در سال‌های اخیر، هیدروژن سبز به‌عنوان یک منبع انرژی پاک و پایدار در حال کسب توجه بیشتری بوده است. با توجه به چالش‌های تغییرات اقلیمی و نیاز به کاهش کربن‌دی‌اکسید در صنایع مختلف، استفاده از هیدروژن کم‌کربن به‌عنوان راهی برای کربن‌زدایی سیستم‌های انرژی مورد توجه قرار گرفته است. این مقاله به بررسی سیاستگذاری، اقدامات و چالش‌های مرتبط با توسعه هیدروژن در سطح جهانی می‌پردازد. همچنین، به نقش دولت‌ها، همکاری‌های بین‌المللی، و نیازهای تحقیقاتی برای تقویت صنعت هیدروژن و تسهیل پذیرش آن در بازار می‌پردازد.
در گزارش “آینده هیدروژن”، آژانس بین‌المللی انرژی پنج حوزه کلیدی را برای تعریف چارچوب‌های سیاستگذاری جامع در جهت توسعه هیدروژن در سیستم‌های انرژی معرفی کرده است. این حوزه‌ها عبارتند از:
- تعیین اهداف و سیگنال‌های سیاستگذاری بلندمدت،
- حمایت از ایجاد تقاضا،
- کاهش ریسک‌های سرمایه‌گذاری،
- ترویج تحقیق و توسعه، نوآوری و اشتراک‌گذاری دانش،
- هماهنگ‌سازی استانداردها.
تعیین اهداف و سیاستگذاری بلندمدت
دولت‌ها باید در استراتژی‌های انرژی بلندمدت خود، کارآمدترین روش‌های استفاده از هیدروژن را برای حمایت از سیاست‌های کربن‌زدایی مشخص کنند. ایجاد سیاست‌های شفاف و مطمئن، نقش مهمی در افزایش اعتماد سرمایه‌گذاران و صنایع در توسعه بازار هیدروژن و فناوری‌های مرتبط دارد. این اقدامات می‌توانند انتظارات آینده را جهت‌دهی کنند، فرصت‌های سرمایه‌گذاری را بهبود بخشند و همکاری‌های بین‌المللی را تسهیل نمایند.
در زمان انتشار گزارش “آینده هیدروژن” در ژوئن 2019، تنها ژاپن و کره جنوبی استراتژی‌های ملی هیدروژن خود را ارائه کرده بودند، و فرانسه نیز برنامه‌ای برای استقرار هیدروژن داشت. از آن زمان، تعداد کشورهایی که استراتژی‌های هیدروژن را تدوین کرده‌اند، به 13 کشور افزایش یافته و شامل استرالیا، کانادا، شیلی، جمهوری چک، فرانسه، آلمان، مجارستان، هلند، نروژ، پرتغال، روسیه، اسپانیا و بریتانیا می‌شود. همچنین، کمیسیون اروپا و کلمبیا نیز اقدام به تدوین این استراتژی‌ها کرده‌اند.
تمرکز استراتژی‌ها
استراتژی‌های تدوین‌شده در سراسر جهان نشان می‌دهد که تقریباً همه کشورها، با تفاوت‌های جزئی، دیدگاه‌های مشابهی درباره نقش هیدروژن در سیستم‌های انرژی خود دارند. این استراتژی‌ها به‌طور ویژه به اهمیت هیدروژن در کربن‌زدایی در بخش‌های حمل‌ونقل و صنعت پرداخته‌اند.
در حوزه حمل‌ونقل، بیشتر کشورها بر کاربردهای هیدروژن در حمل‌ونقل متوسط و سنگین تمرکز دارند. ژاپن و کره جنوبی نقش برجسته‌ای در توسعه خودروهای هیدروژنی ایفا می‌کنند. علاوه بر این، برخی کشورها به بررسی پتانسیل استفاده از هیدروژن و آمونیاک در کشتیرانی پرداخته‌اند، در حالی که تعداد کمتری از کشورها روی تولید سوخت‌های سینتتیک برای کاهش کربن در هوانوردی تحقیق می‌کنند.
در بخش صنعت، برنامه‌های مختلف کشورها به صنایع کلیدی مرتبط است. برخی کشورها زیربخش‌های خاصی را هدف قرار داده‌اند، مانند مواد شیمیایی در شیلی و اسپانیا یا فولاد در ژاپن، در حالی که برخی دیگر رویکرد فرابخشی گسترده‌تری دارند، مانند کانادا و آلمان. کشورهای دارای ظرفیت‌های بزرگ پالایشی نیز اولویت ویژه‌ای به این بخش داده‌اند، و کانادا و شیلی نقش هیدروژن را در کربن‌زدایی بخش معدن برجسته کرده‌اند.
