کاهش کربن با اقتصاد هیدروژنی

سوخت‌های فسیلی به دلیل آلایندگی و محدودیت در تامین ، دیگر گزینه اول تامین‌کننده انرژی جهان نیستند. در حال حاضر دولت‌ها تلاش می‌کنند، سوخت‌های هیدروژنی را به‌عنوان یک انرژی پایدار پاک، جایگزین سوخت‌های فسیلی کنند. ایران نیز در این رابطه با اجرای طرح‌های آزمایشی تلاش می‌کند جای پیل‌های سوختی را در سبد انرژی باز کند.

اقتصاد هیدروژنی، اصطلاحی است که برای تلاش بشر در راستای کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی به کار برده می‌شود. استفاده از پیل‌های سوختی به قرن 19 بازمی‌گردد. اما از سال 1970 فناوری پیل‌سوختی برای سیستم‌های زمینی توسعه پیدا کرد. تحریم‌های نفتی در طول سال‌های 1973 تا 1979 سبب شد که دولت آمریکا و محققان این کشور استفاده از پیل سوختی را در راستای کاهش وابستگی به نفت، در دستور کار خود قرار دهند. کنوانسیون‌ها و معاهدات بین‌المللی نیز از سال 2020 وارد فاز جدیدی خواهند شد. بسیاری از معاهدات تلاش می‌کنند در راستای کاهش مصرف کربن در جهان و جلوگیری از افزایش دو درجه‌ای دمای زمین، مالیات‌هایی را برای تولیدکنندگان کربن در نظر بگیرند، در نتیجه دولت‌ها ناگزیرند به سمت استفاده از پیل‌های سوختی حرکت کنند. ایران نیز از این قاعده کلی مستثنا نیست.

از آنجا که 80 درصد نیروگاه‌های فسیلی جهان در حال تعطیل شدن است و بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا به سمت استفاده از انرژی‌های نو در حرکت هستند، کمیته راهبردی پیل سوختی با مشارکت معاون اول رییس‌جمهور به‌عنوان رییس ستاد، وزرای نیرو، نفت، صنعت، معدن و تجارت، علوم، تحقیقات و فناوری، راه و شهرسازی و معاونت برنامه‌ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری، همچنین رؤسای سازمان حفاظت محیط زیست، سازمان انرژی‌های نو ایران و سازمان فضایی و مرکز همکاری‌های فناوری و نوآوری ریاست جمهوری تشکیل شد، تا ایران نیز همگام با سایر کشورها برای استفاده از این تکنولوژی برنامه‌های منظمی داشته باشد.

ایران عقب‌تر از دنیا

شاید بتوان آمریکا و کشورهای عضو اتحادیه اروپا را پیشقراولان مطالعه و استفاده از پیل‌های سوختی برای تامین نیازهای انرژی دانست. اما در میان کشورهای آسیایی فعال در زمینه پیل سوختی، نام روسیه، ژاپن، تایوان، سنگاپور، کره‌جنوبی، چین، هند، پاکستان و ترکیه هم به چشم می‌خورد. مهران جوانبخت، استاد دانشگاه امیرکبیر به «فرصت امروز» می‌گوید: به دلیل جرایمی که برای تولید کربن در آینده جهان نظر گرفته خواهد شد، ناگزیریم به سمت استفاده از پیل‌های سوختی حرکت کنیم.

وی اضافه می‌کند: از نظر اقتصادی افزایش میزان آلایندگی، هزینه تامین سلامت را بالا می‌برد. برآوردها نشان می‌دهد هر یک کیلووات ساعت انرژی تولید شده به وسیله سوخت‌های فسیلی، 34 سنت هزینه سلامت دارد. وی معتقد است که در دنیا از پیل‌های سوختی به‌عنوان نیروگاه استفاده می‌شود، اما در ایران یک طرح پایلوت هم در این راستا، اجرا نشده‌است.
جوانبخت اضافه می‌کند: در ژاپن در سال 2014، 50هزار خودروی پیل سوختی تولید و به آمریکا صادر شده‌است.
به اعتقاد وی، راندمان بالاتر پیل‌های سوختی در مقایسه با موتورهای دیزلی، - به خصوص در مواقعی که به‌صورت CHP (تولید همزمان برق و حرارت) از آنها استفاده می‌شود- همچنین آلایندگی کم آنها، مهم‌ترین مزایای پیل‌های سوختی به شمار می‌رود. وی بیان می‌کند: سوخت هیدروژنی جزو سوخت‌های پاک در جهان به حساب می‌آید.

بودجه مطالعاتی اندک

در سال 2005 كنگره آمریكا 5/3 میلیارد دلار برای برنامه‌های مرتبط با پیل‌سوختی و هیدروژن شامل حمایت‌های مالیاتی و سایر تشویق‌های مالی را در نظر گرفت. این اعتبارات برای سال‌های مالی 2006 تا 2010 تخصیص داده شد. اما یوسف آرمودلی رییس سازمان انرژی‌های نو به «فرصت امروز» می‌گوید: برای انجام مطالعات پیل سوختی در کشور، مشکل اعتباری داریم. وی ادامه می‌دهد: تخصیص‌ها از بودجه عمومی با مشکل مواجه است اما معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری خوب عمل کرده و اگر سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی، اعتباری را برای بودجه تحقیقاتی پیل سوختی در نظر بگیرد، زمینه توسعه این انرژی در ایران هم وجود دارد.

