طی سال‌های اخیر تولید هیدروژن سبز و آبی در مقایسه با هیدروژن خاکستری، به عنوان یک منبع پاک انرژی در کاربرد‌های مختلف از جمله صنایع پتروشیمی، پالایش، فولاد و بخش حمل و نقل جایگاه ویژه‌ای در استراتژی‌های جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای به خود اختصاص داده است. با این حال، هزینه‌های بالای تولید هیدروژن سبز یکی از موانع اصلی در توجیه‌پذیری اقتصادی آن در مقایسه با هیدروژن مبتنی بر سوخت‌های فسیلی است. علاوه بر این، زیرساخت‌های موجود برای تولید و حمل و نقل هیدروژن سبز هنوز به طور کامل توسعه نیافته است. این موضوع نیاز به سرمایه‌گذاری قابل توجه در بخش‌های مختلف زنجیره تولید و توزیع هیدروژن دارد.
از سوی دیگر، هیدروژن آبی، اگرچه نسبت به هیدروژن خاکستری آلایندگی کمتری دارد، اما همچنان وابسته به منابع فسیلی و فناوری‌های پیشرفته جداسازی و ذخیره‌سازی کربن است. با توجه به اهداف جهانی کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و حرکت به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر، بررسی دقیق چالش‌ها و فرصت‌های مرتبط با این دو نوع هیدروژن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. (برای مطالعه مقاله تحلیل وضعیت تجارت جهانی هیدروژن در سناریوی محدودیت 1.5 درجه سانتی‌گراد اینجا کلیک کنید)
هزینه‌های تولید هیدروژن سبز و آبی
هزینه‌های تولید هیدروژن سبز با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر، در حال حاضر 2 تا 3 برابر گران‌تر از هیدروژن خاکستری است. قیمت هیدروژن سبز از قیمت هیدروژن آبی نیز بیشتر است و ممکن است تا دو برابر گران‌تر باشد. بر اساس گزارش IRENA، تا 85 درصد از هزینه‌های تولید هیدروژن سبز در بلندمدت می‌تواند کاهش یابد، مشروط بر اینکه از برق تجدیدپذیر ارزان‌تر، الکترولایزرهای با هزینه سرمایه‌ای پایین‌تر و راندمان بالاتر استفاده شود. این کاهش هزینه می‌تواند هیدروژن سبز را از نظر اقتصادی با هیدروژن مبتنی بر سوخت‌های فسیلی رقابت‌پذیر کند.
یکی دیگر از عواملی که در آینده بر هزینه نسبی هیدروژن سبز در مقایسه با سوخت‌های فسیلی تأثیرگذار خواهد بود، اقدامات سیاستی و چارچوب‌های نظارتی است. مکانیزم‌های تأمین مالی مانند مشوق‌های مالیاتی، قیمت‌گذاری کربن و انتشار اوراق قرضه سبز (Green Bonds) (اوراق قرضه سبز یا اوراق قرضه پایداری(GSS) نوعی سرمایه گذاری با درآمد ثابت است که برای تأمین مالی پروژه های زیست محیطی استفاده می‌شود. حجم انتشار این اوراق تا پایان 2023 به 5 تریلیون دلار رسیده است) می‌توانند نقشی کلیدی در کاهش هزینه‌ها ایفا کنند.
در حالی که هیدروژن خاکستری به دلیل تولید بالای کربن با اهداف صفر خالص (Net Zero) سازگار نیست، هیدروژن آبی و سبز رقیب اصلی یکدیگر هستند. قیمت تمام شده هیدروژن آبی بسته به منبع تولید آن بین 4/1 تا 4/3 دلار آمریکا به ازای هر کیلوگرم متغیر است، در حالی که هیدروژن سبز در بیشتر نقاط جهان در محدوده قیمتی 5/2 تا 5/4 دلار آمریکا به ازای هر کیلوگرم قرار دارد. در مقایسه با هیدروژن آبی و سبز، بهای تمام شده هیدروژن خاکستری حاصل از گاز طبیعی بین 5/0 تا 7/1 دلار آمریکا به ازای هر کیلوگرم براورد می‌شود.
هزینه‌های هیدروژن خاکستری و آبی به شدت به قیمت گاز طبیعی وابسته است. در سال‌های اخیر، افزایش قیمت گاز طبیعی، به ویژه تحت تأثیر جنگ روسیه و اوکراین، باعث رکوردشکنی قیمت‌ها در اروپا و بریتانیا شده است. هزینه‌های هیدروژن آبی نیز علاوه بر قیمت گاز، تحت تأثیر هزینه‌های جذب و ذخیره‌سازی کربن (CCS)[1] است. علاوه بر این، اجرای پروژه‌های جذب و ذخیره‌سازی کربن دی اکسید (CCS) در مقیاس بزرگ هنوز عملیاتی نشده و ممکن است ریسک‌های زیادی به همراه داشته باشد. از آنجا که CCS نمی‌تواند تمام انتشارات کربنی را از جذب کند، نحوه قیمت گذاری کربن دی اکسید در بخش عرضه و تقاضا با توجه به قوانین مربوط به مالیات کربن نیز باید در محاسبات هزینه‌های هیدروژن آبی در نظر گرفته شود.
بدون در نظر گرفتن عوامل غیر بنیادی از جمله؛ جنگ، شیوع بیماری و غیره و تاثیر آنها بر قیمت گاز، شکل زیر برآوردی از روندهای آینده قیمت هیدروژن سبز و آبی را ارائه می‌دهد که بر اساس داده‌های بخش مالی انرژی‌های تجدیدپذیر بلومبرگ (BNEF) تهیه شده است و هزینه‌های هیدروژن تجدیدپذیر بر اساس پروژه‌های اقتصاد مقیاس و پیش‌بینی‌های خوش‌بینانه از هزینه‌های سرمایه‌ای برآورد شده است. شایان ذکر است که داده‌ها مورد استفاده در این مقاله در جریان جنگ روسیه و اوکراین در سال 2022 نوشته شده است. این رویداد تأثیرات قابل توجهی بر قیمت جهانی گاز داشته و همچنان خواهد داشت. محدوده قیمت گاز طبیعی بین 0410/0 تا – 3843/0 دلار آمریکا به ازای هر متر مکعب و قیمت زغال‌سنگ بین 30 تا 116 دلار آمریکا به ازای هر تن بوده است.
بر اساس برآورد‌های انجام شده در اکثر موسسات و سازمان‌های بین المللی، هزینه تولید هیدروژن سبز بر اساس سناریو‌های مختلف با توجه به روند توسعه تکنولوژی طی سال‌های آینده کاهش خواهد یافت و احتمالاً تا سال 2030 به طور پیوسته با هیدروژن آبی رقابت‌پذیر خواهد شد و حتی تا سال 2050 ارزان‌تر از هیدروژن آبی خواهد بود.
جمع‌بندی
در سال‌های اخیر، هیدروژن سبز و آبی به عنوان منابع پاک انرژی در مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای مورد توجه ویژه قرار گرفته است. با این حال، هزینه بالای تولید هیدروژن سبز یکی از موانع اصلی در توجیه‌پذیری اقتصادی آن نسبت به هیدروژن خاکستری مبتنی بر سوخت‌های فسیلی است لذا آینده هیدروژن سبز در گرو کاهش هزینه‌های تولید و توسعه زیرساخت‌های مناسب است. در حالی که هیدروژن آبی نیز به دلیل وابستگی به منابع فسیلی و فناوری‌های جذب و ذخیره‌سازی کربن چالش‌هایی دارد.
[1] Carbon capture and storage