یکی دیگر از کاربردهای بالقوه هیدروژن که در استراتژی‌های کشورها ذکر شده اما کمتر به آن توجه شده، تولید برق برای ذخیره انرژی و ایجاد تعادل در سیستم و نیز تأمین گرما در ساختمان‌ها است. در صورت توسعه تجارت بین‌المللی هیدروژن، برخی کشورها مانند استرالیا، کانادا، شیلی و پرتغال برنامه‌های مشخصی برای تبدیل شدن به صادرکننده هیدروژن دارند. در مقابل، کشورهایی مانند اتحادیه اروپا، آلمان، ژاپن و هلند نیز به فکر واردات هیدروژن افتاده‌اند، در صورتی که ظرفیت تولید ملی نتواند نیازهای آینده را برآورده کند.
دیدگاه‌های مختلف در مورد تولید هیدروژن
کشورهای پیشرو در زمینه هیدروژن دیدگاه‌های متفاوتی درباره روش‌های تولید این سوخت پاک دارند. تولید هیدروژن از الکتریسیته یک نقطه مشترک در همه استراتژی‌هاست و در برخی موارد به‌عنوان مسیر ارجح در بلندمدت شناخته می‌شود. کشورهایی مانند شیلی، آلمان، پرتغال و اسپانیا به‌طور خاص بر انرژی‌های تجدیدپذیر تأکید دارند. در عین حال، برخی کشورها همچنان تولید هیدروژن از سوخت‌های فسیلی با استفاده از فناوری جذب و ذخیره کربن را به‌عنوان یک گزینه کلیدی می‌دانند، هرچند برخی دیگر، از جمله اتحادیه اروپا، این گزینه را تنها برای کاهش کوتاه‌مدت و میان‌مدت انتشار گازهای گلخانه‌ای مناسب می‌دانند.
کانادا رویکرد متفاوتی را در پیش گرفته است. این کشور به جای اولویت‌بندی یک مسیر خاص برای تولید هیدروژن، بر شدت کربن تولید شده در فرایند تمرکز دارد تا بتواند به هدف بلندمدت خود یعنی انتشار صفر کربن دست یابد. همچنین، برخی کشورها مانند کانادا و کره جنوبی به پتانسیل استفاده از هیدروژن برای تأمین سهم‌های کوچک تقاضا، مانند محصولات جانبی صنایع کلرآلکالی (کلر-قلیایی) یا پتروشیمی، اشاره کرده‌اند.
بسیاری از استراتژی‌ها نیز به پتانسیل فناوری‌های نوظهور، مانند تجزیه در اثر حرارت متان و روش‌های مبتنی بر زیست‌توده، اشاره کرده‌اند. با این حال، از آنجا که این فناوری‌ها هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارند، آینده و تأثیرات آنها همچنان نامشخص باقی مانده است.
نقاط عطف میانی برای رسیدن به اهداف بلندمدت
تقریباً همه دولت‌ها یک رویکرد مرحله‌ای برای ادغام هیدروژن در سیستم‌های انرژی خود در نظر گرفته‌اند. این مراحل شامل سه فاز اصلی است: افزایش مقیاس و ایجاد بازار اولیه در اوایل دهه 2020، پذیرش گسترده و بلوغ بازار بین اواخر دهه 2020 تا اوایل دهه 2030، و اجرای کامل سیاست‌های هیدروژنی پس از سال 2030 برای تسریع حرکت به سمت انرژی پاک. هر کشور این مراحل را به‌طور متفاوتی تعریف کرده است؛ برخی از اهداف به‌عنوان یک چشم‌انداز یا آرزو تعیین شده‌اند (مانند کانادا و ژاپن)، در حالی که برخی دیگر تعهدات محکم‌تری را به بازار هیدروژن آینده ارائه داده‌اند. با این حال، تا به امروز هیچ‌یک از این اهداف از نظر قانونی الزام‌آور نیست.
TFEC = کل مصرف انرژی نهایی.
(1) علاوه بر 25 میلیون دلار کانادا، کانادا بیش از 10 میلیارد دلار کانادا برای حمایت از فناوری های انرژی پاک از جمله H2 متعهد شده است.
(2) این هدف به پروژه هایی اشاره دارد که حداقل بودجه آنها متعهد شده است، نه به ظرفیت نصب شده تا سال 2030.
(3) هدف برای سال 2028: 20000 تا 50000 خوردو سبک پیل سوختی، 800 تا 2000 خودرو سنگین پیل سوختی و 400 تا 1000 ایستگاه سوخت گیری هیدروژنی.
(4) از نقشه راه موقت آمونیاک: 800000 خودرو پیل سوختی، 1200 اتوبوس پیل سوختی، 10000 لیفتراک پیل سوختی، 900 ایستگاه سوخت گیری هیدروژنی و 3 میلیون تن تقاضای سوخت NH3.
(5) هدف برای سال 2040: 9/2 میلیون خودرو پیل سوختی به اضافه 3/3 میلیون صادرات، 80000 تاکسی پیل سوختی، 40000 اتوبوس پیل سوختی، 30000 تراکتور پیل سوختی، 1200 ایستگاه سوخت گیری هیدروژنی، 8 گیگاوات ایستگاه پیل سوختی به اضافه 7 گیگاوات صادرات و 1/2 گیگاوات میکروپیل سوختی تولید همزمان.
