گذار انرژی در اروپا به عنوان یکی از چالش‌های کلیدی قرن بیست و یکم، به دنبال کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و تحقق اهداف پایداری محیط زیست، در حال شکل‌گیری است. این تغییرات عمدتاً ناشی از نگرانی‌های جهانی در مورد تغییرات اقلیمی، آلودگی هوا و امنیت انرژی است. کشورهای اروپایی با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و ارتقاء استفاده از منابع تجدیدپذیر، به سمت ایجاد یک سیستم انرژی پایدار و کارآمد حرکت می‌کنند. در این راستا، هیدروژن سبز به عنوان یک راهکار نوآورانه و امیدوارکننده در تامین انرژی پاک و پایدار، مورد توجه ویژه قرار گرفته است. با توجه به نقشه‌های راه توسعه هیدروژن سبز که توسط کشورهای پیشرو مانند آلمان، فرانسه و انگلستان تدوین شده، انتظار می‌رود که این کشورها به محورهای اصلی تحول انرژی در اروپا تبدیل شوند و به پیشبرد اهداف جهانی در زمینه پایداری و تغییرات اقلیمی کمک کنند.
نقشه راه هیدروژن سبز در آلمان: اهداف بلندمدت و استراتژی‌های کلیدی
آلمان با هدف تولید 50 گیگاوات هیدروژن سبز تا سال 2030، قصد دارد نقش پیشرو خود را در تحول انرژی تجدیدپذیر تقویت کند. برای دستیابی به این هدف، کشور بیش از 7 میلیارد یورو سرمایه‌گذاری در بخش تولید هیدروژن برنامه‌ریزی کرده است. این برنامه ده‌ساله همچنین شامل 4.1 میلیارد یورو اختصاص یافته به فناوری هیدروژن و پیل سوختی می‌باشد که به ویژه در بخش حمل و نقل ترویج هیدروژن را مد نظر قرار داده است.
چالش‌های تامین مالی فناوری هیدروژن
تامین مالی فناوری هیدروژن سبز با چالش‌های قابل توجهی همراه است. وابستگی هیدروژن تجدیدپذیر به زیرساخت‌ها و مسیرهای توزیع، موانعی اساسی برای ورود به بازار ایجاد کرده است. این موضوع ممکن است منجر به تعویق انتشار هیدروژن حتی در شرایطی شود که مزایای کلی سیستم به وضوح قابل مشاهده باشند. در این راستا، مداخلات نظارتی نقش مهمی در ارتقای فناوری و کاهش هزینه‌ها ایفا می‌کنند. این مداخلات باید امکان دستیابی به نوآوری‌های بیشتر را فراهم آورند.
الزامات کلیدی برای تجارت بین‌المللی هیدروژن
برای موفقیت در مکانیزم‌های تجارت بین‌المللی در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر و محصولات مبتنی بر هیدروژن، آلمان باید به مسائل کلیدی زیر توجه کند:
- سرمایه‌گذاری در تحقیقات: اگرچه پایه فناوری برای کل زنجیره ارزش هیدروژن موجود است، اما نیاز به سرمایه‌گذاری بیشتر در تحقیقات جهت کاهش هزینه‌ها و بهبود دوام محصولات احساس می‌شود.
- توسعه استانداردهای بین‌المللی: ایجاد و هماهنگی استانداردهای بین‌المللی برای منابع انرژی و مواد شیمیایی مبتنی بر هیدروژن ضروری است.
- تحلیل سیستماتیک: انجام تجزیه و تحلیل سیستم می‌تواند اطلاعات مهمی درباره مدل‌های تجاری مورد انتظار در زنجیره کلی ارائه دهد.
- مشارکت‌های انرژی بین‌المللی: همکاری با کشورهایی که پتانسیل بالایی برای گسترش انرژی‌های تجدیدپذیر دارند، محیط سرمایه‌گذاری بلندمدت جذابی ایجاد می‌کند.
- همکاری‌های تحقیقاتی: ایجاد همکاری‌های تحقیقاتی بین‌المللی و مشارکت‌های انرژی، پیش‌نیازهای کلیدی برای روابط تجاری بلندمدت هستند.
