است که بیشتر مورد توجه کشورهای جهان برای حمایت از اقتصاد هیدروژن کم کربن قرار دارند. این کار چالش ها و فرصت های فن آوری را که از عوامل اصلی هزینه های هیدروژن ، تحولات مداوم در سراسر جهان و همچنین عواقب ژئوپلیتیک است ، مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد. هدف ارائه توصیف بی طرفانه از چشم اندازهای مختلف موجود در سراسر جهان و همچنین ارائه تصویری از پیچیدگی زنجیره تأمین است که باید توسعه یابد.

 

این مقاله به شرح زیر تنظیم شده است - بخش 2 شرح جنبه های اصلی فناوری مربوط به هیدروژن ، از جمله فن آوری های تولید ، توزیع و ذخیره سازی ، و همچنین در مورد کاربردهای بالقوه هیدروژن در بخشهای مختلف مختلف ، از جمله صنعت ، حمل و نقل ، ساختمانها و تولید برق. بخش 3 با بحث و مقایسه استراتژی های مختلف ملی ، نقش بالقوه شرکت های خصوصی و همچنین توافق نامه های بین کشورها ، بر ابعاد ژئوپلیتیک هیدروژن متمرکز است. سرانجام ، بخش 4 بحث انتقادی در مورد موضوعات اصلی پرداخته شده ، همراه با برخی از توصیه های سیاست برای حمایت از استفاده پایدار و موثر از هیدروژن در زمینه انتقال انرژی است.

 

2. جنبه های فن آوری

چالشهای مختلف فن آوری باید در طول زنجیره تأمین هیدروژن پیچیده و طولانی حل شود ، که به طور کلی تحت تأثیر کارآیی نسبتاً کم و در نتیجه هزینه های زیاد برای کاربران نهایی قرار دارد. گرچه توجه زیادی به تولید هیدروژن از طریق مسیرهای سبز یا آبی توجه می شود ، اما تجهیزات ذخیره سازی ، حمل و نقل و استفاده های نهایی ممکن است هزینه ها و موانع بیشتری را به همراه داشته باشد. این بخش با بحث در مورد وضعیت فعلی و تحولات بالقوه آینده ، جنبه های اصلی را که در کل زنجیره تامین در حال بازی است ، ارائه می دهد.

 

2.1 تولید هیدروژن

اگرچه هیدروژن پس از اکسیژن و سیلیکون سومین عنصر شیمیایی فراوان در سطح زمین است ، اما به شکل خالص موجود نیست و بنابراین نمی توان آن را به عنوان یک منبع انرژی در نظر گرفت. برعکس ، هیدروژن یک حامل انرژی است که باید از منابع دیگر تولید شود. اگرچه تولید هیدروژن از آب از طریق الکترولیز به قرن نوزدهم برمی گردد ، تقاضای هیدروژن امروزه بیشتر با فرآیندهای دیگر مبتنی بر سوخت های فسیلی (گاز طبیعی ، زغال سنگ و روغن) تأمین می شود ، از جمله اصلاح متان بخار (SMR) ، اصلاح خودکار حرارتی (ATR) ، اکسیداسیون جزئی و گازرسانی ذغال سنگ. از آن فرآیندها معمولاً به عنوان مسیرهای هیدروژن خاکستری یاد می شود. در صورت اتصال با CCS ، می توان آنها را به محلول های کم کربن تبدیل کرد و به آنها مسیرهای هیدروژن آبی می گویند.

 

 

برعکس ، تولید هیدروژن از الکترولیز آب ، که به دلیل هزینه های بالاتر متوقف شد ، می تواند با تولید برق از RES تولید هیدروژن سبز شود. در حالی که هزینه های فعلی بیشتر از راه حل های مبتنی بر فسیل باقی مانده است ، منحنی های یادگیری مورد انتظار برای تولید برق RES و الکترولیزرها می توانند آن را به یک راه حل مناسب در دهه های آینده تبدیل کنند.

 

برآورد روند هزینه های آتی هیدروژن سبز و آبی بر اساس برآورد داده های BNEF در شکل 2 گزارش شده است [14]. این شکل هزینه ها را هم از نظر جرم هیدروژن ، در محور سمت چپ و هم از نظر میزان انرژی ، با در نظر گرفتن مقدار حرارت پایین هیدروژن (120 مگاژول در هر کیلوگرم یا 33.3 کیلووات ساعت در هر کیلوگرم) گزارش می کند. هزینه های هیدروژن تجدید پذیر بر اساس پروژه های بزرگ با پیش بینی های خوش بینانه برای هزینه های سرمایه ای است. هیدروژن آبی بر اساس قیمت گاز طبیعی 1.1 تا 10.3 دلار آمریکا / MMBtu و قیمت زغال سنگ 40 تا 116 دلار در هر تن است. عدم اطمینان دامنه هزینه های آینده به جنبه های مختلفی مربوط می شود.

 

شکل 2. برآورد هزینه های آینده هیدروژن برای مسیرهای مختلف. ارقام انرژی بر اساس مقدار حرارت پایین هیدروژن (LHV) است. شرح جزئیات نویسندگان در مورد داده های BNEF ، 2020 [14].

 

سایر مطالعات مقادیر قابل مقایسه و تخمین های آینده را گزارش می دهند. آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر (IRENA) هزینه تراز شده هیدروژن را تا سال 2050 به میزان کم 0.95/1.2 دلار به ازای هر کیلوگرم هنگام تولید از طریق برق باد تخمین زده و با استفاده از انرژی خورشیدی به میزان کم 8/2.1.1 دلار به ازای هر کیلوگرم [2.1.2]. جزئیات بیشتر در مورد این مسیرها در بخش XNUMX و بخش XNUMX بحث شده است.

 

علاوه بر مسیرهای هیدروژنی سبز و آبی ، توجه به این نکته مهم است که ممکن است گزینه های دیگری نیز مورد بررسی قرار گیرد ، به ویژه در کشورها یا مناطق خاص. تولید هیدروژن از برق هسته ای [15 ، 16] بندرت در استراتژی های اروپا ذکر شده است ، اما ممکن است در مناطق مختلف جهان ، مانند چین [17] و روسیه [18] ، به یک گزینه مناسب تبدیل شود. راه حلهای دیگر برای هیدروژن تجدیدپذیر ممکن است بر اساس گازدهی زیست توده یا SMR بر اساس ماده اولیه بیوگاز باشد ، اگرچه رسوب این محلولها دشوارتر از الکترولیز است.

 

2.1.1 هیدروژن سبز

مسیر هیدروژن سبز به عنوان ترکیبی از تولید برق از منابع تجدید پذیر و الکترولیز آب تعریف شده است. با تأمین برق و آب خالص به الکترولیزر ، جریان خروجی هیدروژن و اکسیژن تولید می شود.

 

 

فن آوری های مختلفی برای الکترولیز آب در دسترس است. الکترولیزرهای قلیایی بیانگر آخرین سطح فن آوری هستند و فناوری های غشای تبادل پروتون (PEM) در مرحله نمایش هستند ، در حالی که الکترولیزرهای اکسید جامد هنوز در خط لوله تحقیق و توسعه هستند [19]. الکترولیزرهای PEM ممکن است طیفی از مزایا را برای مصرف انرژی قابل مقایسه فراهم کند ، از جمله فشارهای خروجی بالاتر ، دامنه بار جزئی جزئی تر ، و تغییرات سریعتر راه اندازی و بار [20]. با توجه به استقرار جهانی الکترولیزرها ، افزایش ظرفیت سالانه به 25 مگاوات در سال 2019 رسیده است ، اما پروژه های اعلام شده به سرعت در حال افزایش هستند و در سال 1.5 ، با بزرگترین پروژه 2023 مگاوات ، به 540 گیگاوات ظرفیت جدید خواهند رسید [21].

 

راه حل های صنعتی فعلی بسته به اندازه و نوع الکترولیزر و همچنین فشار خروجی در نظر گرفته شده ، طیف وسیعی از مصرف برق را نشان می دهد. میانگین بازده الکترولیز ، به عنوان نسبت محتوای انرژی هیدروژن (با اندازه گیری مقدار گرمای بالاتر) و مصرف برق الکترولیز تعریف می شود ، در محدوده 65 – - 70٪ (با در نظر گرفتن فشارهای خروجی 10 تا 30 بار) [22].

 

 

یک مسئله اضافی مربوط به الکترولیز مصرف آب است. مصرف آب خالص به طور کلی در محدوده 10-15 لیتر در هر کیلوگرم هیدروژن خروجی است [23] ، و آب ورودی باید دیونیزه شود. در صورت نبود منابع آب شیرین ، گزینه شامل شیرین سازی آب دریا یا بازیابی فاضلاب است. در حال حاضر فناوری های مختلفی به صورت تجاری برای نمک زدایی آب دریا به کار گرفته شده اند و می توان آنها را با الکترولیز با افزایش بسیار محدود مصرف انرژی همراه کرد [24].

 

با این حال ، در دسترس بودن آب در سایت های غیر دریایی ممکن است در بسیاری از مناطق جهان به یک مسئله جدی تبدیل شود ، به خصوص به این دلیل که کمبود آب یک نگرانی جدی است که به دلیل تغییر آب و هوا حتی بدتر خواهد شد. این جنبه ممکن است به یک مانع اساسی در موفقیت پروژه های هیدروژن سبز در مناطقی تبدیل شود که دارای پتانسیل خورشیدی زیادی مانند بیابان ها هستند.

 

هزینه تولید هیدروژن سبز به طور کلی در محدوده 2.5-4.5 دلار به ازای هر کیلوگرم در نظر گرفته می شود [14] ، اگرچه منابع دیگر مقادیر بالاتر را تخمین می زنند. دو م componentsلفه مهم هزینه ، هزینه سرمایه گذاری الکترولیزر و هزینه برق است که حدود 90٪ هزینه های OPEX را نشان می دهد. هزینه های فعلی CAPEX برای الکترولیزرهای قلیایی در حدود 750 EUR / kW (حدود 900 USD / kW) است و انتظار می رود تا سال 500 به حدود 600 EUR / kW (حدود 2025 USD / kW) کاهش یابد [20]. کارشناسان تخمین می زنند که حدود 80٪ هزینه به OPEX تعلق گیرد (با در نظر گرفتن 4000 ساعت عملیاتی در سال) ، بنابراین هزینه برق عامل مهمی در هزینه هیدروژن سبز است.

 

 

با این حال ، یک معامله بین قیمت برق و ساعات عملیاتی سالانه وجود دارد. مدل های تجاری مبتنی بر بهره برداری از محدودیت های برق در شبکه های برق می توانند از قیمت صفر یا حتی منفی برق بهره مند شوند ، اما برای چند ساعت بسیار محدود و وزن ناپایدار CAPEX. علاوه بر این ، Cloete و همکاران [25] نتایج نشان می دهد ، بسته به موقعیت الکترولیزرها ، ممکن است هزینه های سرمایه بیشتری برای خطوط لوله هیدروژن و زیرساخت های ذخیره سازی (برای مدیریت تولید هیدروژن متناوب) و همچنین شبکه های انتقال برق (برای انتقال مازاد برق به الکترولیزرها) مورد نیاز باشد. محدودیت های احتمالی اضافی مربوط به پیکربندی فعلی سیستم های قدرت توسط محققان دیگر گزارش شده است [26].

 

برعکس ، کار با الکترولیزر بر روی برق شبکه به معنای پرداخت مالیات و عوارض اضافی است ، علاوه بر این نیاز به خرید گواهینامه های سبز برای اطمینان از استفاده از برق تجدید پذیر است. به نظر می رسد بهترین راه حل تولید هیدروژن در نیروگاه های خورشیدی یا بادی اختصاص یافته است که می تواند به فاکتورهای بارگیری قابل قبول سالانه در مکان های انتخاب شده برسد. در این حالت ، منحنی های یادگیری مطلوب هم برای تولید برق از RES و هم از الکترولیزرها ، که همچنین توسط یک تولید بزرگ تولید می شوند ، می توانند هزینه های قابل توجهی را کاهش دهند.

 

BNEF قیمت هیدروژن سبز را تا 1-2.6 دلار تا سال 2030 و 0.8-1.6 دلار را تا سال 2050 تخمین می زند [14]. با این حال ، مطالعات دیگر نشان می دهد که در برخی از زمینه ها امروزه تولید هیدروژن سبز می تواند در مقایسه با تولید سنتی از طریق سوخت های فسیلی قابل رقابت باشد [27]. برخی از محققان همچنین پیشنهاد می كنند كه انرژی خورشیدی و باد را برای دستیابی به قیمت های پایین تر تولید كنند [28].

 

 

لازم به یادآوری است که این هزینه ها فقط تولید هیدروژن را در نظر می گیرند. هزینه های اضافی مربوط به انتقال ، ذخیره سازی و توزیع است. همانطور که در زیر بحث شد ، در برخی موارد این هزینه ها حتی می تواند به نیمی از هزینه نهایی برای کاربران برسد.

 

2.1.2. هیدروژن آبی

هیدروژن آبی مبتنی بر این ایده است که فرآیندهای فعلی مورد استفاده برای تولید هیدروژن از سوخت های فسیلی می توانند با فن آوری های CCS همراه شوند تا بیشتر انتشار گازهای گلخانه ای آنها کاهش یابد. گرچه به نظر می رسد این روش هزینه کمتری نسبت به تغییر به سمت هیدروژن سبز داشته باشد ، لازم به یادآوری است که اجرای CCS علاوه بر مشکلات مربوط به مقبولیت اجتماعی ، ممکن است با موانع فنی نیز همراه باشد. مسیرهای هیدروژن آبی در حال حاضر دارای سطح آمادگی فناوری (TRL) بین 7 (گازدهی زغال سنگ + CCS) و 8 (SMR + CCS) هستند [29].

 

به نظر می رسد هیچ تعریف استانداردی از میزان جذب CO2 وجود ندارد که برای تغییر تعریف از هیدروژن خاکستری به آبی مورد نیاز باشد. اکثر مطالعات ، حداکثر نرخ جذب را در محدوده 70٪ تا 95٪ ذکر می کنند ، این بستگی به فناوری و مراحل استفاده از CO2 دارد [9]. هنگام در نظر گرفتن هیدروژن آبی مبتنی بر گاز طبیعی ، یادآوری تأثیر اضافی ناشی از نشت متان در مراحل بالادست مهم است. اگرچه کمی سازی دقیق آن دشوار است ، اما در مطالعات تحقیقاتی این جنبه اغلب نادیده گرفته می شود.

 

یک آستانه مرجع برای تعریف هیدروژن کم کربن (به عنوان مثال ، هیدروژن آبی) توسط گروه فرمان CertifHy در سال 2019 پیشنهاد شده است (پروژه ای برای دستیابی به تعریف مشترک هیدروژن سبز و کم کربن در سراسر اروپا) ، با در نظر گرفتن 60 ٪ کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در مقایسه با فرآیند معیار مبتنی بر SMR [30]. این آستانه با شروع از یک مقدار معیار 36.4 gCO2e / MJ هیدروژن (131 gCO2e / kWh) به 91 gCO2e / MJ (328 gCO2e / kWh) تنظیم شده است.

 

مسیرهای هیدروژن آبی دارای مزیت ساختن تجربه صنعتی موجود از هیدروژن خاکستری هستند و در برخی موارد می توان با افزودن سیستم های CCS ، مقاوم سازی گیاهان موجود را انجام داد. با این حال ، برای اطمینان از ذخیره سازی موثر و با دوام CO2 ، باید شرایط خاصی رعایت شود. اغلب ممکن است به یک زیر ساخت اضافی برای اتصال تسهیلات تولیدی با محل ذخیره سازی نیاز باشد که ممکن است در محل موجود نباشد. یک زیرساخت اختصاصی CO2 ممکن است به طور قابل توجهی هزینه کل را افزایش دهد ، جنبه ای که تعمیم آن دشوار است زیرا به هر نیروگاه بستگی دارد. علاوه بر این ، عملکرد یک سیستم CCS ممکن است بازده انرژی یک فرآیند SMR را 5 تا 14 درصد کاهش دهد [29].

 

همچنین برای مسیرهای هیدروژنی آبی ، مصرف آب جنبه ای است که اغلب نادیده گرفته می شود. در حالی که مصرف آب غالباً به فرآیند الکترولیز مرتبط است ، همچنین مسیرهای هیدروژن آبی مقدار قابل توجهی آب و در برخی موارد حتی بیشتر نیز مصرف می کنند. هنگام مقایسه آب تجسم یافته به دنبال موجودی چرخه زندگی ، نتایج نشان می دهد که مصرف آب به ازای هر کیلوگرم H2 می تواند برای SMR 24 لیتر و برای گازدار شدن 38 لیتر باشد [23].