(6) هدف برای سال 2025 از توافقنامه ملی آب و هوا، 2019 (در حال حاضر تحت بازنگری).
(7) استراتژی نروژ اهدافی را برای رقابت فناوری های هیدروژن و استقرار پروژه تعریف می کند.
حمایت از ایجاد تقاضا
ایجاد تقاضا برای هیدروژن کم‌کربن، گامی اساسی در مسیر پذیرش گسترده آن است. سیاست‌های حمایتی باید به گونه‌ای طراحی شوند که “کشش” سرمایه‌گذاری در سراسر زنجیره تولید و تأمین هیدروژن را تقویت کرده و موانع موجود بر سر راه استقرار این فناوری را کاهش دهند. برای فناوری‌هایی که آماده تجاری‌سازی هستند، حمایت‌های هم‌راستا می‌تواند به کاهش شکاف قیمت و هزینه‌های مرتبط با افزایش مقیاس کمک کند. اگرچه پیشرفت‌هایی حاصل شده، اما سیاست‌های کافی برای حمایت از اهداف بلندمدت و ایجاد تقاضای مؤثر برای هیدروژن کم‌کربن هنوز به‌طور کامل اجرا نشده است.
تمرکز بر حمل‌ونقل
استراتژی‌های ملی هیدروژن به استفاده از این سوخت پاک در بخش حمل‌ونقل اهمیت زیادی داده‌اند. وسایل نقلیه مبتنی بر پیل سوختی، شامل خودروهای سواری، وسایل نقلیه سبک و اتوبوس، به‌صورت تجاری در دسترس هستند و بسیاری از کشورها سیاست‌هایی را برای حمایت از استقرار آنها اجرا کرده‌اند. بیش از 20 کشور یارانه‌های خرید ویژه‌ای برای خودروهای پیل سوختی در نظر گرفته‌اند؛ این یارانه‌ها از 1500 یورو (~1700 دلار آمریکا) در فنلاند تا بیش از 30000 دلار در کره جنوبی متغیر است. برای مثال، خریداران اتوبوس‌های پیل سوختی در کره جنوبی 300 میلیون وون (250000 دلار آمریکا) دریافت می‌کنند. علاوه بر این، دست‌کم 20 کشور مزایای مالیاتی برای دارندگان خودروهای پیل سوختی در نظر گرفته‌اند و 17 کشور از مشوق‌های مالیاتی شرکتی برای کمک به پذیرش این خودروها در ناوگان‌های حرفه‌ای بهره می‌برند.
طرح‌های نوآورانه چین در حوزه خودروهای پیل سوختی
چین در سال 2020 برنامه شهرهای آزمایشی جدید را راه‌اندازی کرد تا زنجیره تأمین صنعت خودروهای پیل سوختی را گسترش دهد. برخلاف یارانه‌های سنتی خرید خودرو، این برنامه شهرها را به خوشه‌های مختلف تقسیم کرده و بر اساس معیارهای خاص، به خوشه‌ها پاداش می‌دهد. برای دریافت این جوایز مالی، یک خوشه موفق باید بیش از 1000 خودروی پیل سوختی با استانداردهای فنی مشخص مستقر کند. چین همچنین در تلاش است قیمت هیدروژن تحویلی را به حداکثر 35 یوان (حدود 5 دلار آمریکا) در هر کیلوگرم کاهش داده و حداقل 15 ایستگاه سوخت‌گیری هیدروژنی را راه‌اندازی کند. بر اساس میزان تحقق اهداف، هر خوشه شهری می‌تواند تا سقف 1.5 میلیارد یوان (220 میلیون دلار آمریکا) بین سال‌های 2020 تا 2023 دریافت کند.
حمایت از وسایل نقلیه هیدروژنی از طریق سیاست‌های آلایندگی صفر
وسایل نقلیه هیدروژنی می‌توانند از برنامه‌های سیاستی که از خودروهای آلایندگی صفر حمایت می‌کنند، بهره‌مند شوند. نمونه‌های بارز این حمایت‌ها شامل دستور خودروهای برقی با آلایندگی صفر کالیفرنیا و تصمیم دولت هلند برای جایگزینی تمام اتوبوس‌های حمل‌ونقل عمومی با اتوبوس‌های آلایندگی صفر تا سال 2025 است. همچنین، استانداردهای اتحادیه اروپا برای کاهش انتشار کربن دی اکسید از وسایل نقلیه سنگین در این راستا قرار دارد. در سال 2018، سوئیس مالیات جاده‌ای جدیدی را معرفی کرد که از وسایل نقلیه سنگین (بیش از 3.5 تن) دریافت می‌شود، اما وسایل نقلیه آلایندگی صفر، از جمله کامیون‌های هیدروژنی، از این مالیات معاف هستند. این سیاست اقتصادی جذاب، پیش‌بینی می‌کند که تعداد کامیون‌های هیدروژنی در سوئیس تا پایان سال 2021 به حدود 200 دستگاه برسد. اگرچه این سیاست‌ها به‌طور اختصاصی برای خودروهای هیدروژنی طراحی نشده‌اند و با رقبایی مانند خودروهای برقی رقابت دارند، اما همچنان می‌توانند نقش مهمی در گسترش خودروهای پیل سوختی ایفا کنند.