- چارچوب‌های نظارتی انعطاف‌پذیر: چارچوب‌های نظارتی باید اثرات سیاست صنعتی و وضعیت رقابتی بین‌المللی را همواره در نظر بگیرند. توسعه اولیه فناوری می‌تواند به فرصت‌های رقابتی و صادراتی منجر شود که تأثیر مثبتی بر سیاست صنعتی دارد.
موقعیت آلمان در زنجیره ارزش هیدروژن
آلمان در حال حاضر در کل زنجیره ارزش هیدروژن – از تولید تا استفاده از پیل سوختی – موقعیت مطلوبی دارد. این کشور باید از این موقعیت بهره‌برداری کرده و حضور خود را در بازار جهانی تقویت کند.
نقشه راه هیدروژن سبز در فرانسه: استراتژی ملی و اهداف بلندمدت
اعلام استراتژی ملی هیدروژن
فرانسه در سپتامبر 2020 استراتژی ملی هیدروژن خود را اعلام کرد و 100 میلیون یورو بودجه برای توسعه فناوری هیدروژن اختصاص داد. این استراتژی با تعیین اهداف مشخص برای سال‌های 2023 و 2028، بر توسعه هیدروژن کم‌کربن در صنعت و حمل و نقل تمرکز دارد. هدف اصلی این طرح، استقرار هیدروژن به عنوان ستون اصلی انتقال انرژی در فرانسه است که از طریق حمایت از نوآوری و ترویج پروژه‌های صنعتی هیدروژن کربن‌زدایی شده، به تحقق خواهد رسید.
اهداف و تعهدات تا سال 2028
برنامه هیدروژن فرانسه که جزء برنامه چند ساله انرژی 2019-2028 است، تعهدات زیر را تا سال 2028 اعلام کرده است:
- پیل‌های سوختی سبک: نصب بین 20,000 تا 50,000 پیل سوختی.
- پیل‌های سوختی سنگین: نصب بین 800 تا 2,000 پیل سوختی.
- ایستگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژنی: ایجاد بین 400 تا 1,000 ایستگاه.
علاوه بر این، فرانسه برنامه‌ریزی کرده است تا 20 تا 40 درصد از هیدروژن مبتنی بر سوخت‌های فسیلی در صنعت را به هیدروژن تولید شده از الکترولایزرها با استفاده از برق کم‌کربن تبدیل کند. این تغییرات نه تنها به کاهش انتشار کربن کمک می‌کند، بلکه نقش هیدروژن را به عنوان منبع انرژی پایدار تقویت می‌کند.
اقدامات نظارتی و توسعه بازار
فرانسه برای تسهیل توسعه هیدروژن کربن‌زدایی شده، اقدامات نظارتی و ایجاد بازارهای جدید را اعلام کرده است. این اقدامات شامل کل زنجیره ارزش هیدروژن از تولید، ذخیره‌سازی، حمل و نقل، توزیع تا استفاده نهایی می‌باشد. هدف این است که محیطی مناسب برای رشد و توسعه هیدروژن در بخش‌های صنعتی، حمل‌ونقل و گاز فراهم شود.
با توجه به مشارکت فعال هیدروژن ملی فرانسه و سرمایه‌گذاری‌های فعلی در تحقیقات و پروژه‌های آزمایشی، فرانسه دارای زیرساخت‌های قوی هیدروژنی است. این زیرساخت‌ها و حضور قوی بازیگران بازار هیدروژنی، فرانسه را در موقعیت مطلوبی برای استقرار هیدروژن قرار داده است.
سناریوهای تقاضای هیدروژن تا سال 2030
دو سناریو (بالا و پایین) برای تقاضای هیدروژن در فرانسه در سال‌های 2020-2030 بر اساس سطوح مختلف جاه‌طلبی ملی توسعه یافته‌اند. خلاصه این سناریوها در شکل بالا ارائه شده است. در این سناریوها:
- حمل و نقل: توسعه قابل توجهی در تقاضای هیدروژن برای خودروهای سواری، کامیون‌ها، اتوبوس‌ها و قطارها پیش‌بینی شده است.