 

سرانجام ، یک مسیر اضافی که گاهی اوقات به عنوان هیدروژن فیروزه ای شناخته می شود ، و هنوز هم در TRL 3-5 است [23] ، تجزیه در اثر تجزیه و تحلیل گاز متان است. راه حل های مختلف فن آوری در حال حاضر در دست توسعه است ، در چندین مکان در سراسر جهان ، از جمله در استرالیا ، آلمان و فرانسه [31]. در این فرآیند ، از گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه استفاده می شود ، در حالی که انرژی مصرفی از طریق برق ، احتمالاً از منابع کم کربن تأمین می شود. متان در دماهای بالا به هیدروژن و کربن جامد تقسیم می شود (همچنین به آن کربن سیاه می گویند) ، ذخیره و مدیریت آن از CO2 گازی آسان تر است.

 

علاوه بر این ، کربن جامد می تواند مصارف صنعتی داشته باشد ، بنابراین به جای یک محصول فرعی به عنوان یک منبع دیده می شود. بازار صنعتی فعلی کربن سیاه ، از جمله کاربردهای تولید لاستیک و جوهر چاپگرها ، می تواند تا 5 میلی تن در سال از هیدروژن آبی پشتیبانی کند ، یعنی حدود 7 درصد از بازار جهانی فعلی هیدروژن خالص [31].

 

2.2. انتقال و ذخیره هیدروژن

انتقال هیدروژن یکی از جنبه های اساسی در پایداری زنجیره تأمین است ، هم از نظر زیست محیطی و هم از دیدگاه های اقتصادی. انتقال هیدروژن می تواند به انرژی قابل توجهی نیاز داشته باشد ، یا برای فشرده سازی یا مایع سازی آن ، و یا تبدیل آن به مواد شیمیایی دیگری که کنترل آنها آسان تر است ، مانند آمونیاک یا دیگر حامل های هیدروژن آلی مایع (LOHC). گزینه دیگر ، اگرچه بیشتر در مراحل اولیه توسعه است ، امکان مخلوط شدن هیدروژن در شبکه های گاز طبیعی موجود است.

 

یک جنبه اضافی از زنجیره تأمین هیدروژن ذخیره آن است که در سطوح مختلف مورد نیاز است و برای احترام به روشهای ایمنی و به حداقل رساندن مصرف انرژی و تلفات باید به درستی مورد بررسی قرار گیرد.

 

2.2.1 ترکیب هیدروژن در شبکه های گاز طبیعی

یک گزینه بالقوه برای افزایش تدریجی مسیرهای هیدروژنی ، ادغام در شبکه های گاز طبیعی موجود است. این امر در کشورهای مختلف اروپایی [32 ، 33 ، 34] برای بهره برداری از دارایی های موجود و شروع به کاهش شدت کربن گاز طبیعی با استفاده از هیدروژن تمیز پیشنهاد شده است. با این حال ، چنین استراتژی محدودیت شدیدی در عدم بهره برداری کامل از مقدار بالاتر مرتبط با هیدروژن خالص ، با مخلوط کردن آن با گاز طبیعی برای استفاده در فرآیند های احتراق دارد. بنابراین ، اثبات پایداری اقتصادی آن حتی ممکن است حتی هنگام محاسبه منافع زیست محیطی نیز دشوار باشد.

 

هنگام در نظر گرفتن ترکیب هیدروژن در شبکه های گاز طبیعی ، مهم است که این واقعیت را برجسته کنیم که نسبت های معمول مخلوط به صورت سهام حجمی بیان می شوند. با این حال ، هیدروژن دارای چگالی انرژی حجمی است که تقریباً یک سوم از میزان متان است. بنابراین ، هنگام در نظر گرفتن یک ترکیب گاز با در نظر گرفتن سهم انرژی ، یعنی با در نظر گرفتن سهم از مقدار گرمایش هیدروژن ، سهم هیدروژن بسیار پایین تر است و همچنین پس انداز احتمالی انتشار CO2 مربوط به آن. به عنوان یک مرجع ، نسبت های ترکیبی هیدروژن حجمی که معمولاً 10٪ و 20٪ در نظر گرفته می شوند به ترتیب با نسبت های انرژی 3.5٪ و 7.6٪ مطابقت دارند. نمایشی از تغییرات انتشار CO2 با نرخ های مختلف ترکیب در شکل 3 نشان داده شده است ، مقایسه هیدروژن سبز و هیدروژن آبی با میزان جذب 90٪.

 

شکل 3. پس انداز احتمالی CO2 برای نسبت های مختلف اندازه گیری حجمی H2 در شبکه گاز طبیعی (با در نظر گرفتن متان خالص).

 

کاهش انتشار با مقایسه ضریب انتشار مخلوط متان و هیدروژن با انتشار گاز طبیعی محاسبه می شود. این نمودار براساس انتشار گاز طبیعی 200 گرم در کیلووات ساعت و انتشار هیدروژن آبی 32.8 گرم در کیلووات ساعت بر اساس فرضیه 90 درصد CCS است. بنابراین ، جایگزینی کامل گاز طبیعی با هیدروژن می تواند منجر به صرفه جویی در تولید 100٪ در هنگام استفاده از هیدروژن سبز و 84٪ در هنگام استفاده از هیدروژن آبی شود (که به دلیل بازده تبدیل گاز طبیعی در هیدروژن آبی کمتر از 90٪ است) . انتشار متان در بالادست گاز طبیعی و هیدروژن آبی در این نمودار در نظر گرفته نشده است.

 

اگرچه این جنبه ممکن است جزئیات فنی به نظر برسد ، اما لازم به یادآوری است که نسبت های ترکیبی که معمولاً مورد بحث قرار می گیرند ، نمایانگر پس انداز انتشار مربوطه نیستند و به همین دلیل ممکن است نقش بالقوه آنها غالباً بیش از حد تخمین زده شود.

 

تبدیل زنجیره تأمین گاز طبیعی فعلی برای پذیرش سهم زیاد هیدروژن مستلزم ارتقاgrade تعداد زیادی از اجزا components ، از جمله شبکه های انتقال و توزیع ، کنتورهای گاز ، کمپرسورها و همچنین کاربران نهایی است.

 

مطالعات تحقیقاتی برجسته می کند که تبدیل شبکه های موجود به شبکه های هیدروژنی در مقایسه با نصب خطوط لوله جدید می تواند منجر به مزایای اقتصادی قابل توجهی شود [35]. با این حال ، علاوه بر نیاز به سازگاری مواد برای مقابله با مشکلات مربوط به خوردگی و شکنندگی هیدروژن [36] ، توجه به این نکته مهم است که با توجه به چگالی انرژی پایین هیدروژن در مقایسه با متان ، اندازه های خط لوله فعلی قادر نخواهد بود برای مدیریت همان تقاضای انرژی که در حال حاضر از طریق گاز طبیعی تأمین می شود. بنابراین ، تقاضای انرژی فعلی باید از طریق اقدامات بهره وری انرژی كاهش یابد ، یا تا حدی توسط گزینه های دیگر ، مانند برق ، تأمین شود.

 

2.2.2. حمل و نقل از راه دور

هیدروژن به طور فزاینده ای به عنوان یک حامل انرژی بالقوه برای تجارت جهانی شناخته می شود ، همانند تدارکات فعلی گاز مایع (LNG). همانطور که در بخشهای بعدی بیشتر مورد بحث قرار گرفت ، بسیاری از استراتژیها و نقشه های بین المللی بین المللی بر اساس ایده تولید هیدروژن در مناطق مطلوب (به عنوان مثال ، با منابع فراوان تجدیدپذیر کم هزینه) و ارسال آن به کشورهایی با تقاضای زیاد و گزینه های محلی کمی برای آن نسل.

 

ارزان ترین گزینه برای انتقال هیدروژن در مسافت های متوسط ​​اغلب از طریق خط لوله است و در حال حاضر شبکه های هیدروژنی وجود دارد که به تأسیسات صنعتی در کشورهای مختلف خدمت می کنند. با این حال ، از آنجا که هزینه های حمل و نقل خط لوله با افزایش فاصله افزایش می یابد ، در مسافت های بسیار طولانی حمل و نقل کشتی هزینه کمتری (علاوه بر مزایای دیگر مربوط به انعطاف پذیری و غیره) کاهش می یابد. در مورد گاز طبیعی ، پایداری اقتصادی خطوط لوله با حجم زیاد و تأمین مداوم طی چندین سال بهبود می یابد. این امر منجر به نیاز به برنامه ریزی طولانی مدت و کاهش انعطاف پذیری می شود.

 

در مقابل ، حمل و نقل انعطاف پذیری بیشتری دارد ، به لطف این که یک صادر کننده می تواند چندین کشور را تأمین کند ، به شرط اینکه زیرساخت های مناسبی داشته باشند. این جنبه باعث افزایش LNG در سالهای گذشته شده است و منطق مشابهی می تواند در آینده برای هیدروژن نیز اعمال شود. مطالعات مختلف با توجه به جنبه های زیست محیطی و اقتصادی ، گزینه های موجود را برای حمل و نقل هیدروژن در دریا مقایسه می کند [37]. برخی از مطالعات ارزیابی دقیق با تمرکز بر مسیرهای خاص ، از جمله نروژ به اروپا یا ژاپن [38] ، استرالیا به ژاپن و کره [39] ، شیلی-ژاپن [40] و آرژانتین-ژاپن [41] را ارائه می دهند. برای جلوگیری از هزینه های زیاد ، حمل هیدروژن در کشتی ها به بالاترین چگالی انرژی ممکن در واحد حجم نیاز دارد. از آنجا که نمی توان هیدروژن را به صورت گازی در کشتی حمل کرد ، راه حل های دیگری نیز در نظر گرفته شده است.

 

گزینه هایی که برای انتقال هیدروژن از راه دور مورد ارزیابی قرار می گیرند ، شامل هیدروژن مایع ، آمونیاک یا LOHC هستند. LOHC ترکیبات آلی هستند که می توانند با واکنش های شیمیایی ، هیدروژن را جذب و آزاد کنند. هیدروژن مایع به معنی مصرف زیاد انرژی برای مایعات و حفظ آن در دمای برودتی است. برعکس ، تبدیل به سایر مواد شیمیایی ، مانند آمونیاک ، یا ذخیره در LOHC ها ، نیاز به فرآیندهای اضافی دارد که با مصرف بیشتر انرژی همراه است. این ترکیبات که می توانند راحت تر از هیدروژن مایع ذخیره شوند ، ممکن است در فواصل بسیار طولانی دارای مزیت باشند.

 

مقایسه وسایل جایگزین حمل و نقل دریایی در متون موجود وابستگی شدیدی به حجم و مسافت تأمین دارد. گرچه ممکن است روندهای آینده دلگرم کننده باشد ، اما باید توجه داشت که هیچ گزینه تجاری فعلی برای حمل و نقل بین المللی هیدروژن مایع از راه دور وجود ندارد. برخی از پروژه های نمایشی در حال توسعه هستند ، مانند بین استرالیا و ژاپن ، و آنها در سالهای آینده آزمایش می شوند.

 

برعکس ، آمونیاک در حال حاضر کالایی است که در حال حاضر در مقیاس جهانی تولید و حمل می شود ، اگر چه از سوخت های فسیلی [42]. بنابراین ، انتخاب آمونیاک به جای هیدروژن مایع می تواند از فن آوری ها و استانداردهای موجود و اثبات شده در طول زنجیره تأمین استفاده کند. با این حال ، تولید آمونیاک هنوز شامل مصرف انرژی اضافی است و هنگامی که مصرف کنندگان نهایی به هیدروژن خالص نیاز دارند ، یک مرحله تبدیل اضافی مورد نیاز است. فن آوری های خاص ، مانند سلول های سوختی غشای نفوذ پذیر ، در معرض مسمومیت با آمونیاک قرار دارند و به سطوح بسیار بالایی از خلوص هیدروژن نیاز دارند [43].

 

اقتصاد حمل و نقل کشتی های هیدروژنی قاره ای در مقایسه با حمل و نقل فعلی سوخت های فسیلی به تراکم انرژی حجمی کمتری نیاز دارد. تانکرهای نفتی که در برخی موارد بزرگترین کشتی های در حال کار هستند ، می توانند به ازای هر متر مکعب حجم ، حدود 10.3 مگاوات ساعت خام را حمل کنند. حمل و نقل LNG به فضای بیشتری برای همان انرژی نیاز دارد ، زیرا LNG دارای تراکم انرژی 6.2 مگاوات ساعت بر متر مکعب است. این رقم برای هیدروژن مایع و آمونیاک که دارای چگالی انرژی به ترتیب 2.4 و 3.2 مگاوات ساعت بر متر مکعب در متر مکعب هستند ، حتی بدتر است.

 

علاوه بر این ، هیدروژن مایع باید در دمای بسیار پایین (یعنی حدود 20K) نگه داشته شود. این به عایق بندی بسیار با کیفیت نیاز دارد و اتلاف انرژی در طی یک سفر طولانی ممکن است قابل توجه باشد (همانطور که در بخش 2.2.4 توضیح داده شده است). گزینه های کاهش ، از جمله استفاده از هیدروژن تبخیر شده برای تأمین سیستم های برق موجود ، در دسترس است و تحقیقات مداوم در مورد امکان استفاده از آنها در کشتی های بزرگ وجود دارد ، اگرچه برای جلوگیری از هرگونه مشکل ایمنی باید از حذف صحیح هیدروژن تبخیر اطمینان حاصل شود .

 

2.2.3. توزیع هیدروژن

علاوه بر حمل و نقل از راه دور ، هیدروژن نیز به مصرف کنندگان نهایی نیاز دارد. گزینه های موجود شامل انتقال گاز H2 از طریق خط لوله یا هیدروژن مایع یا فشرده از طریق کامیون ها است. مطالعات ادبیات متمرکز بر کشورهای خاص ، مانند آلمان [44] یا فرانسه [45] ، نشان می دهد که انتخاب بهترین راه حل برای تامین هیدروژن به کاربران نهایی به عوامل مختلف بستگی دارد. هنگام بررسی استفاده از هیدروژن برای حمل و نقل [44] ، یک پارامتر مهم تراکم ایستگاه های سوخت گیری است: در مورد تراکم زیاد نیروگاه ها ، مزیت اقتصادی استقرار خطوط لوله توزیع مشخص می شود. برعکس ، در مناطقی که تقاضای منظم کمتری دارند یا خیر ، تریلرهای فشرده گازی بهترین گزینه هستند.

 

هنگام در نظر گرفتن کامیون های بنزینی ، سطح فشار یک پارامتر اضافی است که ممکن است به طور قابل توجهی بر هزینه نهایی هیدروژن تأثیر بگذارد [46]. هنگام در نظر گرفتن سطوح مختلف فشار از 250 تا 540 بار ، راه حل مطلوب هم به فاصله و هم به حجم بستگی دارد ، زیرا هزینه های حمل و نقل ، ذخیره سازی و فشرده سازی نشان دهنده سهم های مختلف هزینه نهایی است. حجم زیاد هیدروژن از راه دور و حجم زیاد به کامیون های فشار قوی متکی است ، در حالی که در مسافت های کمتر از 200 کیلومتر کامیون هایی که هیدروژن را در فشارهای پایین ذخیره می کنند عملکرد اقتصادی بهتری نشان می دهند.

 

انتخاب بهترین راه حل برای هر منطقه نیز به محل تأسیسات تولید هیدروژن مربوط خواهد شد. هنگام در نظر گرفتن هیدروژن سبز ، استراتژی مطلوب مکان و اندازه الکترولیزرها به وجود الکتریسیته تجدید پذیر بستگی دارد ، بلکه همچنین به یک معامله بین انتقال برق از طریق شبکه های برق و انتقال هیدروژن از طریق خطوط لوله یا کامیون ها بستگی دارد. برای انتخاب راه حلهای بهینه ، از منظر سیستمی که شامل هر دو حامل انرژی باشد ، لازم است.

 

2.2.4 ذخیره سازی

ذخیره هیدروژن باید در سطوح مختلف زنجیره تأمین اطمینان یابد و فن آوری ها و راه حل ها به شکل فیزیکی هیدروژن (مایع / گازی) ، حجم آن ، مدت زمان ذخیره سازی و سایر پارامترهای عملیاتی که باید تضمین شوند بستگی دارد. یک تمایز عمده بین ذخیره هیدروژن مورد نیاز برای کار با زنجیره تأمین آن و ذخیره بزرگ فصلی هیدروژن برای کنار آمدن با تنوع نیروگاه های RES بوجود می آید.

 

ذخیره هیدروژن در امتداد زنجیره تامین شامل ذخیره آن در ترمینال ها ، مانند بنادر ، ایستگاه های سوخت گیری و همچنین وسایل نقلیه مختلفی است که در طول مسیر استفاده می شوند ، از جمله کشتی ها ، کامیون ها و همچنین وسایل نقلیه ای که از آن برای پیشرانه استفاده می کنند.