سیاست‌های حمایت از هیدروژن در حمل‌ونقل
سیاست‌های دیگری نیز وجود دارند که می‌توانند پذیرش هیدروژن در حمل‌ونقل را تسریع کنند. استاندارد سوخت کم‌کربن کالیفرنیا، استاندارد سوخت پاک کانادا، و الزام سوخت حمل‌ونقل تجدیدپذیر بریتانیا از جمله این اقدامات هستند که به پذیرش هیدروژن کم‌کربن در تولید و پالایش سوخت زیستی کمک می‌کنند. در سال 2020، دولت نروژ برنامه‌ای را اعلام کرد که در آن بزرگ‌ترین کشتی این کشور با سوخت هیدروژنی فعالیت خواهد کرد. همچنین، در مارس 2021 بندر توکیو اعلام کرد که کشتی‌هایی که با گاز طبیعی مایع یا هیدروژن کار می‌کنند، از پرداخت هزینه ورودی معاف خواهند بود. این اقدامات، اولین گام‌ها در حمایت از هیدروژن و سوخت‌های مشتق شده از آن در کشتیرانی است، اما به دلیل عدم تجاری‌سازی کامل این فناوری، بررسی تأثیر این سیاست‌ها به زمان نیاز دارد.
توجه به سوخت‌های سینتتیک در هوانوردی
حمایت از سوخت‌های سینتتیک مشتق شده از هیدروژن در هوانوردی نیز اخیراً مورد توجه قرار گرفته است. کمیسیون اروپا در ژوئیه 2021 طرحی را برای الزام به استفاده از حداقل سهمی از سوخت‌های سینتتیک در هوانوردی پیشنهاد کرد که از 0.7 درصد در سال 2030 به 28 درصد در سال 2050 افزایش خواهد یافت. این طرح در انتظار تأیید شورای اروپا و پارلمان اروپا است. استراتژی آلمان نیز حداقل سهمیه 2 درصدی سوخت سینتتیک در هوانوردی تا سال 2030 را در نظر گرفته که از نظر قانونی لازم‌الاجرا شده است. همچنین، نقشه راه انرژی به مایعات آلمان که به‌تازگی منتشر شده، هدف تولید 200,000 تن سوخت پایدار هوانوردی مبتنی بر هیدروژن تا سال 2030 را تعیین کرده است. دولت هلند نیز پیش‌تر علاقه خود را به این اقدامات نشان داده است.
سیاست‌های نامشخص در سایر بخش‌ها
پیشرفت در پذیرش هیدروژن کم‌کربن در بخش‌های دیگر محدود بوده است. علی‌رغم اهمیت بالای این فناوری، سیاست‌های اندکی به‌طور خاص برای ایجاد تقاضای هیدروژن کم‌کربن در صنعت طراحی شده است. با این حال، بسته پیشنهادی کمیسیون اروپا در ژوئیه 2021، اصلاحاتی در دستورالعمل انرژی‌های تجدیدپذیر برای گنجاندن 50 درصد مصرف هیدروژن تجدیدپذیر در صنعت تا سال 2030 ارائه کرد. استراتژی آلمان نیز به امکان اجرای سهمیه‌های اجباری برای محصولات پاک منتخب، مانند فولاد مبتنی بر هیدروژن، اشاره کرده و در حال بررسی راهکارهای اجرایی در سطح ملی و اروپایی است.
هند سهمیه‌های اجباری برای استفاده از هیدروژن تجدیدپذیر در صنایع پالایش و تولید کود اعلام کرده است. از سال 2023-2024، پالایشگاه‌ها باید 10 درصد از تقاضای خود را با هیدروژن تجدیدپذیر تأمین کنند، که این سهمیه در طول پنج سال به 25 درصد افزایش خواهد یافت. برای تولید کود، این سهمیه از 5 درصد آغاز شده و به 20 درصد می‌رسد. با گسترش احتمالی صنعت فولاد، هند به دنبال جایگزینی بخشی از هیدروژن تولید شده از گاز طبیعی وارداتی با هیدروژن تولید شده از انرژی‌های تجدیدپذیر است و در عین حال تقاضای جدیدی برای هیدروژن تولید داخلی ایجاد می‌کند.
تزریق هیدروژن به شبکه گاز طبیعی به‌عنوان یک ابزار بالقوه برای ایجاد تقاضای جدید در نظر گرفته شده است. اگرچه هنوز هیچ اقدام رسمی در این راستا اتخاذ نشده، برخی کشورها گام‌هایی برای بررسی این امکان برداشته‌اند. به‌عنوان مثال، استراتژی ملی پرتغال هدف‌گذاری کرده است که تا سال 2030، 10 تا 15 درصد حجمی هیدروژن را به شبکه گاز طبیعی اضافه کند. شیلی نیز در حال تدوین لایحه‌ای برای تعیین سهمیه‌های ترکیبی هیدروژن است.