- هوانوردی: تقاضای محدودی در این بخش در نظر گرفته شده است.
- صنایع: برخی صنایع از هیدروژن مبتنی بر سوخت‌های فسیلی به عنوان ماده اولیه یا عامل کاهنده استفاده می‌کنند که می‌تواند با هیدروژن تجدیدپذیر جایگزین شود.
- فرایندهای حرارتی: تغییر سوخت فرآیندهای حرارتی با دمای بالا به هیدروژن تجدیدپذیر یکی از کاربردهای بالقوه مهم در سناریوهای در نظر گرفته شده است.
- بخش ساختمان: هیدروژن می‌تواند بخشی از مصرف فعلی گاز طبیعی را جایگزین کند و از طریق شبکه‌های گاز موجود به گاز طبیعی افزوده شود. در سناریوی پایین، تقاضای محدود هیدروژن تا سال 2030 پیش‌بینی شده، در حالی که در سناریوی بالا، تقاضای قوی‌تری انتظار می‌رود.
- تولید برق: استفاده حاشیه‌ای از هیدروژن برای تولید برق عمدتاً در تاسیسات ترکیبی حرارت و برق تا سال 2030 فرض شده است.
تأمین نیازهای هیدروژن از طریق برق تجدیدپذیر اختصاصی
برای پاسخگویی به تقاضای تخمینی هیدروژن ناشی از کاربردهای جدید و جایگزینی سوخت‌های فسیلی با هیدروژن، فرانسه نیازمند نصب بین 4.3 تا 4.15 گیگاوات منبع برق تجدیدپذیر اختصاصی برای تولید هیدروژن سبز از طریق الکترولیز است. اگرچه برق مازاد ممکن است در زمان تولید برق با انرژی تجدیدپذیر بالا در دسترس باشد، سهم اصلی باید توسط منابع اختصاصی پوشش داده شود. در این دو سناریو، بخشی از تقاضای هیدروژن در سال 2030 همچنان توسط هیدروژن مبتنی بر سوخت‌های فسیلی تولید شده از طریق اصلاح بخار متان پوشش داده می‌شود.
ظرفیت تولید برق تجدیدپذیر و پتانسیل فنی
در پیش‌نویس طرح اقلیم و انرژی ملی فرانسه، تولید 153 تراوات ساعت برق تجدیدپذیر تا سال 2030 تخمین زده شده است. به نظر می‌رسد پتانسیل فنی برای تولید برق تجدیدپذیر در فرانسه به‌طور قابل توجهی بالاتر باشد، که این امر امکان توسعه گسترده‌تر هیدروژن سبز را فراهم می‌کند.
هزینه‌ها و مزایای تولید هیدروژن سبز
هزینه‌های سالانه تولید هیدروژن سبز (شامل هزینه منابع برق تجدیدپذیر اختصاصی)، توسعه زیرساخت‌های حمل‌ونقل (یا تطبیق با زیرساخت‌های موجود) و کاربردهای نهایی در سناریوهای در نظر گرفته شده به ترتیب به 960 و 3,260 میلیون یورو می‌رسد. این فعالیت‌ها نه تنها با ایجاد شغل در تولید، ساخت و بهره‌برداری از فناوری‌های هیدروژن، ارزش افزوده‌ای در اقتصاد داخلی ایجاد می‌کنند، بلکه به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای نیز کمک می‌کنند. این امر به ویژه در صنایعی که کربن‌زدایی آن‌ها دشوار است، اهمیت دارد.
هدف فرانسه این است که انتشار گازهای گلخانه‌ای در سال 2030 نسبت به سال 2015 به میزان 144 میلیون تن (معادل 1.3 تا 4.3 درصد کاهش انتشار مورد نیاز) کاهش یابد.