 

ذخیره هیدروژن گازی در فشار بالا معمولاً در ظرفهایی از مواد مختلف از جمله فولاد ، الیاف شیشه ، الیاف کربن و پلیمرها انجام می شود. در حال حاضر 4 نوع کشتی وجود دارد که بسته به نوع ماده ای که مورد استفاده قرار می گیرد باعث وزن ، فشارها و هزینه های متغیر می شود. فشارهای عملیاتی در محدوده 50-100 مگاپاسکال متفاوت است و برای یک فشار معین ، راه حلهای ثابت به طور کلی با به حداقل رساندن قیمت طراحی می شوند ، در حالی که برای سیستم های ذخیره سازی خودرو ، وزن و هزینه هر دو به عنوان پارامترهای طراحی در نظر گرفته می شوند [47]

 

گزینه دیگر ذخیره هیدروژن در حالت مایع است ، اما این محلول به طور کلی محدود به شرایطی است که هیدروژن از قبل به صورت مایع در دسترس است ، زیرا مایع سازی موقت مستلزم مصرف قابل توجه انرژی است. مایعات هیدروژن در تأسیسات بزرگ صنعتی معمولاً 12.5-15 کیلووات ساعت برق در هر کیلوگرم H2 مصرف می کند [48] ، که در مقایسه با مقدار حرارت پایین هیدروژن یعنی 33.3 کیلووات ساعت بر کیلوگرم سهم قابل توجهی است. با پیشرفت های فنی می توان مصرف برق را به 7.5-9 کیلووات ساعت در هر کیلوگرم H2 کاهش داد ، که هنوز هم حدود یک چهارم انرژی هیدروژن است.

 

ذخیره H2 مایع معمولاً تحت تأثیر جوش 0.2٪ -0.3٪ در روز قرار می گیرد. تبخیر هیدروژن که در اثر پدیده های مختلف ایجاد می شود منجر به افزایش فشار در مخزن می شود و بنابراین برای جلوگیری از مسائل ایمنی نیاز به دفع آن است. ذخیره هیدروژن مایع در سیستم های حمل و نقل ، مانند کامیون ها و کشتی ها ، سطح بالاتری از جوش را نشان می دهد ، اما می توان هیدروژن را برای تأمین انرژی خودرو بازیابی کرد. راه حل های مختلفی برای محدود کردن جوش ارائه شده است ، از جمله عایق خلاuum ، سیستم های تبرید اضافی یا خنک کننده نیتروژن مایع [49].

 

ذخیره هیدروژن از طریق سایر مواد شیمیایی ، مانند آمونیاک و LOHC ، از نظر پارامترهای عملیاتی (به عنوان مثال ، دما و فشار) چالش های کمتری را نشان می دهد ، و این دلیل اصلی است که توجیه کننده مراحل اضافی زنجیره تامین و مصرف انرژی مورد نیاز فرایندهای تبدیل است. . آمونیاک را می توان در حالت مایع در دمای 25 درجه سانتیگراد و فشار متوسط ​​(10 بار) با استفاده از مخازن فولادی استاندارد ذخیره کرد. LOHC شامل ترکیبات مختلف و محلولهای شیمیایی است [50] ، اما ویژگی مشترک آنها این است که می توانند در دمای محیط در حالت مایع ذخیره و اداره شوند.

 

ذخیره سازی در مقیاس کوچک و متوسط ​​برای کارکرد زنجیره تأمین هیدروژن مورد نیاز است. برعکس ، ذخیره هیدروژن فصلی در مقیاس وسیع به عنوان یک راه حل برای بهینه سازی تولید برق از RES ، به ویژه برای مناطقی که تنوع قابل توجهی از خروجی بیش از یک سال در برخی مناطق ، مانند خورشیدی را نشان می دهد ، پیشنهاد شده است [51]. ذخیره سازی فصلی هیدروژن به ظرفیت ذخیره سازی بالایی نیاز دارد و عملکرد آن شامل تعداد کمی چرخه در طول سال است. بنابراین ، سودآوری اقتصادی آن مربوط به اتلاف انرژی کم در مدت زمان طولانی ذخیره سازی و هزینه کم ظرفیت ذخیره سازی است [52].

 

گزینه های مختلف زیرزمینی برای ذخیره هیدروژن وجود دارد ، از جمله غارهای نمکی ، سفره های زیرزمینی ، یا مخازن تخلیه روغن و گاز. در حال حاضر ، هیدروژن خالص در چهار مکان در سراسر جهان ، در ایالات متحده آمریکا و انگلیس ذخیره می شود ، همه براساس غارهای نمکی است [53]. مطالعات ادبیات ، ظرفیت ذخیره سازی مناطق مختلف از جمله اروپا [54 ، 55] ، چین [56] و کانادا [57] را ارزیابی کرده اند.

 

یک گزینه اضافی برای ذخیره هیدروژن ، که با علاقه زیادی به چندین طرح تحقیقاتی روبرو شده است [58] ، امکان بهره برداری از طیف وسیعی از مواد جاذب برای کاهش فشار ذخیره هیدروژن گازی است. مواد ذخیره کننده هیدروژن حالت جامد به طور کلی در دو گروه گروه بندی می شوند: هیدریدهای فلزی ، که هیدروژن را از طریق تشکیل پیوند شیمیایی ذخیره می کنند و مواد متخلخل که شامل جذب فیزیکی هیدروژن می شوند [59]. هدف اصلی تحقیق ، به حداقل رساندن بیشتر وزن این مواد برای رقابت با ذخیره هیدروژن گازی است.

 

برنامه های فعلی هنوز محدود به موارد خاصی هستند که وزن آنها پارامتر مهمی نیست ، مانند ذخیره سازی ثابت [60] یا لیفتراک [61]. تحقیقات بیشتر در حال بررسی امکان نانوساختاری مواد مختلف با هدف کنترل قدرت اتصال هیدروژن است ، بنابراین از دمای بالا و فشار جلوگیری می کند [59].

 

2.3 تقاضای هیدروژن

در حالیکه بیشترین تمرکز روی تقاضای احتمالی انرژی در آینده است ، توجه به این نکته ضروری است که تقاضای فعلی هیدروژن در سراسر جهان برای چندین دهه در حال افزایش است. طبق IEA [5] ، تقاضای جهانی هیدروژن از کمتر از 30 Mt H2 در 1975 به 115 Mt در 2018 افزایش یافته است ، از جمله هیدروژن به شکل خالص یا مخلوط با گازهای دیگر (با جمع شدن هیدروژن خالص تا بیش از 70) Mt در سال 2018) سهم شیر از تقاضا مربوط به کاربردهای صنعتی است که بیشتر از پالایشگاه های نفت یا تولید مواد شیمیایی (آمونیاک و متانول) است.

 

یک مطالعه اخیر با تمرکز بر اتحادیه اروپا [62] گزارش می دهد که تغییر تولید هیدروژن فعلی به سمت تولید هیدروژن سبز بسیار کمتر از پتانسیل تولید تجدیدپذیر در تمام کشورهایی است که در نظر گرفته شده اند. تولید سالانه هیدروژن اتحادیه اروپا با 9.75 تن ، اگر به الکترولیز منتقل شود ، به حدود 290 TWh برق نیاز دارد ، که حدود 10 درصد از کل تولید فعلی است.

 

با این حال ، انتظار می رود در آینده تقاضای هیدروژن به طور قابل توجهی افزایش یابد تا سیستم انرژی را از کربن زدایی کند و مقیاس RES که برای پشتیبانی از تولید برق پاک مورد نیاز است ، ممکن است کافی نباشد. به همین دلیل ، هیدروژن آبی برای تأمین تقاضای هیدروژن در یک مرحله گذار مورد نیاز است ، زیرا مقیاس RES باید به کربن سازی تقاضای برق موجود اختصاص یابد [13].

 

2.3.1. صنعت

صنعت عملاً مسئول کل مصرف هیدروژن در سطح جهانی است و پالایشگاه ها و صنایع شیمیایی بیشترین تقاضا را دارند. در حال حاضر از هیدروژن در پالایشگاه ها برای کاهش گوگرد در فرآورده های نفتی برای مطابقت با استانداردهای خاص زیست محیطی و در برخی موارد برای به روزرسانی روغن سنگین با کیفیت پایین استفاده می شود. در مقیاس جهانی ، حدود یک سوم تقاضا توسط هیدروژن حاصل از فرآورده های دیگر پالایشگاه تأمین می شود ، در حالی که باقیمانده به صورت محلی از طریق SMR تولید می شود یا توسط تولید کنندگان خارجی تأمین می شود [5].

 

در برخی موارد ، هزینه هیدروژن وقتی با حاشیه اقتصادی پالایش شدید سالهای گذشته مقایسه شود ، می تواند قابل توجه باشد. تاسیسات تولید هیدروژن موجود احتمالاً بزرگترین سهم از ظرفیت کل در آینده در پالایشگاه ها باقی خواهد ماند و ممکن است ادغام CCS در نیروگاه های محلی SMR فعلی از استقرار ظرفیت جدید الکترولیز آسان تر باشد. با این حال ، امکانات CCS باید با شرایط خاص مطابقت داشته باشد ، شرایطی که ممکن است در برخی از سایت ها وجود نداشته باشد.

 

هیدروژن همچنین از خوراکی برای تولید آمونیاک و متانول استفاده می شود. تولید آمونیاک در درجه اول برای کودها مورد استفاده قرار می گیرد ، در حالی که از متانول برای طیف وسیعی از کاربردها از جمله مواد شیمیایی با ارزش بالا برای پلاستیک ها یا ترکیب آن با سوخت ها برای افزایش عملکرد استفاده می شود. از سال 2018 ، تولید آمونیاک بیش از 30 Mt H2 و متانول حدود 12 Mt مصرف کرد [5]. روندهای تاریخی این کاربردهای غیر انرژی ممکن است به ترتیب در سال 42 به 23 Mt و 2050 Mt منجر شود. با این حال ، این ارقام فقط کاربردهای فعلی را در نظر دارند و در صورت استفاده بیشتر از آمونیاک و متانول به عنوان سوخت ، این مقادیر ممکن است به طور قابل توجهی افزایش یابد.

 

یکی دیگر از کاربردهای صنعتی که به هیدروژن متکی است ، تولید فولاد از طریق کاهش مستقیم آهن (DRI) است. این تکنیک در حال حاضر به کمتر از 10٪ از تولید جهانی فولاد اولیه محدود شده است ، اما سهم آن ممکن است در آینده افزایش یابد ، به دلیل نیاز به کربن زدایی تمام بخش ها و در صورت کاهش هزینه های هیدروژن. [63] مصرف فعلی H2 به طور کلی در محل تولید می شود ، یا از گاز طبیعی یا از زغال سنگ. استفاده های آتی از هیدروژن در صنعت می تواند به کاربردهای دیگر نیز شامل شود ، از جمله امکان استفاده از آن برای تولید گرمای دمای بالا ، جایی که برق مستقیم گزینه ای نیست.

 

2.3.2. حمل و نقل

در حالی که حمل و نقل در حال حاضر سهم حاشیه ای از تقاضای جهانی هیدروژن را به خود اختصاص می دهد ، این بخش به دلیل تکیه زیاد به محصولات نفتی و گزینه های کم کربن در برخی از برنامه ها ، از مهمترین و امیدوار کننده ترین موارد برای توسعه فناوری های هیدروژن است.

 

یکی از اولین بخشهایی که کاربردهای هیدروژن در آن متمرکز شده است ، اتومبیل های سواری است. همانطور که در شکل 4 گزارش شده است ، در برخی از کشورها در حال حاضر بازار اتومبیل های هیدروژنی از جمله ژاپن ، کره جنوبی ، ایالات متحده (بیشتر در کالیفرنیا) و آلمان وجود دارد. افزایش ده برابری ناوگان جهانی هیدروژن از 2015 تا 2019 ، با توجه به اینکه ناوگان جهانی اتومبیل برقی در سال 19,000 به 4.8 میلیون دستگاه رسیده است ، در حالی که در سال 2019 حدود 17,000 اتومبیل الکتریکی در جاده ها به سر می برد ، باید تقریباً به 2010 دستگاه برسد. در حالی که برخی از شرکت ها مدل های هیدروژنی را در کشورهای منتخب می فروشند ، وسایل نقلیه برقی باتری توسط تعداد بیشتری از تولیدکنندگان خودرو در سراسر جهان انتخاب می شوند.

 

شکل 4. سهام خودروهای سواری هیدروژنی در کشورهای مختلف وجود دارد. شرح مفصل نویسندگان در منابع [64 ، 65 ، 66].

 

وسایل نقلیه هیدروژنی دارای مزایای خاصی در مقایسه با وسایل نقلیه الکتریکی هستند ، خصوصاً در دامنه طولانی تر و مدت زمان سوخت گیری کمتر. قیمت بالای هیدروژن فعلی به شدت مانع توسعه آنها می شود و این نیز در نتیجه کارایی پایین آنها نسبت به EV ها هنگام در نظر گرفتن کل زنجیره تامین است. در حالی که یک ماشین الکتریکی می تواند حدود سه چهارم برق را به سمت انرژی مفید تبدیل کند ، اما همین رقم برای یک اتومبیل هیدروژنی به اندازه یک سوم پایین است. اتومبیل های برقی باتری برای انتقال و ذخیره نیرو متحمل زیان می شوند ، در حالی که اتومبیل های هیدروژنی به اجزای اضافی از جمله الکترولیزرها ، فشرده سازی و ذخیره سازی هیدروژن و سلول های سوختی روی صفحه نیاز دارند. با این حال ، با توجه به عدم اطمینان بالقوه در توسعه آینده فن آوری های جایگزین ، ممکن است زود باشد که یک راه حل خاص انتخاب شود ، همه گزینه های موجود باید در کنار یکدیگر پیشرفت کنند تا از تصمیمات قفل جلوگیری شود [67].

 

علاوه بر اتومبیل های شخصی ، برخی کشورها برنامه های خاصی مانند ناوگان تاکسی را نیز آزمایش می کنند. یک نمونه قابل توجه ، شهر پاریس است که در آن ناوگان تاکسی هیدروژنی متشکل از 100 اتومبیل در حال حاضر با هدف رسیدن به 600 تاکسی تا پایان سال 2020 در حال بهره برداری است [68]. پروژه تحت مشاوره شبکه اروپا از اپراتورهای سیستم انتقال برق (ENTSO-E) با هدف افزایش این ناوگان به 50,000،2030 تاکسی در پاریس تا سال 11 ، به عنوان بخشی از یک میلیارد یورو سرمایه گذاری برای افزودن 69 گیگاوات ساعت ظرفیت ذخیره سازی هیدروژن در شهر [XNUMX]

 

یک گام مهم در استقرار اتومبیل های هیدروژنی ، به ویژه در مناطق شهری با تراکم بالا ، در دسترس بودن شبکه ای موثر از ایستگاه های سوخت رسانی است [70]. برنامه ریزی بهینه از محل ایستگاه های سوخت گیری باید با در نظر گرفتن در دسترس بودن تولید هیدروژن از منابع مختلف در مراحل مختلف نفوذ ایجاد شود. به طور خاص ، در حالی که در مرحله اول ممکن است چندین کشور از یک تولید هیدروژن مبتنی بر فسیل بهره برداری کنند ، تغییر به سمت هیدروژن سبز ممکن است کل زنجیره تامین را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین مهم است که طراحی ایستگاه های سوخت گیری با دیدگاه میان مدت و بلند مدت انجام شود. علاوه بر این ، استقرار ایستگاه های سوخت رسانی همچنین می تواند با برنامه های خاص مانند سیستم های تقسیم اتومبیل مبتنی بر هیدروژن همراه باشد [71].

 

مزایای کنونی هیدروژن در مقایسه با باتری ها منجر به پتانسیل این فناوری در حمل و نقل بار جاده ای ، به ویژه در عملیات های طولانی است. مزایای کامیون های هیدروژنی در مقایسه با گازوئیل از منظر چرخه زندگی نشان داده شده است [72] ، اما مصرف برق برای فشرده سازی و مایع سازی در نتیجه نهایی دارای وزن قابل توجهی است. یک فرصت کوتاه مدت احتمالی برای اتخاذ تدریجی هیدروژن در حمل و نقل جاده ای ، اتخاذ کامیون های دوگانه سوز با مقاوم سازی سیستم های تزریق سوخت موجود است [73]. کاهش انتشار مورد انتظار متناسب با نسبت جابجایی گازوئیل است. با این حال ، برخی از کارشناسان تخمین می زنند که کاهش هزینه های پیش بینی شده در باتری های الکتریکی ، آنها را به یک راه حل استاندارد کم کربن برای کامیون ها تبدیل خواهد کرد [74] ، احتمالاً همراه با فناوری های دیگر مانند بزرگراه های الکتریکی [75].

 

شرکت های صنعتی به تدریج به سمت آزمایش کاربردهای هیدروژن در کامیون ها حرکت می کنند ، اما هنوز هیچ مدل تجاری در جاده وجود ندارد. به موازات استقرار وسایل نقلیه ، تضمین در دسترس بودن زیرساخت مناسب سوخت گیری مهم است. کامیون های هیدروژنی در نروژ [76] و در هلند [77] در حال آزمایش هستند و یک شرکت آلمانی در تلاش است کامیون های سنگین دیزلی را به پیشرانه های هیبریدی هیبریدی تبدیل کند [78]. علاوه بر این ، ابتکاراتی در مقیاس بزرگتر ، مانند ابتکاری در بندر روتردام ، با هدف دستیابی به هزار کامیون سلول سوختی در جاده تا سال 2025 ، با مشارکت چندین شریک در کل زنجیره تامین ، در حال انجام است [79]. هدف آنها تهیه یک راهرو هیدروژن در سراسر هلند ، بلژیک و آلمان است. مطالعات دیگر همچنین ارزیابی مزایای کامیون های هیدروژنی در مناطق دیگر جهان ، مانند چین [80] و ایالات متحده [81] است.