ضرورت سیاست‌های ایجاد تقاضا
نبود اهداف و سیاست‌های مشخص برای ایجاد تقاضا می‌تواند مانع گسترش عرضه هیدروژن کم‌کربن شود. تاکنون بیشتر اهداف و سیاست‌های دولت‌ها عمدتاً بر افزایش عرضه هیدروژن متمرکز بوده و این مسئله باعث شده که رشد عرضه از تقاضا پیشی بگیرد. این عدم تعادل در زنجیره عرضه و تقاضا می‌تواند منجر به حمایت ناکارآمد از سیاست‌ها شود و مانع از پذیرش گسترده هیدروژن به‌عنوان یک منبع انرژی پاک گردد. بدون تقاضای کافی، تولیدکنندگان نمی‌توانند توسعه ظرفیت‌های جدید را توجیه کنند، که این امر افزایش مقیاس و کاهش هزینه‌ها را به تأخیر می‌اندازد.
کاهش ریسک سرمایه‌گذاری
بسیاری از پروژه‌های هیدروژنی فعلی با ریسک‌های قابل توجهی از جمله تقاضای نامشخص، کمبود تجربه و پیچیدگی‌های زنجیره ارزش مواجه هستند. اقداماتی برای کاهش این ریسک‌ها و تأمین هزینه‌های سرمایه‌گذاری و بهره‌برداری می‌تواند باعث جذب سرمایه‌گذاری خصوصی در پروژه‌های اولیه شود.
سیاست‌گذاران اروپایی در این زمینه پیشرو بوده‌اند. در هلند، طرح SDE++ که در ژوئن 2020 آغاز شد، هیدروژن را به‌عنوان بخشی از مشوق‌های مالی برای توسعه فناوری‌های کاهش انتشار کربن دی اکسید و انرژی‌های تجدیدپذیر معرفی کرد. در سپتامبر 2020، کمیسیون اروپا مناقصه‌ای برای پروژه‌های نیروگاه‌های الکترولیز 100 مگاواتی اعلام کرد و برخی پروژه‌های برگزیده معرفی شدند. افزون بر این، کمیسیون اروپا هیدروژن را در چارچوب پروژه‌های مهم منافع مشترک اروپا (IPCEI) گنجاند، که به پروژه‌های مورد تأیید کشورهای عضو اجازه می‌دهد تا از حمایت‌های فراتر از محدودیت‌های معمول قوانین کمک‌های دولتی بهره‌مند شوند. این اقدام می‌تواند سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجهی را در کل زنجیره ارزش هیدروژن تحریک کرده و به افزایش مقیاس در دهه آینده کمک کند.
کشورهای دیگر نیز اقدامات مشابهی انجام داده‌اند. در ژوئن 2021، کانادا صندوق جدیدی برای سوخت پاک راه‌اندازی کرد تا به سرمایه‌گذاران خصوصی در غلبه بر هزینه‌های اولیه سرمایه‌گذاری کمک کند. این صندوق از حداقل ده پروژه هیدروژنی حمایت خواهد کرد و به ایجاد ظرفیت‌های جدید تولید سوخت پاک کمک می‌کند.
نقش موسسات مالی دولتی در کاهش ریسک
مؤسسات مالی دولتی در پیشبرد پروژه‌های هیدروژنی و کاهش ریسک سرمایه‌گذاری نقشی کلیدی ایفا می‌کنند. بانک سرمایه‌گذاری اروپا (EIB) که در دهه گذشته سرمایه‌گذاری‌های گسترده‌ای در زمینه تحقیق و توسعه پروژه‌های هیدروژنی داشته است، اکنون تمرکز خود را به ارائه حمایت مالی و کمک‌های فنی برای پروژه‌های بزرگ معطوف کرده است. EIB تاکنون قراردادهای همکاری مهمی را با سازمان‌هایی نظیر France Hydrogène (در سال 2020) و دولت پرتغال (در سال 2021) به امضا رسانده است.
دولت‌های مختلف جهان نیز با ایجاد منابع مالی اختصاصی برای پروژه‌های هیدروژنی، سرمایه‌گذاری‌ها را تسهیل کرده‌اند. در ماه مه 2020، دولت استرالیا از طریق شرکت تأمین مالی انرژی پاک، 300 میلیون دلار استرالیا از طریق “صندوق پیشبرد هیدروژن” در دسترس قرار داد. این اقدام نخستین گام برای تسهیل سرمایه‌گذاری در تولید و استفاده از هیدروژن بود. در سال 2021، دولت شیلی از طریق CORFO یک فراخوان 50 میلیون دلاری برای تأمین مالی پروژه‌های الکترولیز منتشر کرد، تا به توسعه این فناوری کمک کند.