آرمودلی با اشاره به اینکه برای مطالعات پیل سوختی در کشور نقشه راه تدوین شده، بیان می‌کند: در حال حاضر 10 کیلووات پیل سوختی نوع پن در ایران تولید شده‌است. ساخت پیل سوختی کربنات مذاب (SOFC) که مصرف نیروگاهی داشته و به‌صورت CHP از آن استفاده می‌شود هم در دستور کار قرار گرفته است. وی ادامه می‌دهد: پیل سوختی کربنات مذاب تکنولوژی بالایی داشته و به دلیل تحریم‌ها در اختیار ایران قرار نمی‌گیرد. به همین دلیل پژوهشگاه نیرو و یکی از دانشگاه‌های کشور، تک سل اولیه این نوع پیل را ساخته و برنامه‌‎ریزی مناسبی برای ساخت انواع پیشرفته آن انجام داده‌اند.

رییس سازمان انرژی‌های نو از تلاش دانشگاه‌های کشور برای دسترسی به تکنولوژی ساخت رفورمر برای تبدیل گاز طبیعی به هیدروژن خبر می‌دهد. وی اضافه می‌کند: فعالیت‌های مطالعاتی در زمینه پیل سوختی در گذشته فقط توسط دانشگاه تهران انجام می‌شد اما امروز تعداد دانشگاه‌های فعال به 11 مرکز رسیده است.

آرمودلی در پاسخ به این پرسش که چه زمانی از مرحله آزمایشی خارج شده و استفاده از پیل سوختی کاربردی می‌شود، بیان می‌کند: خروج از مرحله آزمایشی طول می‌کشد. زیرا قیمت تمام شده هر کیلووات برق حاصل از این پیل‌ها بین 500 تا 600 تومان است و با توجه به اینکه انرژی‌های فسیلی ارزان در اختیار داریم، انگیزه‌ای برای حضور فعال بخش خصوصی در این عرصه وجود ندارد.

فراز و فرودهای پیل سوختی در ایران

براساس نقشه راه تدوین شده برای پیل سوختی در کمیته راهبردی، برنامه‌های این حوزه در سه بخش کوتاه‌مدت، میان‌مدت و بلند‌مدت تعریف شده‌اند. برنامه‌های کوتاه‌مدت از سال 86 تا 90، میان مدت از سال 91 تا 95 و بلند‌مدت از سال 96 تا 1400 اجرایی خواهد شد. در افق بلند‌مدت قرار است از پیل‌های سوختی در بخش خانگی، حمل‌و‌نقل و غیره استفاده شود. ضمن آنکه قوانین، مقررات و مشوق‌های لازم برای استفاده از پیل سوختی در کشور تدوین شده باشد. به نظر می‌رسد با توجه به کسری بودجه این بخش، از برنامه‌های تدوین شده عقب‌تر باشیم. اما مولود شیوا، رییس گروه فناوری‌های مصرف و پیل سوختی می‌گوید: در برخی از اهداف جلوتر و در بخشی از اهداف عقب‌تر از برنامه هستیم.

وی اضافه می‌کند: براساس مطالعات مبنا دو پیل سوختی پلیمری و اکسیدجامد برای ساختار ایران مناسب تشخیص داده شده و تمام برنامه‌ها و هدف‌گذاری‌های خود را روی این دو پیل انجام داده‌ایم. شیوا از تجدیدنظر در زمینه برنامه‌های تدوین شده برای پیل سوختی خبر می دهد و بیان می‌کند: هدف اصلی ما کاربردی کردن تحقیقات است. تلاش می‌کنیم از پیل‌های سوختی برای تامین برق و حرارت در منازل استفاده کنیم و از این انرژی برای تامین نیازهای سیستم حمل‌و‌نقل بهره ببریم.

وی در پاسخ به ایرادات مطرح شده در زمینه توان پایین موتورهایی که با پیل سوختی کار می‌کنند، می‌گوید: تلاش می‌کنیم از پیل سوختی برای تامین انرژی وسایل نقلیه خاص مثل لیفتراک، خودروهای فرودگاهی و تشریفاتی استفاده شود.
رییس گروه فناوری‌های مصرف و پیل سوختی اضافه می‌کند: در یک بازه زمانی 15 ساله می‌توانیم به تولید خودرو برسیم.

وی همچنین گاز طبیعی را منبع مناسبی برای تولید هیدروژن مورد نیاز پیل سوختی معرفی کرده و تاکید می‌کند: با اندکی تلاش می‌توان گاز طبیعی را به هیدروژن تبدیل کرد. این مسئله به بهینه مصرف کردن گاز طبیعی کمک می‌کند. از آنجا که زیرساخت گاز طبیعی در ایران تا مقابل منازل پیش رفته، این روش برای کشور کم هزینه خواهد بود.