 

علاوه بر اتومبیل های شخصی و حمل و نقل باری ، برنامه ای که مورد توجه چشمگیر قرار گرفته است توسعه اتوبوس های هیدروژنی است. موارد آزمایشی در کشورهای مختلف (از جمله ایتالیا ، آلمان ، سوئد ، انگلیس [82 ، 83] ، ژاپن و ایالات متحده [84]) انجام شده است ، و اتوبوس های هیدروژنی یک فن آوری اثبات شده و قابل اعتماد هستند ، اگرچه پایداری اقتصادی آنها دشوار است با قیمت فعلی هیدروژن به دست آورید [85 ، 86].

 

فراتر از حمل و نقل جاده ای ، هیدروژن می تواند یک راه حل بالقوه برای قطارها ، کشتی ها و هواپیماها نیز باشد. پیل های سوختی که توسط هیدروژن تأمین می شوند ، یک راه حل جالب برای تأمین انرژی خطوط ریلی مسافری و باری هستند که به دلیل وجود موانع فنی یا اقتصادی ، برق آنها دشوار است. زیرساخت سوخت گیری و طراحی خودرو برای بهینه سازی عملکرد سیستم باید با ارزیابی برنامه های عملیاتی و دامنه مورد انتظار به دقت ارزیابی شوند [87]. برنامه های تجاری قطارهای مسافربری منطقه ای در کشورهای مختلف اروپایی ، از جمله آلمان [88] ، انگلستان [89] ، ایتالیا [90] و فرانسه افزایش یافته است.

 

هیدروژن همچنین برای راه حل بالقوه برای دكربن سازی بخش حمل و نقل پیشنهاد شده است ، هرچند كه بیشتر از طریق استفاده از آمونیاك انجام می شود ، كه ذخیره كردن آن در كشتی ها به صورت مایع بدون نیاز به رسیدن به دمای بسیار پایین آسان تر خواهد بود [91]. هیدروژن همچنین به عنوان یک محلول کم کربن برای حمل و نقل هوایی ارزیابی می شود ، اگرچه عملیات در ارتفاع بالا به استاندارد ایمنی و همچنین چگالی انرژی بالا احتیاج دارد [92]. ایرباس اخیراً خواستار ساخت اولین هواپیمای تجاری با انرژی هیدروژن تا سال 2035 است ، گرچه تاکنون فقط مفاهیم اولیه ارائه شده است [93].

 

2.3.3. ساختمانها

برخی از پروژه ها با استفاده از مخلوط کردن هیدروژن در شبکه های گاز طبیعی یا توسعه دیگهای بخار اختصاصی هیدروژن ، استفاده بالقوه از هیدروژن را در بخش ساختمان ها در نظر گرفته اند. با این حال ، کاربردهای مربوط به گرمایش ساختمان ها در مقایسه با سایر فن آوری های کم کربن ، مانند پمپ های حرارتی (بهمراه برق از طریق RES) ، به جز در زمینه های بسیار خاص ، دارای مزایای کمتری هستند.

 

مطالعات مختلفی برای ارزیابی رفتار فن آوری های مختلف با افزایش غلظت های حجمی هیدروژن در گاز طبیعی انجام شده است ، از جمله دیگهای بخار کوچک [94 ، 95] ، دیگهای بخار صنعتی ، موتورهای گاز [96] و توربین های میکرو [97] برای ثابت تولید برق با در نظر گرفتن دیگهای بخار مسکونی با انرژی هیدروژن ، پیشرفته ترین برنامه ها در حال حاضر در هلند و انگلیس در حال آزمایش هستند.

 

انگلستان هدف مطالعات مختلفی برای ادغام هیدروژن در زیرساخت های انرژی فعلی بوده است. مشهورترین آن احتمالاً پروژه H21 [98] است که در سال 2016 با برآورد امکان فنی تبدیل شبکه گاز موجود برای حمل 100٪ هیدروژن در شهر لیدز آغاز شد. دولت انگلیس در حال حاضر با 25 میلیون پوند از پروژه Hy4Heat [99] پشتیبانی می کند ، که مأموریت آن "ایجاد امکان جایگزینی گاز طبیعی (متان) با هیدروژن در ساختمانهای مسکونی و تجاری و وسایل گازسوز از نظر فنی امکان پذیر ، ایمن و راحت است" .

 

به موازات این ، برخی از شرکت ها در حال حاضر دیگهای بخار تجاری را پیشنهاد می دهند که می تواند با 100 hyd هیدروژن کار کند [100] ، به دلیل موانع فنی و محدودیت ها (از جمله فضای محدود ، دشواری عایق بندی تاریخی ساختمانها و تغییر جهت به سمت سیستمهای گرمایشی در دمای پایین). با این حال ، در حالی که برخی از سایت های نمایشی در حال حاضر برای آزمایش این فناوری در حال توسعه هستند [101] ، استقرار یک زیرساخت موثر برای تأمین هیدروژن به کاربران مسکونی ممکن است به مدتی زمان نیاز داشته باشد و برتری اقتصادی نسبت به گرمایش مستقیم برق مشخص نیست.

 

یکی دیگر از گزینه های استفاده از هیدروژن در ساختمان ها بهره برداری از بازده الکتریکی بالای سلول های سوختی برای تأمین نیروگاه های ترکیبی گرما و نیروگاه (CHP) است. مطالعات گذشته در مورد پتانسیل بهره برداری از هیدروژن برای میکرو CHP [102] ، با فرض هزینه های هیدروژن بسیار کم و هزینه های بیشتر برای سایر سوخت ها ، خوشبین بودند. با این حال ، در شرایط فعلی ، پتانسیل میکرو CHP در ساختمان ها امیدوار کننده تر به نظر می رسد ، همچنین به دلیل موفقیت کمی که میکرو CHP گاز طبیعی به ویژه در بخش مسکونی نشان داده بود.

 

سرانجام ، برخی از محققان برای جبران تولید فصلی ، ذخیره محلی هیدروژن را برای تضمین خودکفایی سالانه ساختمانهای مجهز به سیستم های فتوولتائیک (PV) پیشنهاد کرده اند ، اگرچه هزینه های بسیار بالای سرمایه گذاری مربوط به سلولهای سوخت و سیستم ذخیره هیدروژن را تأیید می کنند [103] .

 

2.3.4. تولید برق

علاوه بر استفاده مستقیم در بخشهای نهایی ، هیدروژن همچنین در نظر گرفته می شود که به عنوان تولید برق قابل استفاده باشد. در حالی که بازده تولید برق خود معمولاً زیاد است ، یا از طریق پیل های سوختی یا توربین های گازی سازگار و چرخه های ترکیبی ، هنگام در نظر گرفتن کل فرآیند از جمله تولید و ذخیره هیدروژن ، تلفات انرژی می تواند تا 70٪ باشد. پایداری اقتصادی می تواند با برق با هزینه های صفر یا منفی تضمین شود ، اما حتی در چنین شرایطی ساعات عملیاتی سالانه باید به اندازه کافی بالا باشد تا هزینه های سرمایه را توجیه کند.

 

با این وجود ، برای دستیابی به یک سیستم کاملاً کربنیزه شده انرژی ، ذخیره طولانی مدت برق اجتناب ناپذیر است و هیدروژن ممکن است از معدود راه حل های موجود باشد. برای کاهش هزینه های چرخه کامل ذخیره سازی برق از طریق هیدروژن و پشتیبانی از انتقال انرژی موثرتر ، سرمایه گذاری های اضافی در تحقیقات لازم است.

 

استراتژی های آب و هوایی مبتنی بر تولید برق از هیدروژن وارداتی برای مناطق با پتانسیل تجدید پذیر محلی کم ، بیشتر در ژاپن ارائه شده است [105 ، 106]. برنامه های اضافی شامل امکان اطمینان از تأمین انرژی پاک به مکان های دور مانند معادن ، شهرهای بندری یا جزایر با پتانسیل تجدیدپذیر کم ، مانند منطقه قطب شمال [107] است. استفاده از الکترولیزرها و پیل های سوختی متصل به منابع تجدیدپذیر متغیر در مطالعات متعدد ارزیابی شده است ، تا ارزیابی شود که امکان جلوگیری از اتکا به سوخت های فسیلی وارداتی در جزایر دور افتاده یا میکرو شبکه های جدا شده وجود دارد [108 ، 109 ، 110].

 

3. جنبه های ژئوپلیتیک

علاقه مجدد به هیدروژن باعث تحریک چندین تحلیل در مورد عواقب ژئوپلیتیکی بالقوه ناشی از توسعه هیدروژن شده است [12 ، 111]. در بسیاری از کشورها در تلاش برای دستیابی به اهداف آب و هوایی و کربن زدایی کامل تا اواسط قرن استفاده از هیدروژن - آبی و سبز - در بخشهای سخت قابل زدودن است. هیدروژن به دلیل پتانسیل بالا و کاربردهای متعدد ، می تواند به یک مسئله مهم ژئوپلیتیک تبدیل شود. انتظار می رود دانش فنی در آینده با کربن کم به موضوعی مرتبط تر از ژئوپلیتیک انرژی تبدیل شود. هر دو کشور و شرکتهای خصوصی متعهد به کسب دانش فنی خاص و رقابت برای تبدیل شدن به بازیگران اصلی در تلاش برای کربن زدایی هستند.

 

همانطور که فناوری هیدروژن به زمین می رسد ، "واردکنندگان" و "صادر کنندگان" جدید ظهور می کنند. در همین حال ، تولید کنندگان و صادرکنندگان سوخت های فسیلی در حال بررسی پروژه ها و برنامه های هیدروژنی در آینده برای جبران خسارات احتمالی ژئوپلیتیک و اقتصادی ناشی از انتقال انرژی هستند. هدف این بخش ، ارائه مختصری از مفاهیم ژئوپلیتیکی هیدروژن ، ارائه راهکارهای اصلی هیدروژن ملی ، طرح کلی بازیکنان بالقوه هیدروژن ، نقش بازیکنان خصوصی در پروژه های توسعه هیدروژن و توافق نامه های بین المللی در مورد تجارت هیدروژن است.

 

3.1 راهبردهای ملی

تعداد فزاینده ای از کشورها با هدف توسعه فن آوری ها و بازارهای هیدروژن استراتژی های ملی هیدروژن را آزاد کرده یا در حال کار بر روی آنها هستند [11]. چنین استراتژی هایی نشان دهنده جاه طلبی ها و نیازهای مختلف انرژی کشورها و همچنین تقسیم بالقوه بین "واردکنندگان" و "صادر کنندگان" است. همانطور که در مقاله اخیر ایرنا [112] آمده است ، استراتژی های ملی تنها آخرین مرحله از یک فرایند طولانی تر هستند. در واقع ، کشورها در ابتدا برای درک اصول فناوری هیدروژن ، برنامه های تحقیق و توسعه ایجاد می کنند تا به سندی بلند مدت "چشم انداز" برسند. یک گام بعدی یک "نقشه راه" است که یک برنامه یکپارچه را با فعالیت های مورد نیاز برای ارزیابی بهتر پتانسیل هیدروژن تعریف می کند. نقشه راه اقدامات کوتاه مدت و میان مدت مورد نیاز برای پیشبرد استقرار هیدروژن را مشخص می کند و بالاترین اولویت ها را در مناطق تحقیقاتی مشخص می کند. گام نهایی این استراتژی است که اهداف را مشخص می کند ، خط مشی های مشخصی را برطرف می کند و انسجام آنها را با سیاست های انرژی موجود ارزیابی می کند.

در حال حاضر ، آسیا و اروپا دو قاره هستند که بر ایجاد تقاضای هیدروژن تسلط دارند.

 

ژاپن پیشتاز اصلی در اقتصاد هیدروژن است. در دسامبر 2017 ، ژاپن استراتژی هیدروژن خود را ارائه داد. علاوه بر این ، در سال 2019 ژاپن نقشه راهبردی خود را برای سلولهای هیدروژنی و سوختی به روز کرد. در حال حاضر ، ژاپن به شدت به واردات انرژی ، بیشتر سوخت های فسیلی وابسته است. در سال 2019 ، ژاپن چهارمین وارد کننده نفت خام ، وارد کننده برتر LNG و سومین واردکننده بزرگ زغال سنگ بود. این وضعیت با بسته شدن برنامه های هسته ای ژاپن پس از حادثه هسته ای فوکوشیما 2011 بدتر شده است. به دنبال حادثه هسته ای ، مخلوط انرژی و تولید انرژی ژاپن به طور قابل توجهی جهش یافته است. گاز طبیعی ، نفت و انرژی های تجدیدپذیر سهم خود را در کل مصرف انرژی افزایش داده اند تا جایگزین سهم هسته ای شوند. اگرچه ژاپن تصمیم به بازگشایی برخی از نیروگاه های هسته ای خود گرفت ، سوخت های فسیلی بیش از 87 درصد از انرژی اولیه تولید ژاپن را در اختیار دارد و هدف ملی آب و هوای آن را زیر پا می گذارد. بنابراین ، هیدروژن می تواند یک راه حل مناسب برای اجرای اهداف آب و هوایی خود (به عنوان مثال ، خنثی سازی کربن تا سال 2050) ارائه دهد.

 

در ژاپن ، بودجه زیادی در دهه های گذشته صرف تحقیقات پیل های سوختی شده است ، اگرچه تأثیر چندانی در استفاده واقعی از برنامه های تجاری ندارد [113]. در مقابل ، تمرکز کمی بر سایر مراحل زنجیره تأمین گذاشته شده است ، و در نتیجه تخصص ملی در زمینه تولید و عرضه کم است. وابستگی فوق العاده زیاد ژاپن به واردات (این کشور تمام نیازهای نفت و گاز خود را وارد می کند) از بین نخواهد رفت ، زیرا قصد دارد بیشتر هیدروژن خود را وارد کند. ژاپن به وضوح اولویت خود را برای یک مسیر خاص هیدروژن اعلام نکرد.

 

کشورهای دیگر استراتژی های خود را در بخشهای خاصی متمرکز می کنند. به عنوان مثال ، چین استراتژی هیدروژن خود را در بخش حمل و نقل توسعه داده است [114] ، از جمله اجرای مشوق های اختصاصی برای پرورش تصویب وسایل نقلیه سلول سوختی.

 

در سال 2020 ، چین برنامه خود را برای دستیابی به خنثی سازی کربن تا سال 2060 اعلام کرد. در این تلاش ، هسته می تواند ارتباط بیشتری با ترکیب انرژی چین پیدا کند. در حال حاضر چین در حال ساخت یا برنامه ریزی بیش از پنجاه راکتور هسته ای جدید است. بخش هسته ای می تواند به منبع اضافی هیدروژن در تلاش برای جبران هزینه های بالای اقتصادی هسته ای و تولید هیدروژن تمیز تبدیل شود.

 

در حال حاضر ، چین بزرگترین تولید کننده هیدروژن در جهان است - بیش از 20 میلیون تن در سال که تقریباً با یک سوم کل تولید جهان مطابقت دارد. با این وجود ، بیشتر هیدروژن چین از زغال سنگ تأمین می شود. اتحاد هیدروژن چین انتظار دارد که تقاضای هیدروژن در سال 35 2030 میلیون تن افزایش یابد و هیدروژن سبز 15 درصد از کل تقاضای داخلی را تشکیل دهد. انتظار می رود در سال 2040 ، تقاضای هیدروژن به 45 میلیون تن (با هیدروژن سبز 40 درصد) و در سال 2050 به 60 میلیون تن (هیدروژن سبز با 75 درصد) افزایش یابد [115].

 

کشور آسیایی دیگری که استراتژی هیدروژن را راه اندازی کرد کره جنوبی است. در ابتدای سال 2019 ، کره جنوبی نقشه راه اقتصاد هیدروژن خود را اعلام کرد. اولویت های آن رهبری در پیل های سوختی اتومبیل ها و پیل های سوختی ثابت در مقیاس بزرگ برای تأمین نیرو است ، همچنین با توجه به نقش قوی بخش خودروی کره. نقشه راه هدف تولید 6.2 میلیون FCEV تا سال 2040 است. از این رقم ، 2.9 میلیون واحد باید به بازار داخلی اختصاص یابد ، در حالی که 3.3 میلیون واحد برای صادرات است. علاوه بر این ، نقشه راه تأمین 15 گیگاوات سلول سوختی برای تولید برق تا سال 2040 ، از جمله 7 گیگاوات برای صادرات است [116].