ابزارهای سیاستی نوآورانه
دولت‌ها در حال توسعه و اجرای ابزارهای سیاستی نوآورانه‌ای هستند که سرمایه‌گذاری در پروژه‌های هیدروژنی را تسریع کنند. در ژوئن 2021، دولت آلمان برنامه “H2 Global” را معرفی کرد، که هدف آن گسترش بازار بین‌المللی هیدروژن تولید شده از برق تجدیدپذیر است. این برنامه شامل قراردادهای خرید ده‌ساله محصولات مبتنی بر هیدروژن خواهد بود و اطمینان سرمایه‌گذاران را در مورد پایداری اقتصادی پروژه‌ها افزایش می‌دهد. این طرح که با بودجه 900 میلیون یورویی پشتیبانی می‌شود، انتظار دارد بیش از 1.5 میلیارد یورو سرمایه‌گذاری خصوصی را جذب کند.
برنامه CCfD آلمان
در چارچوب استراتژی ملی هیدروژن، دولت فدرال آلمان برنامه‌ای آزمایشی برای اجرای قراردادهای “CCfD” معرفی کرده است. این قراردادها به‌منظور حمایت از استفاده از هیدروژن تولید شده از انرژی تجدیدپذیر در صنایع فولاد و شیمیایی طراحی شده‌اند. به این ترتیب، تفاوت بین هزینه‌های کاهش کربن دی اکسید و قیمت آن در طرح تجارت انتشار گازهای گلخانه‌ای اتحادیه اروپا (EU ETS) توسط دولت پرداخت می‌شود. اگر قیمت ETS اتحادیه اروپا از هزینه‌های کاهش کربن دی اکسید پروژه‌ها بیشتر شود، شرکت‌ها موظف به بازپرداخت مابه‌التفاوت به دولت خواهند بود. در صورت موفقیت این طرح آزمایشی، امکان گسترش آن به سایر زیربخش‌های صنعتی وجود دارد. کمیسیون اروپا نیز در حال بررسی مفاهیم موجود در قراردادهای CCfD است و ممکن است آنها را در آینده اجرایی کند.
اقدامات پیشرو در کشورهای مختلف
مزایده‌ها به‌عنوان یکی از ابزارهای مؤثر سیاستگذاری، نقش مهمی در توسعه فناوری‌های انرژی پاک مانند انرژی خورشیدی فتوولتائیک و انرژی بادی ایفا کرده‌اند و اکنون این رویکرد برای هیدروژن نیز در حال گسترش است. در ژوئن 2021، وزیر انرژی‌های نو و تجدیدپذیر هند از برنامه‌هایی برای برگزاری مزایده‌های تولید هیدروژن از انرژی‌های تجدیدپذیر خبر داد. در همین راستا، استراتژی ملی هلند به استفاده از مزایده‌های ترکیبی برای تولید هیدروژن از منابع بادی دریایی اشاره کرده است.
شیلی نیز با برگزاری مناقصه‌های عمومی برای توسعه پروژه‌های بزرگ هیدروژنی از منابع انرژی تجدیدپذیر در زمین‌های عمومی، در این مسیر پیشگام است. از آنجا که پروژه‌های هیدروژنی به زمین‌های وسیعی نیاز دارند، دسترسی به زمین‌های عمومی با منابع تجدیدپذیر مناسب می‌تواند خطرات سرمایه‌گذاری را کاهش داده و فرآیند توسعه را تسریع کند. بریتانیا نیز در قالب استراتژی هیدروژن خود، یک مشاوره عمومی برای تدوین مدل تجاری هیدروژن کم‌کربن راه‌اندازی کرده است، که هدف آن تعریف ابزارهای سیاستی خاص برای کمک به توسعه‌دهندگان پروژه در غلبه بر موانع هزینه‌ای است.
ترویج تحقیق و توسعه و نوآوری
موفقیت آینده هیدروژن به نوآوری بستگی دارد. دولت‌ها با تنظیم دستور کارهای تحقیقاتی و اتخاذ سیاست‌هایی که بخش خصوصی را تشویق به نوآوری کنند، نقشی کلیدی ایفا می‌کنند. جدول زیر، فعالیت‌ها، سرمایه‌های در دسترس و بازه زمانی تحقیقات کشورهای پیشرو در این زمینه را نشان می‌دهد.
اگرچه برنامه‌های نوآوری هیدروژنی هنوز به بلوغ کامل نرسیده‌اند، اما سیگنال‌های مثبتی در حال ظهور است. چندین دولت، برنامه‌های خاصی برای تأمین مالی تحقیق و توسعه در حوزه هیدروژن راه‌اندازی کرده‌اند. با این حال، میزان مخارج عمومی برای تحقیق و توسعه هیدروژن همچنان کمتر از سطوح حمایتی در اوایل دهه 2000 است. برای جلوگیری از ایجاد تنگناها در زنجیره ارزش هیدروژن، تلاش‌های یکپارچه‌تری مورد نیاز خواهد بود.
همکاری دولت و صنعت
همکاری بین دولت و صنعت برای اجرای موفق برنامه‌های نوآوری ضروری است. از سال 2008، بیش از 1 میلیارد یورو بودجه به تعهد مشترک پیل‌های سوختی و هیدروژن (FCH JU) اختصاص یافته که نمونه بارزی از یک مشارکت عمومی-خصوصی موفق است. کمیسیون اروپا با استفاده از این تجربه، تعهد مشترک هیدروژن پاک برای اروپا را در پایان سال 2021 راه‌اندازی خواهد کرد، که بودجه‌ای مشابه 1 میلیارد یورو را از منابع دولتی و سرمایه‌گذاری خصوصی تا سال 2027 تامین می‌کند.