نقشه راه هیدروژن سبز در انگلستان: استراتژی ملی و اهداف بلندمدت
سرمایه‌گذاری و بودجه‌بندی دولت بریتانیا
دولت بریتانیا با اعلام یک استراتژی ملی هیدروژن، 3 میلیارد پوند سرمایه‌گذاری در بخش حمل و نقل عمومی سراسر انگلستان اختصاص داده است. این سرمایه‌گذاری گسترده نشان‌دهنده تعهد دولت به توسعه اقتصاد هیدروژنی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی می‌باشد.
در راستای اجرای این استراتژی، دو صندوق به ارزش هر کدام 20 میلیون پوند برای تأمین و ذخیره‌سازی هیدروژن تاسیس شده‌اند. این صندوق‌ها نقش مهمی در ایجاد زیرساخت‌های لازم برای تولید و نگهداری هیدروژن ایفا خواهند کرد و به تأمین منابع مالی مورد نیاز برای پروژه‌های هیدروژنی کمک می‌کنند.
امکان‌سنجی هیدروژن در ساختمان‌ها
فرایند امکان‌سنجی هیدروژن برای ساختمان‌ها نیز بررسی شده است. این اقدام به منظور ارزیابی قابلیت استفاده از هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک در ساختمان‌های مسکونی و تجاری انجام می‌شود و می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در بخش ساختمان‌ها کمک کند.
آزمایش ترکیب هیدروژن در شبکه گاز طبیعی
یکی دیگر از اقدامات کلیدی، آزمایش ترکیب تا 20% هیدروژن در شبکه گاز طبیعی انگلستان است. این آزمایش‌ها نشان‌دهنده تلاش برای ادغام هیدروژن با گاز طبیعی موجود و استفاده بهینه از زیرساخت‌های فعلی گاز در جهت کاهش انتشار کربن می‌باشد.
اهداف و چشم‌انداز تا سال 2030
چشم‌انداز بریتانیا تا سال 2030 این است که با تولید 5 گیگاوات هیدروژن کم‌کربن، به یک رهبر جهانی در زمینه هیدروژن تبدیل شود. این هدف بلندمدت نشان‌دهنده تلاش کشور برای جایگاه‌یابی در بازار جهانی هیدروژنی و تسهیل انتقال به انرژی‌های تجدیدپذیر می‌باشد.
رویکرد کلی سیستم و همکاری دولت و صنعت
این نقشه راه یک رویکرد کلی سیستم را برای توسعه اقتصاد هیدروژنی اتخاذ می‌کند و مشخص می‌نماید که چگونه دولت و صنعت نیازمند هماهنگی و ارائه فعالیت‌ها در زنجیره ارزش و سیاست‌های حمایتی هستند. همچنین، این نقشه راه تکامل روند توسعه را در طول زمان نشان می‌دهد، که شامل پیشبرد پروژه‌های اولیه برای ایجاد زنجیره تامین و امکان یادگیری از طریق انجام پروژه‌ها می‌باشد.
چارچوب‌های بلندمدت و فرصت‌های اقتصادی
نقشه راه انگلستان همچنین به ایجاد چارچوب‌های بلندمدت برای توسعه یک اقتصاد هیدروژنی بالغ و رقابتی می‌پردازد. این چارچوب‌ها به جذب فرصت‌های اقتصادی ناشی از توسعه هیدروژن کمک کرده و نقش مهمی در تقویت جایگاه اقتصادی بریتانیا ایفا می‌کنند.
نقشه راه این کشور در شکل بالا نمایش داده شده است که جزئیات بیشتری از برنامه‌ریزی‌ها و اقدامات انجام شده را ارائه می‌دهد. این نقشه راه شامل تمامی مراحل از تولید تا توزیع و استفاده نهایی از هیدروژن می‌باشد و مسیر توسعه اقتصاد هیدروژنی انگلستان را به‌وضوح نشان می‌دهد.
جمع‌بندی
تحولات چشمگیر در حوزه هیدروژن سبز در سه کشور پیشرو اروپایی آلمان، فرانسه و انگلستان، نشان‌دهنده تعهد جدی این کشورها به انتقال به انرژی‌های پایدار و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی است. هر یک از این کشورها با تدوین نقشه‌های راه جامع و اختصاص منابع مالی قابل توجه، مسیر خود را برای تبدیل شدن به رهبران جهانی در صنعت هیدروژن ترسیم کرده‌اند.