 

در اروپا ، هیدروژن هم در سطح اروپا و هم در سطح ملی مورد توجه خاص قرار گرفته است. در ژوئیه سال 2020 ، اتحادیه اروپا استراتژی هیدروژن خود را منتشر کرد. استراتژی اتحادیه اروپا هیدروژن سبز را به عنوان اولویت اصلی اروپا تعیین می کند ، در حالی که هیدروژن آبی فقط به عنوان یک راه حل موقتی برای میان مدت دیده می شود. تا سال 2030 ، اتحادیه اروپا متعهد شده است که 40 گیگاوات ظرفیت الکترولیزر هیدروژن داشته باشد - تقریباً دو برابر ظرفیت سد سه گور چین ، بزرگترین نیروگاه جهان. برای دستیابی به این هدف ، اتحادیه اروپا تا سال 470 بالغ بر 2050 میلیارد یورو سرمایه گذاری دولتی و خصوصی در نظر گرفته است. علاوه بر این ، در همان دوره ، از ساخت یک زنجیره تأمین واردات با 40 GW اضافی از کشورهای همسایه شرقی و جنوبی خبر داد ( اوکراین و کشورهای آفریقای شمالی).

 

به موازات این ، برخی از کشورهای عضو اروپا استراتژی های هیدروژن خود را منتشر کرده اند. از این میان ، اسپانیا ، آلمان و فرانسه تعهد خود را برای نصب 4 ، 5 و 6.5 گیگاوات گرم هیدروژن سبز تا سال 2030 اعلام کردند [117]. اهداف ملی هیدروژن سبز آلمان ، فرانسه ، پرتغال ، هلند و اسپانیا در حال حاضر بیش از 50 درصد از ظرفیت 40 گیگاوات نصب شده الکترولیزر اتحادیه اروپا را در سال 2030 تشکیل می دهند. این کشورها سرمایه گذاری های میلیارد دلاری در هیدروژن را اعلام کردند. پس از COVID-19 و رکود اقتصادی ، دولت ها ممکن است تخصیص بودجه به هیدروژن را به عنوان یک روش مناسب برای تقویت بهبود اقتصادی ضمن اجرای اهداف آب و هوایی در نظر بگیرند.

 

وارد کنندگان بالقوه مختلف هیدروژن به استراتژی های مختلف هیدروژن اعتماد می کنند. در حالی که اروپا به وضوح ترجیح خود را برای هیدروژن سبز اعلام کرده است ، بازارهای آسیایی (به عنوان مثال کره جنوبی ، ژاپن و چین) از استراتژی خاکستری-آبی-سبز متنوع تری برای دهه های آینده استفاده می کنند.

 

در حالی که اکثر کشورها استراتژی های هیدروژن را با هدف اهداف کربن سازی داخلی تولید کرده اند ، دیگران شروع به تمرکز روی هیدروژن کم کربن به عنوان یک منبع بالقوه برای صادرات می کنند.

 

کشورهایی که برای درآمد دولت به صادرات نفت و گاز متکی هستند ، به ویژه علاقه مند به تولید هیدروژن برای صادرات هستند.

 

یک نمونه قابل توجه استرالیا است ، که در حال توسعه چندین پروژه با هدف تبدیل شدن به یک صادر کننده در کلاس جهانی است. با توجه به موقعیت جغرافیایی و در دسترس بودن منابع زیاد ، استرالیا به دنبال تهیه هیدروژن تمیز به بازارهای آسیا ، به ویژه ژاپن و کره است. در فوریه سال 2020 ، وزیر کاهش انرژی و انتشار استرالیا هدف بلند پروازانه "H2 under 2" را با هدف کاهش هزینه های تولید هیدروژن به کمتر از 2 AUD در هر کیلوگرم (یعنی 1.5 دلار در هر کیلوگرم) اعلام کرد. این هدف چالش برانگیز نیازمند سیاستهای حمایتی هماهنگ با استراتژیهای صنعتی و فعالیتهای پژوهشی است [118].

 

عمده تولیدکنندگان نفت و گاز در منطقه خاورمیانه و شمال آفریقا (MENA) به طور فزاینده ای پروژه ها و برنامه های هیدروژنی را ارزیابی می کنند. این کشورها سنگ بنای سیستم انرژی جهانی موجود هستند - مبتنی بر سوخت های فسیلی. سوخت های فسیلی - به ویژه نفت - منابع اصلی دولت و صادرات بسیاری از این کشورها هستند. بنابراین ، انتقال انرژی جهانی ، با افزایش نقش RES ، تهدیدی وجودی برای ثبات داخلی آنها محسوب می شود. این کشورها در حال بررسی روش هایی برای جبران اثرات منفی اقتصاد کلان و کاهش نقش ژئوپلیتیکی در جهان بدون کربن زدایی در آینده هستند. تولیدکنندگان نفت و گاز MENA با توجه به پتانسیل تجدیدپذیر و CCS فراوان ، می توانند خود را به عنوان کشورهای صادر کننده هیدروژن سبز معرفی کنند. علیرغم پتانسیل زیاد ، جاه طلبی های هیدروژنی کشورهای MENA می تواند با کمبود زیاد آب در منطقه تضعیف شود. پیش بینی می شود که تنش آبی MENA فقط به دلیل تغییرات آب و هوایی بدتر شود. برای رفع کمبود آب ، کشورهای MENA می توانند پروژه های هیدروژن همراه با برنامه های نمک زدایی را مانند Neom توسعه دهند. این امر باعث توسعه بیشتر ظرفیت نمک زدایی MENA می شود که در حال حاضر تقریبا نیمی از ظرفیت آب شیرین کن جهانی را تشکیل می دهد.

 

از امروز ، سه کشور خلیج فارس پروژه های هیدروژنی را اعلام کرده اند: عربستان سعودی ، امارات متحده عربی (امارات متحده عربی) و عمان. در جولای سال 2020 ، Air Products ، ACWA سعودی و نئوم توافق نامه ای را برای توسعه کارخانه 5 میلیارد دلار هیدروژن سبز و آمونیاک سبز (بزرگترین در جهان) با استفاده از انرژی خورشیدی و بادی امضا کردند. این پروژه باید در سال 2025 آنلاین شود. نیروگاه از طریق ادغام بیش از 4 گیگاوات انرژی تجدیدپذیر از خورشید و باد تأمین می شود [119]. اگرچه می تواند عربستان را به عنوان صادر کننده اصلی هیدروژن سبز قرار دهد ، این پروژه با چالش های جدی روبرو است. ظرفیت تجدید پذیر اعلام شده برای تأمین انرژی طرح هیدروژن قابل توجه است.

 

علاوه بر این ، این پروژه نیاز به حمایت مالی عمده ای خواهد داشت ، البته محدودیت های اقتصادی و اقتصادی کلان سعودی ناشی از کاهش قیمت نفت در سال 2020.

 

امارات متحده عربی در تلاش است تا منابع جدید انرژی پاک را در پروژه های هیدروژن سبز و آبی سرمایه گذاری کند. اگرچه امارات متحده عربی هنوز در حال کار بر روی نقشه راه رسمی هیدروژن خود است ، اداره برق و آب دبی (DEWA) متعهد به توسعه یک پروژه تحرک هیدروژن سبز است ، با استفاده از تاسیسات الکترولیز خورشیدی در خورشیدی محمد بن راشد آل مکتوم پارک کنید انتظار می رود پارک خورشیدی تا سال 5 ظرفیت نصب شده 2030 گیگاوات داشته باشد. امارات متحده عربی اطمینان دارد که قیمت های رقابتی انرژی خورشیدی می تواند قیمت هیدروژن سبز را کاهش دهد [120]. علیرغم جاه طلبی های خود در مورد انرژی های تجدیدپذیر ، امارات متحده عربی همچنین در حال بررسی هیدروژن آبی است که از پتانسیل CCUS خود استفاده کند.

 

عمان سومین کشور حاشیه خلیج فارس است که در حال بررسی پتانسیل استفاده داخلی از هیدروژن است. برای انجام این کار ، عمان از احداث یک کارخانه هیدروژن سبز در بندر Duqm ، جایی که یک پالایشگاه بزرگ و صادرات تأسیسات پتروشیمی در حال توسعه است ، خبر داد. انتظار می رود تاسیسات Hyport Duqm از مرحله اول دارای ظرفیت الکترولیزر 250-500 مگاوات باشد و محصولاتی برای صادرات در نظر گرفته شده است. توسعه دولتی نفت عمان در صدد جذب سرمایه گذاری از کشورهای آسیایی ، به ویژه ژاپن است ، پیشنهاد می کند که بخشی از تولید آینده احتمالاً صادرات به آسیا باشد. عمان از استراتژی هیدروژن آینده خبر داد.

 

یکی دیگر از کشورهای MENA که قصد دارد به یک صادر کننده مهم هیدروژن تبدیل شود ، مراکش است. مراکش هیچ منبع شناخته شده هیدروکربنی را در اختیار ندارد ، اما به دنبال بهره برداری از پتانسیل بسیار زیاد خورشید و باد برای تولید هیدروژن است. مراکش در حال حاضر سرمایه گذاری مهمی در انرژی های تجدید پذیر (باد ، PV خورشیدی و انرژی خورشیدی متمرکز) انجام داده است تا وابستگی بالای واردات خود را کاهش دهد. تا سال 2030 ، این کشور قصد دارد 52 درصد از برق خود را از منابع تجدید پذیر تولید کند ، که با حدود 11 گیگاوات برق تجدید پذیر نصب می شود [121]. هدف این است که یک سوم هیدروژن سبز مراکش را به بازار داخلی اختصاص دهیم ، در حالی که دو سوم آن را به صادرات اختصاص می دهیم. با توجه به منابع عظیم خورشیدی و بادی و همجواری با اروپا ، مراکش می تواند به منبع اصلی هیدروژن سبز به اروپا تبدیل شود. روابط نزدیک با آلمان نمونه ای از چشم انداز ژئوپلیتیک آینده است که در بخش 3.3 بیان شده است.

 

همزمان با گسترش کربن زدایی اروپا ، روسیه یکی دیگر از بزرگترین صادرکنندگان نفت و گاز است که برای حفظ درآمد و نفوذ ژئوپلیتیکی خود نیاز به بررسی پروژه های احتمالی هیدروژن دارد. روسیه می تواند از عمده ذخایر گاز طبیعی خود بهره مند شود تا به یک بازیگر اصلی در اقتصاد هیدروژن تبدیل شود. در نوامبر 2020 ، معاون وزیر انرژی روسیه پاول سوروكین از سیاست جدید دولت برای صادرات 200,000 تن هیدروژن در سال تا سال 2024 رونمایی كرد و آن را به 2 میلیون تن در سال 2035 افزایش داد [122]. روسیه همچنین می تواند از ظرفیت هسته ای خود برای تولید هیدروژن بهره مند شود. علاوه بر پتانسیل گاز و هسته ای ، ذخایر زیادی از آب شیرین و موقعیت ژئواستراتژیک آن بین اروپا و آسیا می تواند روسیه را به عنوان یک بازیکن برجسته هیدروژن در اختیار بگذارد.

 

علاوه بر این ، دیگر صادرکنندگان هیدروژن سبز دیگر در سراسر جهان در حال ظهور هستند. شیلی یکی از آنهاست. این کشور آمریکای جنوبی که در حال حاضر یکی از تأمین کنندگان عمده مواد معدنی است ، با تولید 25 میلیون تن هیدروژن سبز در سال تا سال 2050 ، توانایی تولید هیدروژن سبز را دارد. صادرات هیدروژن پاک می تواند درآمد قابل توجهی داشته باشد ، که بیش از 30 میلیارد دلار تخمین زده می شود [ 11] شیلی با توجه به موقعیت جغرافیایی خود ، می تواند به عنوان یک بازیگر اصلی در تجارت هیدروژن تبدیل شود و علاوه بر آمریکای شمالی و اروپای غربی ، انرژی پاک به بازارهای آسیا (کره ، ژاپن و به طور بالقوه چین) نیز برساند.

 

سرانجام ، استراتژی های ملی هیدروژن نشان دهنده نقش بالقوه ای است که هر کشور می تواند بازی کند. همانطور که شکل 5 نشان می دهد ، مصرف داخلی و پتانسیل تولید تجدیدپذیر تنها برخی از اصلی ترین عواملی است که "واردکنندگان" و "صادر کنندگان" آینده را تعریف می کند.

 

شکل 5. مقایسه کشورهای منتخب بر اساس مصرف داخلی هیدروژن سبز و پتانسیل تولید. شورای همکاری خلیج فارس به معنای شورای همکاری خلیج فارس (شامل بحرین ، کویت ، عمان ، قطر ، عربستان سعودی و امارات متحده عربی) است. منبع: [123].

 

3.2 نقش شرکت های خصوصی

هیدروژن نه تنها از سوی دولت های ملی بلکه از طرف بخش خصوصی نیز مورد توجه قرار گرفته است.

 

اولاً ، شرکت های بین المللی نفت (IOC) با توجه به تعهدات خود در زمینه آب و هوا و فشارهای فزاینده سیاسی ، پروژه های احتمالی هیدروژن را در نظر گرفتند. توجه به روند کلی بین IOC مهم است: اختلاف فزاینده ای بین رشته های انرژی اروپا و ایالات متحده. در حالی که IOC های اروپایی به طور فزاینده ای در منابع انرژی تجدیدپذیر سرمایه گذاری کرده اند ، IOC های ایالات متحده همچنان بر دارایی های سنتی سوخت فسیلی تمرکز می کنند.

 

در فوریه سال 2020 ، NortH2 توسط کنسرسیومی متشکل از بنادر دریایی شل ، گاسونی و گرونینگن راه اندازی شد. هدف این پروژه تولید هیدروژن سبز با استفاده از برق تجدیدپذیر تولید شده توسط یک مگا مزرعه دریایی در دریای شمال است. ظرفیت این پروژه در سال 1 2027 گیگاوات ، تا سال 4 2030 گیگاوات خواهد بود و آرزو دارد تا سال 10 به حدود 2040 گیگاوات برسد. این پروژه حمایت Equinor و RWE را به دست آورد كه در دسامبر 2020 به شریك جدید تبدیل شدند. تا سال 2021 ، این پروژه یک مطالعه امکان سنجی را با هدف شروع فعالیت های توسعه پروژه در نیمه دوم سال 2021 تکمیل می کند.

 

در نوامبر 2020 ، BP شروع به کار با همکاری Ørsted برای توسعه پروژه ای ، Lingen Green Hydrogen ، برای تولید هیدروژن سبز در مقیاس صنعتی کرد. براساس این پروژه ، این دو شرکت قصد دارند یک الکترولیزر اولیه 50 مگاواتی و زیرساخت های مربوطه را در پالایشگاه Lingen در BP در شمال غربی آلمان بسازند. این انرژی توسط انرژی تجدید پذیر تولید شده توسط یک نیروگاه بادی دریایی شمال در دریای شمال تأمین می شود و هیدروژن تولید شده در پالایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد. BP و Ørsted قصد دارند تصمیم نهایی سرمایه گذاری (FID) را تا اوایل سال 2022 بگیرند و این پروژه می تواند تا سال 2024 عملیاتی شود.

 

همچنین بزرگترین شرکت انرژی اسپانیا ، Repsol ، در حال افزایش سرمایه گذاری در هیدروژن است. این شركت 60 میلیون یورو برای ساخت كارخانه ای در اسپانیا سرمایه گذاری خواهد كرد كه با تركیب هیدروژن سبز از نیروگاه بادی و CCS در یك پالایشگاه پترونور در نزدیكی ، سوختهایی با میزان آلایندگی ایجاد می كند.

 

ثانیا ، خدمات برق خصوصاً مشتاق سرمایه گذاری در هیدروژن هستند. آنها خواهان هیدروژن سبز در داخل و خارج از کشور هستند. به عنوان مثال Enel ایتالیا است که قصد دارد اولین پروژه تولید هیدروژن سبز در شیلی را بسازد. این پروژه از انرژی باد تأمین می شود و می تواند تا سال 2022 وارد تولید شود. سایر شرکت های بزرگ تأسیساتی مانند Iberdrola اسپانیا ، NextEra ایالات متحده و Uniper آلمان ، پروژه های هیدروژن را آغاز کرده اند. شرکت های برق به طور فزاینده ای مورد توجه قرار می گیرند ، زیرا برق و کربن زدایی به دست می آید. هیدروژن یک زمینه اضافی برای آنها فراهم می کند تا نقش آنها را به عنوان بازیگران اصلی انرژی از کربن زدایی تقویت کنند.

 

ثالثاً ، اپراتورهای شبکه گاز ممکن است به دلیل رشد منابع انرژی تجدید پذیر ، کاهش درآمد و نفوذ داشته باشند. هیدروژن این فرصت را به آنها می دهد تا بخشی از تلاش های آب و هوایی باشند. اپراتورهای شبکه گاز پیشنهاد داده اند که خطوط انتقال گاز موجود برای انتقال هیدروژن را تبدیل کنند. اگرچه استفاده از هیدروژن در خطوط لوله گاز چالش هایی دارد ، اپراتورهای شبکه گاز اروپایی طرحی (به اصطلاح "ستون فقرات هیدروژنی اروپا") را در ژوئیه 2020 منتشر کردند [124] ، با ارائه یک شبکه زیرساختی که از اواسط دهه 2020 ظهور می کند به بعد تا سال 2030 ، یک شبکه اولیه لوله کشی 6800 کیلومتری به دره های هیدروژن منتخب محدود می شود ، در حالی که تا سال 2040 این شبکه تقریباً به 23,000 کیلومتر افزایش می یابد و در کل قاره گسترش می یابد.