کمیسیون اروپا همچنین اتحاد هیدروژن پاک اروپا را در جولای 2021 معرفی کرد، که با گرد هم آوردن صنعت، مقامات دولتی ملی و محلی، جامعه مدنی و دیگر ذینفعان، دستور کار سرمایه‌گذاری در هیدروژن را شکل می‌دهد. در شیلی، آژانس پایداری انرژی یک مرکز رشد مبتنی بر هیدروژن سبز در سال 2021 راه‌اندازی کرد تا خدمات مشاوره و تسهیل پروژه‌های نمایش فناوری را ارائه دهد. وزارت انرژی ایالات متحده نیز طرح ابتکاری “First Energy Earthshot” را با هدف کاهش 80 درصدی هزینه هیدروژن پاک (به 1 دلار برای هر کیلوگرم) تا سال 2030 معرفی کرد و سهامداران را در این مسیر گرد هم آورد.
دیپلماسی هیدروژنی و رشد سریع همکاری‌های بین‌المللی
همکاری‌های بین‌المللی در حوزه هیدروژن به‌سرعت در حال افزایش است و طرح‌ها و ابتکارات چندجانبه به تسهیل اشتراک‌گذاری دانش و توسعه بهترین شیوه‌های صنعت هیدروژن کمک می‌کنند. به‌عنوان نمونه، “ماموریت نوآوری” (MI) که برای تسریع در تحقیق و توسعه و سرمایه‌گذاری فعالیت می‌کند، با برنامه “تعهد مشترک پیل‌های سوختی و هیدروژن” (FCH JU) همکاری دارد. این دو سازمان از طریق پلتفرم “Hydrogen Valley” در بیش از 30 منطقه هیدروژنی در سراسر جهان به اشتراک‌گذاری دانش و تسهیل همکاری می‌پردازند. در ژوئن 2021، MI با راه‌اندازی “ماموریت هیدروژن پاک”، گامی دیگر در راستای تقویت تحقیق و توسعه فناوری‌های هیدروژن برداشت، که هدف آن کاهش هزینه‌های هیدروژن پاک به 2 دلار به ازای هر کیلوگرم تا سال 2030 است.
در سال‌های اخیر، چندین توافقنامه دوجانبه میان دولت‌ها و توافقنامه‌های همکاری بین‌المللی میان دولت‌ها و بخش خصوصی منعقد شده است. نمونه‌هایی از این توافق‌ها شامل همکاری‌های بندر روتردام با دولت‌های شیلی و استرالیای جنوبی است. این توافق‌ها با اهداف کوتاه‌مدت و میان‌مدت برای تبادل دانش، توسعه فناوری و کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن طراحی شده‌اند. همچنین، هدف بلندمدت آنها ایجاد زیرساخت‌های زنجیره‌های تأمین هیدروژن بین‌المللی است تا تجارت هیدروژن و سوخت‌های مشتق شده از آن را توسعه دهند. در ژوئن 2020، وزرای انرژی کشورهای مجمع پنج‌جانبه (اتریش، بلژیک، فرانسه، آلمان، لوکزامبورگ، هلند و سوئیس) یک بیانیه سیاسی مشترک امضا کردند که در آن تعهد خود را برای تقویت همکاری در زمینه هیدروژن تأیید کردند.
هماهنگ‌سازی استانداردها و رفع موانع
دو مسئله کلیدی در حوزه مقررات، کدها و استانداردهای مرتبط با هیدروژن وجود دارد. نخست، نیاز به بازنگری در مقررات ملی است که نقش شرکت‌های برق و اپراتورهای شبکه را تعریف می‌کند. اگر هیدروژن به‌طور مؤثر وارد سیستم‌های انرژی شود، می‌تواند به بخشی جدایی‌ناپذیر از شبکه گاز تبدیل شود و در عین حال به انعطاف‌پذیری و اطمینان‌پذیری شبکه برق کمک کند. به این ترتیب، هیدروژن می‌تواند به تسهیل اتصال میان تاسیسات برق و گاز کمک کرده و نقش جدیدی ایجاد کند که مستلزم تدوین مقررات خاص است.
موضوع دوم به استانداردسازی مرتبط می‌شود. برای استفاده مؤثر از هیدروژن و حامل‌های آن، نیاز به یک چارچوب استانداردسازی وجود دارد که بر اساس هنجارهای ملی یا بین‌المللی شکل بگیرد. این روند نیازمند هماهنگی مستمر میان سازمان‌های بین‌المللی و ملی است تا بتوان به‌طور جامع از هیدروژن در سیستم‌های مختلف استفاده کرد و موانع احتمالی را برطرف نمود.