آلمان با هدف تولید 50 گیگاوات هیدروژن سبز تا سال 2030 و سرمایه‌گذاری 7 میلیارد یورویی، بر توسعه زیرساخت‌ها و کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن تمرکز دارد. استراتژی آلمان شامل توسعه استانداردهای بین‌المللی، افزایش همکاری‌های تحقیقاتی و ایجاد چارچوب‌های نظارتی انعطاف‌پذیر است که به تقویت موقعیت این کشور در کل زنجیره ارزش هیدروژن کمک می‌کند.
فرانسه نیز با اعلام استراتژی ملی هیدروژن در سال 2020 و تخصیص 100 میلیون یورو برای فناوری هیدروژن، گام‌های مهمی در جهت توسعه هیدروژن کم‌کربن برداشته است. اهداف فرانسه تا سال 2028 شامل نصب پیل‌های سوختی متعدد، ایجاد ایستگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژنی و تبدیل بخش قابل توجهی از هیدروژن مبتنی بر سوخت‌های فسیلی به هیدروژن تولید شده از الکترولایزرها می‌باشد. این کشور با بهره‌گیری از زیرساخت‌های قوی و مشارکت‌های ملی فعال، در مسیر تبدیل شدن به یکی از پیشگامان جهانی در صنعت هیدروژن قرار دارد.
انگلستان با سرمایه‌گذاری 3 میلیارد پوندی در حمل و نقل عمومی و تأسیس صندوق‌های تامین و ذخیره‌سازی هیدروژن، نقشه راه خود را برای توسعه اقتصاد هیدروژنی تا سال 2030 تعیین کرده است. هدف بریتانیا تولید 5 گیگاوات هیدروژن کم‌کربن و تبدیل به رهبر جهانی در زمینه هیدروژن است. رویکرد کلی سیستم انگلستان بر هماهنگی دولت و صنعت، ایجاد چارچوب‌های بلندمدت و پیشبرد پروژه‌های اولیه برای ایجاد زنجیره تامین هیدروژن تأکید دارد.
چالش‌ها و فرصت‌های مشترک در این نقشه‌های راه شامل نیاز به منابع مالی پایدار، توسعه زیرساخت‌های گسترده، هماهنگی بین‌المللی در زمینه استانداردها و افزایش همکاری‌های تحقیقاتی است. با وجود این چالش‌ها، فرصت‌های اقتصادی ناشی از توسعه هیدروژن سبز، از جمله ایجاد شغل‌های جدید، افزایش ارزش افزوده در اقتصاد داخلی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، انگیزه قوی برای پیشبرد این مسیر را فراهم می‌کند.
هیدروژن سبز به عنوان یک عنصر کلیدی در تحول انرژی پایدار اروپا، نقش مهمی در کاهش انتشار کربن و ایجاد اقتصادهای مقاوم و پایدار ایفا خواهد کرد. با هماهنگی استراتژی‌ها، سرمایه‌گذاری‌های هوشمندانه و همکاری‌های بین‌المللی، آلمان، فرانسه و انگلستان می‌توانند الگوی موفقی برای سایر کشورها در مسیر انتقال به انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر باشند.
با ادامه توسعه فناوری‌های هیدروژنی، افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها، هیدروژن سبز می‌تواند به یکی از اصلی‌ترین منابع انرژی آینده تبدیل شود. نقشه‌های راه تدوین شده توسط آلمان، فرانسه و انگلستان نه تنها به تقویت اقتصادهای ملی این کشورها کمک می‌کند، بلکه نقش مهمی در پیشبرد اهداف جهانی مرتبط با تغییرات اقلیمی و پایداری محیط زیست ایفا می‌کند. آینده گذار انرژی و هیدروژن سبز در اروپا روشن و امیدوارکننده است، و با تعهدات موجود و دیپلماسی هیدروژنی، این کشورها می‌توانند به پیشگامان جهانی در صنعت هیدروژن تبدیل شوند.