 

اپراتورهای شبکه گاز ، مانند Snam ایتالیا ، در تلاشند تا با زیرساخت های خود بخشی از فرآیند کربن زدایی و جلوگیری از دارایی های احتمالی متوقف شده ، در هیدروژن شرط بندی کنند. در سال 2020 ، Snam متعهد به برنامه ای برای سرمایه گذاری 7.4 میلیارد یورو طی چهار سال آینده شد. Snam متعهد شده است 50 درصد از این مبلغ را برای ایجاد زیرساخت "آماده هیدروژن" یا جایگزینی و توسعه دارایی های جدید با استانداردهای آماده هیدروژن اختصاص دهد. Snam بر این باور است که ایتالیا از موقعیت خوبی برخوردار است تا به یک قطب هیدروژن برای بازارهای اروپا تبدیل شود و از کشورهای آفریقای شمالی هیدروژن سبز و آبی وارد کند.

 

توسعه اقتصاد هیدروژنی مقرون به صرفه با چالش های اساسی روبرو است. بنابراین ، شرکتهای زیادی - در بخشهای مختلف - شروع به هماهنگی تلاشهای خود کرده اند. به عنوان نمونه می توان به طرح منجنیق سبز هیدروژنی سبز اشاره کرد که توسط هفت شرکت تاسیس شد: ایبردرولا اسپانیا ، اورستد دانمارک ، سنام ایتالیا ، ACWA عربستان سعودی ، CWP تجدید پذیر و یارا. منجنیق هیدروژن سبز قصد دارد تا 25 گیگاوات از ظرفیت تولید هیدروژن مبتنی بر تجدیدپذیر در سراسر جهان را توسعه دهد و هزینه های تولید فعلی را به زیر 2 دلار در هر کیلوگرم تا سال 2026 کاهش دهد. این هدف نیاز به سرمایه گذاری تقریبی 110 میلیارد دلار دارد [125].

 

3.3 توافقات بین المللی

هیدروژن ممکن است معاملات بین المللی انرژی آینده را ترسیم کند. در واقع ، به موازات استراتژی های ملی هیدروژن ، برخی از کشورها در حال تنظیم توافق نامه های دو جانبه اختصاصی برای کشورهای زوج با پتانسیل تولید بالا با کشورهای با تقاضای هیدروژن بالا هستند. در میان واردکنندگان بالقوه ، آلمان در حال همکاری با مراکش برای حمایت از تولید هیدروژن سبز در این کشور است ، اولین پروژه 100 مگاواتی با انرژی خورشیدی تأمین می شود.

 

در سپتامبر 2020 ، آلمان همچنین توافق نامه دوجانبه ای را با هدف افزایش واردات تولید هیدروژن با نیروگاه های خورشیدی در استرالیا با استرالیا امضا کرد. در میان صادرکنندگان بالقوه ، استرالیا پیشتاز است. با توافق اخیر خود با آلمان ، استرالیا گام دیگری را در پیشبرد هدف خود برای تبدیل شدن به نیروگاهی در تولید و صادرات هیدروژن برداشت. همانطور که قبلا ذکر شد ، استرالیا همچنین به دنبال صادرات هیدروژن خود به بازارهای انرژی سریع رشد آسیا است. همکاری با آلمان علاوه بر تعهدات موجود استرالیا قبلاً با کشورهای دیگر از جمله ژاپن ، کره جنوبی و سنگاپور دنبال کرده است.

 

در سپتامبر 2020 ، اولین محموله آمونیاک آبی جهان از عربستان سعودی به ژاپن یک نقطه عطف مهم در تجارت آینده آمونیاک به عنوان بردار انرژی ایجاد کرد. اولین محموله آمونیاک آبی با 40 تن حمل به ژاپن برای تولید برق استفاده شد [126]. ژاپن اعلام کرد که آمونیاک به عنوان بخشی از تلاش های ژاپن برای دستیابی به خنثی شدن کربن در سال 2050 ، نقش مهمی در تولید انرژی حرارتی ژاپن خواهد داشت.

 

4. نتیجه گیری و توصیه های سیاست

در حال حاضر حرکت قابل توجهی به سمت توسعه استراتژی های آینده هیدروژن در سراسر جهان وجود دارد. در این مقاله جنبه های اصلی مربوط به اجرای یک سیستم انرژی مبتنی بر فن آوری های هیدروژن و همچنین چشم اندازهای بازار و ژئوپلیتیک مربوط به تولید هیدروژن ، از طریق مسیرهای سبز یا آبی ، حمل و نقل ، ذخیره سازی و استفاده نهایی در بخشهای مختلف ارائه شده است.

 

موفقیت در اقتصاد هیدروژن آینده نیاز به حل چندین جنبه ، از طریق بهبود فن آوری های فعلی برای تأمین هیدروژن به کاربران علاقه مند با هزینه رقابتی دارد. هدف استفاده از خود هیدروژن نیست ، بلکه انتقال سیستم انرژی فعلی به سمت گزینه های کم کربن است. بنابراین ، هیدروژن یک م componentلفه اصلی یک تصویر گسترده تر است ، و مهم است که استراتژی های آینده برای اجرای آن به خوبی با راه حل های دیگر ترکیب شوند.

 

از این منظر ، مقایسه مسیرهای هیدروژن سبز و آبی باید با در نظر گرفتن سهم بالقوه هر دو راه حل برای حمایت از سیستم انرژی کم کربن مورد توجه قرار گیرد. در بسیاری از کشورها ممکن است افزایش ظرفیت انرژی RES برای تأمین تقاضای هیدروژن کم کربن کافی نباشد و ممکن است از هیدروژن آبی برای پر کردن این شکاف در حین انتقال استفاده شود.

 

علاوه بر تولید هیدروژن ، در نظر گرفتن کل زنجیره ارزش آن نیز مهم است. در حالی که اکثر فن آوری ها در سطوح مختلف زنجیره تأمین هیدروژن بالغ شده اند ، به دلیل فرآیندهای بیشماری که برای تأمین هیدروژن به مصرف کنندگان نهایی مورد نیاز است ، پیچیدگی آن باعث بازده انرژی نسبتاً کمی می شود. تمرکز اغلب بر روی هزینه های تولید است ، اما شواهد نشان می دهد که هم حمل و نقل و هم ذخیره سازی هیدروژن از نظر اتلاف انرژی و زیرساخت های مورد نیاز چالش های اساسی را نشان می دهد. موفقیت در رفع محدودیت های فنی و به کارگیری راهکارهای روشن و منسجم ، دو جنبه اصلی در دستیابی به هزینه های قابل قبول برای هیدروژن کم کربن خواهد بود.

 

با این وجود ، پیچیدگی زنجیره تأمین هیدروژن نشان می دهد که هیدروژن یک حامل با ارزش است که باید در درجه اول در برنامه هایی که جایگزین های عملی کمی برای کربن زدایی دارند ، مورد استفاده قرار گیرد. این معمولاً در قیمت ها منعکس می شود ، زیرا هرچه امکان جایگزینی منبعی با گزینه های دیگر کمتر باشد ، قیمت آن بالاتر است.

 

از آنجا که تغییر اقلیم یک مشکل جهانی است ، یک استراتژی م requiresثر برای تصدیق و تعیین کمیت منافع بالقوه از نظر کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به توافقات بین المللی قوی احتیاج دارد [127]. به طور خاص ، تعیین استانداردها و اهداف شفاف و روشن برای توسعه مسیرهای هیدروژنی و تأثیرات مورد انتظار از جمله فناوری های در نظر گرفته شده ، مرزهای سیستم (یا عملکرد سیستم یا ارزیابی چرخه حیات) و آستانه هایی که فرض می شود مهم است. هیدروژن کم کربن را تعریف کنید. بدون همسویی مشخص بین کشورها ، این خطر وجود دارد که چشم اندازهای مختلف با یکدیگر همپوشانی داشته باشند ، و ممکن است منجر به استقرار بهینه منابع موجود نشود. علاوه بر این ، جلوگیری از تعیین اهداف نهایی ، بدون ارائه جدی یک جدول زمانی واقع بینانه و اهداف میانی ، بسیار مهم است. برای این کار ، سیاست ها و نقشه های راه باید عدم قطعیت ها و چالش ها را در نظر بگیرند و به طور منظم با دانش و واقعیت های جدید سازگار شوند.

 

هیدروژن می تواند یک نقشه ژئوپلیتیک جدید ترسیم کند. همچنین در ژئوپلیتیک هیدروژن ، کشورها موضوعات ژئوپلیتیک انرژی کلاسیک ، مانند امنیت عرضه / تقاضا و تنوع را در نظر می گیرند. ژئوپلیتیک به طور فزاینده ای تسلط تکنولوژیکی را همراه با در دسترس بودن منابع در نظر می گیرد. تولیدکنندگان عمده نفت و گاز کنونی ، به همراه سایر کشورهایی که از منابع RES برخوردارند ، سعی می کنند خود را به عنوان صادرکننده هیدروژن مطمئن و قابل اطمینان به منظور حفظ یا به دست آوردن نقش ژئوپلیتیکی (و همچنین عواید ناشی از آن) معرفی کنند. بعضی از کشورها یا مناطق علاوه بر تولید بخشی از نیازهای هیدروژنی خود در داخل کشور ، برای تأمین اهداف آب و هوایی خود ، نیاز به وارد کردن هیدروژن (سبز و / یا آبی) دارند.

 

تجارت بین المللی هیدروژن در حال ظهور است. اگرچه هیدروژن می تواند در کاهش تولید گازهای گلخانه ای و کاهش کربن بخش های قابل زدودن در برخی مناطق نقش داشته باشد ، اما نباید فراموش کرد که همه کشورها باید بر تأمین انرژی پاک برای شهروندان خود تمرکز کنند. بنابراین ، دولت ها و شرکت ها باید همکاری کنند تا از وضعیت صادرات هیدروژن سبز در حالی که نیازهای انرژی محلی تا حدی با منابع انرژی آلوده کننده بیشتر تأمین می شود ، جلوگیری کنند.

 

در حالی که عامل اصلی توسعه هیدروژن ، کربن زدایی سیستم انرژی است ، در نظر گرفتن تأثیرات اضافی که غالباً نادیده گرفته می شوند ، از جمله نیاز به آب شیرین برای تولید هیدروژن سبز و آبی - هر چند با تقاضای خاص آب متفاوت است. در واقع ، حتی اگر راه حل های خاصی مانند نمک زدایی آب دریا یا استفاده مجدد از فاضلاب در حل این مسئله مهم کمک کند ، برای جلوگیری از تأثیرات منفی بر اکوسیستم های محلی و محدودیت در دسترس بودن آب شیرین برای سایر مصارف ، یک تجزیه و تحلیل جامع لازم است.

 

نویسندگان بر این باورند که توسعه مسیرهای هیدروژن کم کربن ، دقیقاً مانند سایر فناوری های هدف مبارزه با تغییرات آب و هوا ، باید با چشم اندازهای روشن و مبتنی بر دیدگاه جهانی پشتیبانی شود. استراتژی های ملی بدون تمرکز گسترده بر تصویر جهانی ممکن است تأثیر کمی داشته باشند ، زیرا خطر گسترش شکاف در کشورها و بدتر کردن نابرابری های موجود را دارد. در چنین جهانی تقسیم شده ، رسیدن به اهداف چالش برانگیز لازم برای محدود کردن تغییرات آب و هوایی کار سخت تری خواهد بود.

 

مقالات نویسنده

MN ، PPR ، RS و MH مطالعه را مفهوم سازی کرده اند و آنها در درجات مختلف به تمام بخشهای کار کمک کرده اند. MN نویسنده برجسته در بخش فناوری و PPR در بخش ژئوپلیتیک است. MN ، PPR ، RS و MH به نگارش و بررسی مقاله نهایی کمک کرده اند. همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.
نویسندگان هیچ گونه تضاد منافع را اعلام نمی کنند.

 

اختصارات

اختصارات زیر در این دستنوشته استفاده می شود:
اصلاح حرارتی ATR-Auto
BNEF-Bloomberg New Energy Finance
گرما و توان ترکیبی CHP
DRI- کاهش مستقیم آهن
وسایل نقلیه الکتریکی EVS
گاز GHG-گلخانه ای
آژانس بین المللی انرژی IEA
ایرنا - آژانس بین المللی انرژی های تجدیدپذیر
LHV - مقدار گرمایش پایین تر
گاز طبیعی مایع LNG
حامل های هیدروژن آلی LOHC-Liquid
غشای تبادل PEM-Proton
PV-Photovoltaic
منابع انرژی تجدید پذیر RES
اصلاح متان SMR-Steam
سطح آمادگی فناوری TRL

 

این مقاله در ابتدا توسط MDPI ، بازل ، سوئیس در 31 دسامبر سال 2020 منتشر شد و مطابق با مجوز بین المللی Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0. می توانید مقاله اصلی را مطالعه کنید اینجا کلیک نمایید. نظرات بیان شده در این مقاله تنها نظر نویسنده است و نه WorldRef.

 