لزوم تطبیق مقررات برای رفع موانع
برای تسریع استقرار هیدروژن و فناوری‌های مرتبط، مقررات باید در کوتاه‌مدت تطبیق داده شوند. کارگروه ایمنی و استانداردهای مشارکت بین‌المللی برای هیدروژن و پیل‌های سوختی (IPHE) اخیراً مطالعه‌ای را برای شناسایی شکاف‌های نظارتی در میان کشورهای فعال در این حوزه انجام داده است. این مطالعه بر دو حوزه کلیدی متمرکز بود: زیرساخت‌های هیدروژنی و استفاده از هیدروژن در حمل‌ونقل.
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که نیاز به اصلاحات نظارتی با گسترش فعالیت‌های صنعتی و حمل‌ونقل بیشتر احساس می‌شود. در بخش زیرساخت، مهم‌ترین اولویت ایجاد یک چارچوب قانونی برای تزریق هیدروژن به شبکه‌های گاز طبیعی در سطوح توزیع و انتقال و همچنین توسعه زیرساخت‌های سوخت‌گیری هیدروژن مایع است. در زمینه حمل‌ونقل، استفاده از هیدروژن در بخش‌های غیرجاده‌ای، نظیر راه‌آهن، کشتیرانی و هوانوردی، در اولویت است. مسئله ایمنی، شامل الزامات تعمیر و نگهداری، تاییدیه‌ها و بازرسی‌ها، نیز به‌عنوان یک دغدغه اساسی مطرح شده است.
اصلاحات مالیاتی برای توسعه فناوری هیدروژن
مقررات مالیاتی می‌توانند موانع بزرگی برای توسعه فناوری هیدروژن ایجاد کنند. به همین دلیل، چندین کشور در حال بررسی راهکارهایی برای کاهش این موانع هستند. کمیسیون اروپا اخیراً تجدیدنظر در دستورالعمل مالیات بر انرژی را پیشنهاد کرد تا از مالیات مضاعف بر محصولات انرژی از جمله هیدروژن جلوگیری شود. آلمان نیز اعلام کرده که هیدروژن تولید شده از برق تجدیدپذیر از مالیات‌های معمول برای حمایت از انرژی پاک معاف خواهد بود.
ایجاد یک بازار بین‌المللی برای هیدروژن کم‌کربن به استانداردهای دقیق محاسباتی و حسابداری کربن نیاز دارد. تجارت هیدروژن می‌تواند سنگ بنای انتقال جهانی به انرژی پاک شود و امکان صادرات هیدروژن از مناطقی با منابع فراوان انرژی تجدیدپذیر یا تولید کم‌هزینه از سوخت‌های فسیلی با فناوری جذب و ذخیره کربن را فراهم کند.
نیاز به پژوهش و استاندارد در حوزه ایمنی هیدروژن
انجمن بین‌المللی ایمنی هیدروژن (HySafe) طی کارگاه دوسالانه اخیر خود، اولویت‌های تحقیقاتی برای ایمنی هیدروژن را بررسی کرد. این کارگاه به شناسایی و رتبه‌بندی نیازهای پژوهشی معلق، شامل استفاده از هیدروژن مایع، سازگاری مواد مختلف با هیدروژن (فلزات و پلاستیک‌ها)، تشخیص نشت هیدروژن، مدل‌سازی پدیده‌های مرتبط با هیدروژن، و ایمنی در عملیات حالت ناپایدار الکترولیز پرداخت.
با وجود پیشرفت‌های اخیر، عدم درک کافی از رفتار تصادفی هیدروژن مایع به‌عنوان یک چالش برجسته باقی مانده است. همچنین، در سطح مهندسی، شکاف‌های تحقیقاتی عمده‌ای در زیربخش‌های حمل‌ونقل غیرجاده‌ای شناسایی شده است که نیازمند توجه بیشتری است.
جمع‌بندی
در نهایت، موفقیت هیدروژن سبز به‌عنوان یک منبع انرژی پاک و کم‌کربن به همکاری مؤثر میان دولت‌ها، صنعت و جوامع بین‌المللی بستگی دارد. نیاز به سیاستگذاری حمایتی قوی، ایجاد تقاضا و اصلاح مقررات، به‌ویژه در بخش‌های حمل‌ونقل و زیرساخت، از ضروریات توسعه این صنعت به شمار می‌رود. همچنین، مشارکت‌های بین‌المللی و تجارب به اشتراک‌گذاری شده می‌توانند به تسریع تحقیقات و نوآوری‌های جدید کمک کنند. با توجه به چالش‌های موجود، از جمله نیاز به تنظیم مقررات و استانداردها، اقداماتی باید انجام شود تا اطمینان حاصل گردد که هیدروژن به‌عنوان یک گزینه اصلی در زنجیره تأمین انرژی جهانی شناخته شود و به‌طور مؤثری در فرآیندهای صنعتی و تجاری گنجانده شود. بنابراین، ایجاد یک بازار هیدروژن کم‌کربن و توسعه زیرساخت‌های مرتبط، گامی اساسی در راستای دستیابی به اهداف بلندمدت انرژی پاک و پایدار خواهد بود.