بازنشر شده توسط : آکس کلدیپ سینگ

منابع

1. Chaube ، A. چاپمن ، ا. شیگتومی ، ی. هاف ، ک. Stubbins، J. نقش هیدروژن در دستیابی به اهداف بلند مدت سیستم انرژی ژاپن. Energies 2020، 13، 4539. [Google Scholar] [CrossRef]
2. دولت فدرال آلمان - وزارت امور اقتصادی و انرژی فدرال. استراتژی ملی هیدروژن. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.bmwi.de/Redaktion/EN/Publikationen/Energie/the-nation-hidrogen-strategy.pdf (در 18 دسامبر 2020 قابل دسترسی است).
3. دولت استرالیا. استراتژی ملی هیدروژن استرالیا. 2019. به صورت آنلاین در دسترس است: https://www.industry.gov.au/data-and-publications/australias-nacti-hidrogen-strategy (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
4. کمیسیون اتحادیه اروپا. استراتژی هیدروژن برای یک منطقه خنثی در اروپا. 2020. به صورت آنلاین در دسترس است: https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/fa/FS_20_1296 (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
5. IEA. آینده هیدروژن. 2019. در دسترس آنلاین: https://www.iea.org/reports/the- آینده- هیدروژن (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
6. بلومبرگ. بلومبرگ: یک سری سه بخشی در مورد انرژی هیدروژن. 2020. موجود به صورت آنلاین: https://www.bloomberg.com/graphics/2020-opinion-hydrogen-green-energy-revolution-challenges-risks-sports/oil.html (قابل دسترسی در 11 دسامبر 2020).
7. Rifkin، J. اقتصاد هیدروژن؛ Tarcher-Putnam: New York، NY، USA، 2002. [Google Scholar]
8. ایرنا. هیدروژن: چشم انداز انرژی تجدید پذیر. 2019. به صورت آنلاین در دسترس است: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agence/Publication/2019/Sep/IRENA_Hydrogen_2019.pdf (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
9. نیوبورو ، م. کولی ، ج. تحولات در بازار جهانی هیدروژن: طیف رنگهای هیدروژن. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 16–22. [Google Scholar] [CrossRef]
10. ایواننکو ، الف. نگاهی به رنگهای هیدروژن که می توانند آینده ما را تقویت کنند. فوربس 2020. به صورت آنلاین در دسترس است: https://www.forbes.com/sites/forbestechcouncil/2020/08/31/a- نگاه-به-رنگ-های-هیدروژن-که-می تواند-آینده-ما را- قدرت دهد /؟ sh = 3edf9d6e5e91 (قابل دسترسی در 30 دسامبر 2020).
11. Scita ، R. Raimondi ، PP ؛ نوسان ، م. هیدروژن سبز: جام مقدس از کربن زدایی؟ تجزیه و تحلیل پیامدهای فنی و ژئوپلیتیکی اقتصاد آینده هیدروژن ؛ FEEM نوتا دی لاورو ؛ Fondazione Eni Enrico Mattei: میلان ، ایتالیا ، 2020 ؛ جلد 2020. [Google Scholar]
12. ون دو گراف ، ت. Overland ، من. شولتن ، دی. وستفال ، ك. روغن جدید؟ ژئوپلیتیک و حاکمیت بین المللی هیدروژن. میزان انرژی جامعه علمی 2020 ، 70 ، 101667. [Google Scholar] [CrossRef]
13. دیکل ، آر. هیدروژن آبی به عنوان یک فعال کننده هیدروژن سبز: مورد آلمان ؛ کاغذ OIES؛ موسسه مطالعات انرژی آکسفورد: آکسفورد ، انگلستان ، 2020. [Google Scholar]
14. بلومبرگ NEF. چشم انداز اقتصاد هیدروژن. 2020. در دسترس آنلاین: https://data.bloomberglp.com/professional/sites/24/BNEF-Hydrogen-Economy-Outlook-Key-Messages-30-Mar-2020.pdf (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
15. ال-امام ، RS ؛ اوزجان ، ح. Zamfirescu، C. به روزرسانی در مورد چرخه های گرمایش شیمیایی امیدوار کننده برای تولید هیدروژن پاک با استفاده از انرژی هسته ای. ج. تمیز تولید 2020 ، 262 ، 121424. [Google Scholar] [CrossRef]
16. پینسکی ، آر. Sabharwall ، ص. هارتویگسن ، ج. اوبراین ، ج. بررسی مقایسه ای فناوری های تولید هیدروژن برای سیستم های انرژی ترکیبی هسته ای. پیشرفت Nucl انرژی 2020 ، 123 ، 103317. [Google Scholar] [CrossRef]
17. پینگ ، ز. لایجون ، دبلیو. سونگزه ، سی. Jingming، X. پیشرفت تولید هیدروژن هسته ای از طریق فرآیند ید و گوگرد در چین. تجدید پایدار باش انرژی Rev. 2018 ، 81 ، 1802–1812. [Google Scholar] [CrossRef]
18. ژیژنین ، س. تیموخوف ، وی. Gusev ، A. جنبه های اقتصادی انرژی هسته ای و هیدروژن در جهان و روسیه. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 31353–31366. [Google Scholar] [CrossRef]
19. بهندری ، ر. Trudewind ، کالیفرنیا Zapp، P. ارزیابی چرخه زندگی تولید هیدروژن از طریق الکترولیز - یک بررسی. ج. تمیز تولید 2014 ، 85 ، 151–163. [Google Scholar] [CrossRef]
20. ایرنا هیدروژن حاصل از انرژی تجدید پذیر - چشم انداز فناوری برای انتقال انرژی. 2018. موجود به صورت آنلاین: https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agence/Publication/2018/Sep/IRENA_Hydrogen_from_renewable_power_2018.pdf (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
21. IEA. ظرفیت جهانی الکترولیز عملیاتی شدن سالانه ، 2014–2023 ، تاریخی و اعلام شده. 2020. موجود بصورت آنلاین: https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/global-electrolysis-cacity-accity-bying-operativeal-annally-2014-2023-historical-and-nnounced (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020) )
22. توماس ، دی. هیدروژن تجدیدپذیر - رابط گمشده بین بخش های برق ، گاز ، صنعت و حمل و نقل. 2018. آنلاین در دسترس: https://hydrogeneurope.eu/sites/default/files/2018-06/2018-06_Hydrogenics_Company٪20presentation.compressed.pdf (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
23. القحطانی ، ا. پارکینسون ، بی. هلگاردت ، ک. شاه ، ن. Guillen-Gosalbez، G. کشف هزینه واقعی مسیرهای تولید هیدروژن با استفاده از درآمدزایی از چرخه زندگی. درخواست انرژی 2021 ، 281 ، 115958. [Google Scholar] [CrossRef]
24. d'Amore Domenech، R. سانتیاگو ،. Leo، TJ تجزیه و تحلیل چند معیار فناوری های الکترولیز آب دریا برای تولید هیدروژن سبز در دریا. تجدید پایدار باش Energy Rev. 2020 ، 133 ، 110166. [Google Scholar] [CrossRef]
25. کلوت ، س. Ruhnau ، O. Hirth، L. در مورد استفاده از سرمایه در اقتصاد هیدروژن: تلاش برای به حداقل رساندن ظرفیت بیکار در سیستم های انرژی غنی از انرژی تجدیدپذیر. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 46 ، 169–188. [Google Scholar] [CrossRef]
26. ربیعی ، ا. کین ، ا. سورودی ، A. موانع فنی برای مهار هیدروژن سبز: چشم انداز سیستم قدرت. تجدید انرژی 2021 ، 163 ، 1580–1587. [Google Scholar] [CrossRef]
27. Proost، J. ارزیابی انتقادی مقیاس تولید مورد نیاز برای برابری فسیلی هیدروژن الکترولیتی سبز. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 17067–17075. [Google Scholar] [CrossRef]
28. آرميجو ، ج. Philibert، C. تولید انعطاف پذیر هیدروژن سبز و آمونیاک از انرژی متغیر خورشید و باد: مطالعه موردی شیلی و آرژانتین. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 1541-1558. [Google Scholar] [CrossRef]
29. انجمن سلطنتی. گزینه های تولید هیدروژن کم کربن در مقیاس 2018. در دسترس آنلاین: https://royalsociety.org/~/media/policy/projects/hydrogen-produc//energy-briefing-green-hydrogen.pdf (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
30. گواهینامه معیارهای هیدروژن CertifHy-SD. 2019. در دسترس آنلاین: https://www.certifhy.eu/images/media/files/CertifHy_2_deliverables/CertifHy_H2-criteria-definition_V1-1_2019-03-13_clean_endorsed.pdf (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
31. Philibert، C. Splitting Methane و Turquoise Ammonia. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.ammoniaenergy.org/articles/methane-splitting-and-turquoise-ammonia/ (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
32. بولتن سلولهای سوختی. TSO آلمان ، فرانسه در MOU ​​در حمل و نقل ، مخلوط شدن هیدروژن در شبکه های گاز طبیعی. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 10. [Google Scholar] [CrossRef]
33. پلگرینی ، م. گوزینی ، ا. Saccani، C. ارزیابی اولیه پتانسیل ترکیب درصد کم هیدروژن سبز در شبکه گاز طبیعی ایتالیا. Energies 2020، 13، 5570. [Google Scholar] [CrossRef]
34. اختیاری ، ا. فلین ، دی. Syron، E. بررسی تزریق چند نقطه ای هیدروژن سبز از انرژی تجدید پذیر محدود به شبکه گاز. Energies 2020، 13، 6047. [Google Scholar] [CrossRef]
35. سرنیاوسكاس ، س. خوزه چاوز جونکو ، ا. گروب ، ت. روبینیوس ، م. Stolten، D. گزینه های تغییر خط لوله گاز طبیعی برای هیدروژن: ارزیابی هزینه برای یک مطالعه موردی در آلمان. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 12095–12107. [Google Scholar] [CrossRef]
36. نگوین ، TT ؛ پارک ، JS؛ کیم ، WS ؛ نهم ، ش Beak، UB شکنندگی هیدروژن محیطی فولاد X70 در خط لوله در شرایط مختلف مخلوط گاز با آزمایش های پانچ کوچک درجا. ماده علمی مهندسی A 2020 ، 781 ، 139114. [Google Scholar] [CrossRef]
37. ولف ، سی. Reuß ، م. گروب ، ت. Zapp ، ص. روبینیوس ، م. هاک ، JF ؛ Stolten، D. ارزیابی چرخه زندگی گزینه های انتقال و توزیع هیدروژن. ج. تمیز تولید 2018 ، 199 ، 431–443. [Google Scholar] [CrossRef]
38. ایشیموتو ، ی. ولدسوند ، م. نکسو ، پ. روسانالی ، س. برستاد ، دی. Gardarsdottir، SO تولید و انتقال هیدروژن در مقیاس بزرگ از نروژ به اروپا و ژاپن: تجزیه و تحلیل زنجیره ارزش و مقایسه هیدروژن مایع و آمونیاک به عنوان حامل های انرژی. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 32865–32883. [Google Scholar] [CrossRef]
39. Boretti، A. تولید هیدروژن برای صادرات از انرژی باد و خورشیدی ، گاز طبیعی و ذغال سنگ در استرالیا. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 3899–3904. [Google Scholar] [CrossRef]
40. گالاردو ، FI ؛ Monforti Ferrario ، A. لامانیا ، م. بوچی ، ای. آستیاسو گارسیا ، دی. Baeza-Jeria ، TE تحلیل اقتصادی - اقتصادی تولید هیدروژن خورشیدی توسط الکترولیز در شمال شیلی و مورد صادرات از صحرای آتاکاما به ژاپن. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، در دست چاپ است. [Google Scholar] [CrossRef]
41. هوزر ، PM؛ Ryberg ، DS ؛ گروب ، ت. روبینیوس ، م. استولتن ، دی. تجزیه و تحلیل فنی و اقتصادی ارتباط بالقوه تجارت انرژی بین پاتاگونیا و ژاپن بر اساس هیدروژن آزاد CO2. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2019 ، 44 ، 12733–12747. [Google Scholar] [CrossRef]
42. آش ، ن. Scarbrough، T. Sailing on Solar: آیا Green Ammonia Decarbonise می تواند حمل و نقل بین المللی داشته باشد؟ صندوق دفاع از محیط زیست: لندن ، انگلستان ، 2019. [Google Scholar]
43. میائوکا ، ح. میائوکا ، ح. ایچیکاوا ، ت. ایچیکاوا ، ت. Kojima ، Y. تولید هیدروژن بسیار خالص از آمونیاک برای سلول سوختی PEM. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2018 ، 43 ، 14486–14492. [Google Scholar] [CrossRef]
44. Reuß ، M. گروب ، ت. روبینیوس ، م. Stolten، D. یک زنجیره تأمین هیدروژن با وضوح مکانی: تحلیل مقایسه ای فناوری های زیرساختی در آلمان. درخواست انرژی 2019 ، 247 ، 438–453. [Google Scholar] [CrossRef]
45. تلیلی ، ا. مانسیلا ، سی. لینن ، ج. Reuß ، م. گروب ، ت. روبینیوس ، م. آندره ، ج. پرز ، ی. لو Duigou ، A. Stolten، D. مدل سازی فضایی زیرساخت های هیدروژن در فرانسه به منظور شناسایی مناسب ترین زنجیره های تأمین. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 3053–3072. [Google Scholar] [CrossRef]
46. ​​لاهنویی ، ا. ولف ، سی. هاینریش ، ه. Dalmazzone، D. بهینه سازی سیستم حمل و نقل هیدروژن برای تحرک از طریق کامیون های هیدروژنی فشرده. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2019 ، 44 ، 19302–19312. [Google Scholar] [CrossRef]
47. مرادی ، ر. Groth ، KM ذخیره و تحویل هیدروژن: بررسی آخرین فن آوری ها و تجزیه و تحلیل ریسک و قابلیت اطمینان. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2019 ، 44 ، 12254–12269. [Google Scholar] [CrossRef]
48. براچا ، م. لورنز ، جی. پاتزلت ، ا. Wanner، M. مایع سازی هیدروژن در مقیاس بزرگ در آلمان. بین المللی جی هیدروگ انرژی 1994 ، 19 ، 53–59. [Google Scholar] [CrossRef]
49. ویجایانتا ، AT؛ اودا ، تی. Purnomo ، CW ؛ کاشیواگی ، ت. عزیز ، م. هیدروژن مایع ، متیل سیکلوهگزان و آمونیاک به عنوان ذخیره احتمالی هیدروژن: بررسی مقایسه بین المللی جی هیدروگ انرژی 2019 ، 44 ، 15026–15044. [Google Scholar] [CrossRef]
50. Aakko-Saksa ، PT ؛ کوک ، سی. کیویاهو ، ج. Repo، T. حامل های هیدروژن آلی مایع برای حمل و ذخیره انرژی های تجدیدپذیر - بررسی و بحث و گفتگو. J. Power Sources 2018، 396، 803–823. [Google Scholar] [CrossRef]
51. Brey، J. استفاده از هیدروژن به عنوان سیستم ذخیره انرژی فصلی برای مدیریت استقرار انرژی تجدیدپذیر در اسپانیا تا سال 2030. Int. جی هیدروگ انرژی 2020 ، در دست چاپ است. [Google Scholar] [CrossRef]
52. Reuß ، M. گروب ، ت. روبینیوس ، م. پریوستر ، ص. Wasserscheid ، ص. Stolten، D. ذخیره سازی فصلی و حامل های جایگزین: یک مدل زنجیره تأمین هیدروژن انعطاف پذیر. درخواست انرژی 2017 ، 200 ، 290–302. [Google Scholar] [CrossRef]
53. زیور ، د. کومار ، س. فروزش ، جی ذخیره سازی هیدروژن زیرزمینی: یک بررسی جامع. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، در دست چاپ است. [Google Scholar] [CrossRef]
54. کاگلایان ، DG ؛ وبر ، ن. هاینریش ، HU ؛ Linßen ، J. روبینیوس ، م. کوکلا ، پنسیلوانیا Stolten، D. پتانسیل فنی غارهای نمکی برای ذخیره هیدروژن در اروپا. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 6793–6805. [Google Scholar] [CrossRef]
55. Tarkowski، R. چشم انداز استفاده از سطح زیر زمینی برای ذخیره هیدروژن در لهستان. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2017 ، 42 ، 347–355. [Google Scholar] [CrossRef]
56. بای ، م. آهنگ ، ک. خورشید ، ی. او ، م. لی ، ی. Sun، J. مروری بر فناوری ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن و چشم انداز در چین. J. پت علمی مهندسی 2014 ، 124 ، 132–136. [Google Scholar] [CrossRef]
57. لمیوکس ، ا. Shkarupin ، A. Sharp، K. امکان زمین شناسی ذخیره سازی هیدروژن زیرزمینی در کانادا. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 32243–32259. [Google Scholar] [CrossRef]
58. هیرشر ، م. Yartys ، VA ؛ باریکو ، م. بلوستا فون کولب ، ج. بلانچارد ، دی. بومن ، RC ؛ جاروب ، DP ؛ باکلی ، م. چانگ ، ف. چن ، پ. و دیگران موادی برای ذخیره انرژی مبتنی بر هیدروژن - گذشته ، پیشرفت اخیر و چشم انداز آینده. آلیاژ J. Compd 2020 ، 827 ، 153548. [Google Scholar] [CrossRef]
59. کلاغ ، ذخیره سازی هیدروژن JM واقعی می شود. جهان شیمی. 2019. آنلاین در دسترس: https://www.chemistryworld.com/features/hidrogen-storage-gets-real/3010794.article (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
60. کالینز ، L. جهانی اول برای هیدروژن سبز حالت جامد در پروژه خورشیدی ترکیبی. 2020. موجود بصورت آنلاین: https://www.rechargenews.com/transition/world-first-for-solid-state-green-green-green-at-hybrid-solar-pro//2-1-771319 (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020) )
61. پریز برق. محصولات سلول سوختی برای تجهیزات حمل و نقل مواد. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.plugpower.com/fuel-cell-power/gendrive/ (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
62. کاکولاکی ، جی. کوگیاس ، من. تیلور ، ن. Dolci ، F. مویا ، ج. Jäger-Waldau، A. هیدروژن سبز در اروپا - یک ارزیابی منطقه ای: جایگزینی تولید موجود با الکترولیز که توسط انرژی های تجدید پذیر تأمین می شود. گفتگوی انرژی مناگ 2020 ، 113649 ، در مطبوعات. [Google Scholar] [CrossRef]
63. باسکار ، ا. اسدی ، م. Nikpey Somhsaraei، H. Decarbonization صنعت آهن و فولاد با کاهش مستقیم سنگ آهن با هیدروژن سبز. Energies 2020، 13، 758. [Google Scholar] [CrossRef]
64. IEA. Global EV Outlook 2020. 2020. موجود بصورت آنلاین: https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2020 (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
65. IEA. Global EV Outlook 2019. 2019. موجود بصورت آنلاین: https://www.iea.org/reports/global-ev-outlook-2019 (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
66. بررسی TCP ، IA 2019 در مورد تعداد وسایل نقلیه سلول سوختی ، ایستگاه های سوخت گیری هیدروژن و اهداف. 2019. در دسترس آنلاین: https://www.ieafuelcell.com/fileadmin/publications/2019-04_AFC_TCP_survey_status_FCEV_2018.pdf (قابل دسترسی در 10 دسامبر 2020).
67. وانیچکه ، ا. هافمن ، اس. آیا وسایل نقلیه الکتریکی باتری آینده هستند؟ مقایسه عدم اطمینان با موتورهای هیدروژن و احتراق. محیط نوآوری جامعه ترانزیت 2020 ، 35 ، 509–523. [Google Scholar] [CrossRef]
68. FuelCellsWorks. 600 تاکسی هیدروژنی HYPE برای پایان سال 2020 در پاریس برنامه ریزی شده است. پایان سال 2020 / (قابل دسترسی در 600 دسامبر 2020).
69. هال ، م. قصد دارد 50,000،2020 تاکسی با انرژی هیدروژن در پاریس تهیه کند. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.pv-magazine.com/11/12/50000/plans-for-10- Hydrogen-powered-taxis-in-paris/ (قابل دسترسی در 2020 دسامبر XNUMX).
70. Bae ، S. لی ، ای. هان ، J. برنامه ریزی چند دوره ای شبکه تأمین هیدروژن برای سوخت گیری مجدد وسایل نقلیه سوختی هیدروژنی در مناطق شهری. پایداری 2020 ، 12 ، 4114. [Google Scholar] [CrossRef]
71. گرروگر ، ف. دایلوسکی ، ل. روبینیوس ، م. Stolten، D. Carsharing با وسایل نقلیه سلول سوختی: اندازه گیری ایستگاه های سوخت گیری هیدروژن بر اساس رفتار سوخت گیری. درخواست انرژی 2018 ، 228 ، 1540–1549. [Google Scholar] [CrossRef]
72. لی ، DY ؛ الگوینی ، ا. کوتز ، ا. ویاایاگوپال ، ر. مفاهیم چرخه زندگی فن آوری وسایل نقلیه الکتریکی سلول سوختی هیدروژنی برای کامیون های متوسط ​​و سنگین J. Power Sources 2018، 393، 217–229. [Google Scholar] [CrossRef]
73. ال هاناچ ، م. احمدی ، ص. گوزمن ، ل. پیکاپ ، س. Kjeang، E. ارزیابی چرخه زندگی کامیون های سنگین کلاس 8 هیدروژن و دیزل با سوخت دوگانه سوز. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2019 ، 44 ، 8575–8584. [Google Scholar] [CrossRef]
74. مولهولند ، ای. تتر ، جی. کازولا ، ص. مک دونالد ، ز. Ó Gallachóir، BP مسیری طولانی که به سمت حمل و نقل جاده ای با استفاده از کربن زدایی می رود — ارزیابی جهانی تا سال 2050. Appl. انرژی 2018 ، 216 ، 678–693. [Google Scholar] [CrossRef]
75. کانلی ، د. ماندگاری اقتصادی جاده های برقی در مقایسه با روغن و باتری برای انواع حمل و نقل جاده ای. استراتژی انرژی Rev. 2017 ، 18 ، 235–249. [Google Scholar] [CrossRef]
76. بولتن سلولهای سوختی. ASKO چهار کامیون برقی سلول سوختی هیدروژنی اسکانیا را در نروژ به کار خود قرار می دهد. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 1. [Google Scholar] [CrossRef]
77. بولتن سلولهای سوختی. H2-Share نسخه نمایشی کامیون هیدروژنی را در هلند آغاز می کند. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 4. [Google Scholar] [CrossRef]
78. بولتن سلولهای سوختی. Clean Logistics JV کامیون های دیزلی را به هیدروژن هیبریدی تبدیل می کند. سوخت گاو نر. 2019 ، 2019 ، 4–5. [Google Scholar] [CrossRef]
79. بولتن سلولهای سوختی. Air Liquide ، روتردام به زیرساخت های کامیون های هیدروژنی متصل می شوند. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 4. [Google Scholar] [CrossRef]
80. لائو ، ج. آهنگ ، ح. وانگ ، سی. ژو ، ی. وانگ ، ج. کاهش آلاینده های جوی و انتشار گازهای گلخانه ای کامیون های سنگین با جایگزینی گازوئیل با هیدروژن در منطقه پکن-تیانجین-هبی-شاندونگ ، چین. بین المللی جی هیدروگ Energy 2020. [Google Scholar] [CrossRef]
81. کاست ، ج. موریسون ، جی. گانگلف ، جی جی ویاایاگوپال ، ر. مارچینکوسکی ، ج. طراحی کامیون های الکتریکی سلول سوختی هیدروژنی در بازار متنوع متوسط ​​و سنگین. Res انتقال اقتصاد 2018 ، 70 ، 139–147. [Google Scholar] [CrossRef]
82. تیرول ، پروژه CHIC HS. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.h2-suedtirol.com/fa/projects/chic/ (قابل دسترسی در 6 دسامبر 2020).
83. لوریا ، LE؛ واتسون ، وی. کیسو ، تی. Phimister، E. بررسی ترجیحات کاربران برای اتوبوس های کم آلاینده: تجربیات بزرگترین ناوگان اتوبوس های هیدروژنی اروپا. J. مدل انتخاب. 2019 ، 32 ، 100169. [Google Scholar] [CrossRef]
84. هوآ ، ت. اهلوالیا ، ر. اودی ، ل. خواننده ، جی. جرمر ، ب. Asselin-Miller، N. وسل ، س. پترسون ، ت. مارچینکوسکی ، ج. وضعیت اتوبوس های برقی سلول سوختی هیدروژن در سراسر جهان. J. Power Sources 2014، 269، 975–993. [Google Scholar] [CrossRef]
85. لوزانوسکی ، ا. وایت هاوس ، ن. کو ، ن. Whitehouse، S. ارزیابی پایداری اتوبوس های سلول سوختی در حمل و نقل عمومی. پایداری 2018 ، 10 ، 1480. [Google Scholar] [CrossRef]
86. لی ، DY ؛ الگوینی ، ا. Vijayagopal، R. مفاهیم زیست محیطی چرخشی اهداف اقتصادی مصرف سوخت برای اتوبوس های الکتریکی سلول سوختی هیدروژنی در ایالات متحده. سیاست انرژی 2019 ، 128 ، 565–583. [Google Scholar] [CrossRef]
87. پیرینو ، ف. Genovese ، م. Fragiacomo ، P. به سوی مفهوم تحرک جدیدی برای قطارهای منطقه ای و زیرساخت های هیدروژن. گفتگوی انرژی مناگ 2020 ، مقاله در مطبوعات ، 113650. [Google Scholar] [CrossRef]
88. بولتن سلولهای سوختی. ایستگاه هیدروژن برای قطارهای مسافری هسن. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 9. [Google Scholar] [CrossRef]
89. بولتن سلولهای سوختی. Alstom ، Eversholt Rail 1 میلیون پوند دیگر در قطار هیدروژنی Breeze سرمایه گذاری می کنند. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 5. [Google Scholar] [CrossRef]
90. بولتن سلولهای سوختی. Alstom ، Snam قطارهای هیدروژنی را در ایتالیا توسعه می دهد. سوخت گاو نر. 2020 ، 2020 ، 4. [Google Scholar]
91. بیسکر ، ی. Dincer، I. گروه های تأثیرات زیست محیطی وسایل نقلیه دریایی فرا اقیانوسی هیدروژن و آمونیاک: ارزیابی مقایسه ای. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2018 ، 43 ، 4583–4596. [Google Scholar] [CrossRef]
92. باروتاجی ، ا. ویلبرفورس ، تی. ماه رمضان ، م. Olabi، AG بررسی جامع فناوری هیدروژن و سلول سوختی در بخشهای هواپیمایی و هوا فضا. تجدید پایدار باش انرژی Rev. 2019 ، 106 ، 31–40. [Google Scholar] [CrossRef]
93. ایرباس. پروژه ایرباس ZEROe. 2020. به صورت آنلاین در دسترس است: https://www.airbus.com/newsroom/stories/the-new-Airbus-concept-aircraft- یک-هر-چیزی-در-مشترک است. html (قابل دسترسی در 6 دسامبر 2020).
94. لو باسو ، جی. نستاسی ، ب. آستیاسو گارسیا ، دی. Cumo، F. نحوه اداره مخلوط های گاز طبیعی غنی شده با هیدروژن در روش اندازه گیری کارایی احتراق در دیگهای بخار معمولی و متراکم. انرژی 2017 ، 123 ، 615–636. [Google Scholar] [CrossRef]
95. Schiro ، F. Stoppato ، A. بناتو ، A. مدل سازی و تجزیه و تحلیل تأثیر گاز طبیعی غنی شده با هیدروژن بر دیگهای بخار گاز خانگی از دیدگاه کربن زدایی. منبع کربن. گفتگو 2020 ، 3 ، 122–129. [Google Scholar] [CrossRef]
96. وال ، ج. Kallo، J. ارزیابی کمی از ترکیب هیدروژن در شبکه های گاز اروپا و تأثیر آن بر روند احتراق موتورهای گازی با حفره بزرگ. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 32534-32546. [Google Scholar] [CrossRef]
97. مزیانه ، س. Bentebbiche، A. مطالعه عددی احتراق مخلوط گاز طبیعی و هیدروژن در احتراق غنی / فرو برنده / لاغر توربین گاز میکرو. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2019 ، 44 ، 15610–15621. [Google Scholar] [CrossRef]
98. H21. پروژه H21. 2016. موجود به صورت آنلاین: https://www.h21.green/ (قابل دسترسی در 6 دسامبر 2020).
99. Hy4Heat. پروژه Hy4Heat. 2018. در دسترس آنلاین: https://www.hy4heat.info/ (قابل دسترسی در 6 دسامبر 2020).
100. وورستر-بوش. دیگ بخار با هیدروژن. 2020. موجود بصورت آنلاین: https://www.worcester-bosch.co.uk/hydrogen (قابل دسترسی در 6 دسامبر 2020).
101. SNG. پروژه H100 Fife. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.sgn.co.uk/H100Fife (قابل دسترسی در 6 دسامبر 2020).
102. Taanman ، م. د گروت ، ا. کمپ ، آر. Verspagen ، B. مسیرهای انتشار برای تولید همزمان ریز با استفاده از هیدروژن در هلند. ج. تمیز تولید 2008 ، 16 ، S124 – S132. [Google Scholar] [CrossRef]
103. لوکار ، ج. Virtič، P. پتانسیل ادغام هیدروژن برای خودکفایی کامل انرژی در ساختمانهای مسکونی با سیستم های ذخیره فتوولتائیک و باتری. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 34566-34578. [Google Scholar] [CrossRef]
104. مک فرسون ، م. جانسون ، ن. Strubegger، M. نقش ذخیره برق و فن آوری های هیدروژن در امکان انتقال انرژی جهانی با کربن کم. درخواست انرژی 2018 ، 216 ، 649–661. [Google Scholar] [CrossRef]
105. اوزاوا ، ا. Kudoh ، Y. کیتاگاوا ، ن. انتشارات CO2 چرخه زندگی از تولید برق با استفاده از حامل های انرژی هیدروژن Muramatsu، R. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2019 ، 44 ، 11219–11232. [Google Scholar] [CrossRef]
106. ماتسو ، ی. اندو ، س. ناگاتومی ، ی. شیباتا ، ی. کومیاما ، ر. Fujii، Y. یک تحلیل کمی از مخلوط بهینه تولید برق ژاپن در سال 2050 و نقش هیدروژن فاقد CO2. انرژی 2018 ، 165 ، 1200–1219. [Google Scholar] [CrossRef]
107. شولگا ، ر. پوتیلوا ، من. اسمیرنووا ، تی. Ivanova، N. فن آوری های ایمن و بدون زباله با استفاده از تولید برق الکتریکی هیدروژن. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، 45 ، 34037–34047. [Google Scholar] [CrossRef]
108. كافتزیس ، ا. زیوگو ، سی. پانوپولوس ، ک. پاپادوپولو ، س. Seferlis ، ص. Voutetakis، S. استراتژی های مدیریت انرژی مبتنی بر اتومات ترکیبی برای ریز شبکه های جزیره ای با منابع تجدید پذیر ، باتری و هیدروژن. تجدید پایدار باش انرژی Rev. 2020 ، 134 ، 110118. [Google Scholar] [CrossRef]
109. کالاماراس ، ای. بلکوکیا ، م. لین ، ز. خو ، ب. وانگ ، ه. Xuan ، J. ارزیابی فنی و اقتصادی یک سیستم DC ترکیبی خارج از شبکه برای تولید گرما و برق ترکیبی در جزایر از راه دور. Energy Procedia 2019 ، 158 ، 6315–6320. [Google Scholar] [CrossRef]
110. گراسیا ، ل. کازرو ، پ. بوراسو ، سی. Chabert، A. استفاده از هیدروژن در مکانهای خارج از شبکه ، یک ارزیابی فنی و اقتصادی. Energies 2018، 11، 3141. [Google Scholar] [CrossRef]
111. Pflugmann ، F. پیامدهای Blasio ، ND ژئوپلیتیک و بازار هیدروژن تجدیدپذیر. وابستگی های جدید در جهان انرژی کم کربن. 2020. مرکز علوم و امور بین الملل هاروارد بلفر ، گزارش ، مارس 2020.
112. ایرنا. هیدروژن سبز: راهنمای سیاست گذاری. 2020. آژانس بین المللی انرژی های تجدید پذیر ، ابوظبی ، نوامبر 2020. موجود در اینترنت: https://www.irena.org/publications/2020/Nov/Green-hydrogen (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
113. هیکیما ، ک. تسوجیموتو ، م. Takeuchi ، م. Kajikawa ، Y. تحلیل انتقال تخصیص بودجه برای پروژه های فن آوری های مرتبط با هیدروژن در ژاپن. پایداری 2020 ، 12 ، 8546. [Google Scholar] [CrossRef]
114. منگ ، ایکس. گو ، ا. وو ، ایکس. ژو ، ل. ژو ، ج. لیو ، ب. مائو ، Z. وضعیت موجود استراتژی هیدروژن چین در زمینه حمل و نقل و مقایسه های بین المللی. بین المللی جی هیدروگ انرژی 2020 ، در دست چاپ است. [Google Scholar] [CrossRef]
115. SPGLOBAL. هیدروژن چگونه می تواند انتقال انرژی را تأمین کند. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.spglobal.com/ratings/fa/research/articles/201119- چگونه-هیدروژن-می تواند-سوخت-انتقال-انرژی -11740867 را سوخت (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
116. Kan، S. استراتژی هیدروژن کره جنوبی و چشم اندازهای صنعتی. 2020. در دسترس آنلاین: https://www.ifri.org/sites/default/files/atoms/files/sichao_kan_hydrogen_korea_2020_1.pdf (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
117. Rystad Energy. جنگ های هیدروژنی: رقابت دولت ها برای افزایش تولید هیدروژن سبز؛ Rystad Energy: اسلو ، نروژ ، 2020. [Google Scholar]
118. هارتلی ، PG ؛ Au ، V. به سوی یک صنعت هیدروژن در مقیاس بزرگ برای استرالیا. مهندسی 2020 ، 6 ، 1346–1348. [Google Scholar] [CrossRef]
119. Council، TA ACWA Power — سرمایه گذاری مشترک محصولات هوایی برای gReen Hydrogen: سیاست جدید انرژی عربستان؟ 2020. شورای آتلانتیک ، 24 ژوئیه 2020. موجود در اینترنت: https://www.atlanticcouncil.org/blogs/energysource/ محصولات-برق-هوا-برق-مشترک-ماجرا-برای-هیدروژن-سبز-جدید- سیاست-انرژی-سعودی / (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
120. SPGLOBAL. سرمایه گذاری امارات در پروژه های هیدروژن سبز و آبی به عنوان بخشی از حرکت انرژی پاک: رسمی. سال 2020 -قسمت رسمی-حرکت-انرژی-پاک-تمیز (قابل دسترسی در 101920 دسامبر 18).
121. اسمیت ، م. مراکش نقش جهانی هیدروژن سبز را هدف قرار می دهد. اقتصاددان هیدروژن. 2020. در دسترس آنلاین: https://pemedianetwork.com/hydrogen-economist/articles/green-hydrogen/2020/morocco-aims-for-global-green-hidrogen-role (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
122. ایشیکاوا ، ی. روسیه قصد دارد هیدروژن را در شیفت سبز صادر کند. آسیا نیکی. 2020. موجود به صورت آنلاین: https://asia.nikkei.com/Editor-s-Picks/Interview/ روسیه-نقشه ها-برای-صادرات-هیدروژن-به-آسیا-در-تغییر-سبز#:~:text=Russia٪ 20٪ 20hidrogen٪ 20 Now٪ 20for ،٪ 20it٪ 20tenfold٪ 20by٪ 202035 تولید می شود (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
123. استراتژی و. طلوع هیدروژن سبز - حفظ لبه شورای همکاری خلیج فارس در جهانی بدون کربناسیون. 2020. به صورت آنلاین موجود است: https://www.strategyand.pwc.com/m1/fa/reports/2020/ اخبار-هیدروژن-سبز / گلدان-هیدروژن سبز.pdf (قابل دسترسی در 11 دسامبر 2020)
124. ابتکار ستون فقرات هیدروژن اروپا. ستون فقرات هیدروژن اروپا. 2020. موجود بصورت آنلاین: https://gasforclimate2050.eu/sdm_downloads/european-hydrogen-backbone/ (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
125. فرانکه ، ا. براتی ، جی هیدروژن سبز: راهنمای سیاستگذاری. 2020. S&P Global Platts ، 9 دسامبر 2020. موجود بصورت آنلاین: https://www.spglobal.com/platts/fa/market-insights/latest-news/metals/120920- گروه -های-اروپایی-به-پروژه-هیدروژن-هدفگذاری بپیوندید -2 کیلوگرم تولید (قابل دسترسی در 18 دسامبر 2020).
126. راتکلیف ، عربستان سعودی آمونیاک آبی را در اولین بار به جهان به ژاپن می فرستد. 2020. آنلاین در دسترس: https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-09-27/ saudi-arabia-sends-blue-ammonia-to-japan-in-world-first-hipship (قابل دسترسی در 11 دسامبر 2020)
127. ولازك آباد ، ا. طرح های توصیف هیدروژن Dodds ، PE Green: تعاریف ، استانداردها ، تضمین های مبدا و چالش ها. خط مشی انرژی 2020 ، 138 ، 111300. [Google Scholar] [CrossRef]