در عصر کنونی، تلاش برای کاهش انتشار کربن و دستیابی به انرژی‌های پاک به عنوان یکی از چالش‌های اساسی جهان مطرح است. در این راستا، بسیاری از کشورها به سوی توسعه و استفاده از هیدروژن به عنوان منبع انرژی پایدار و دوست‌دار محیط زیست گرایش پیدا کرده‌اند. هیدروژن سبز، به عنوان یکی از مؤثرترین راهکارها برای مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، در اولویت استراتژی‌های انرژی بسیاری از کشورها قرار گرفته است. در این مقاله، نقشه راه هیدروژنی کشورهای آسیایی پیشرو شامل ژاپن، کره جنوبی و هند مورد بررسی قرار گرفته و برنامه‌ها، اهداف و راهبردهای کلان این کشورها برای توسعه زیرساخت‌های هیدروژنی و به‌کارگیری این منبع انرژی در بخش‌های مختلف از حمل‌ونقل تا صنایع مختلف تحلیل شده است. این برنامه‌های ملی، نشان از تعهد عمیق این کشورها به حفظ محیط زیست و حرکت به سوی آینده‌ای پایدار دارد.
نقشه راه هیدروژن در ژاپن: اهداف و استراتژی‌های کلان
ژاپن در مسیر توسعه پایدار هیدروژن، اهداف بلندپروازانه‌ای برای سال‌های آتی ترسیم کرده است. این کشور با هدف دستیابی به یک اقتصاد هیدروژنی، قصد دارد تا سال 2030، تعداد خودروهای پیل سوختی خود را به حدود 800 هزار دستگاه برساند. یکی از اولین اقدامات ژاپن، تجهیز 6 هزار خانه در دهکده المپیک به انرژی هیدروژنی بود که نشان از اهمیت و تعهد این کشور به انرژی‌های پاک و تجدیدپذیر دارد. همچنین، برنامه‌های ایجاد زیرساخت سوخت‌رسانی هیدروژنی نیز در دست اجراست؛ ژاپن هدف دارد تا سال 2021، تعداد ایستگاه‌های سوخت‌گیری هیدروژنی را به 80 ایستگاه افزایش دهد.
چشم‌انداز رقابتی قیمت و تولید هیدروژن
یکی از اولویت‌های اصلی ژاپن در این نقشه راه، کاهش هزینه تولید هیدروژن است تا با گاز طبیعی مایع رقابت کند. ژاپن پیش‌بینی کرده که تولید سالانه هیدروژن در این کشور از 200 تن در سال 2020 به 300 هزار تن در سال 2030 برسد، که نمایانگر رشد چشمگیر در صنعت تولید هیدروژن است.
توسعه کاربردهای پیل‌های سوختی
پیل‌های سوختی به عنوان منبعی کارآمد برای تولید برق و حرارت در ژاپن به‌کار گرفته می‌شوند. این سیستم‌ها که از گاز طبیعی و پروپان، هیدروژن استخراج می‌کنند، در سال 2019 به تعداد 300 هزار واحد در منازل نصب شدند. برنامه‌های توسعه‌ای ژاپن در این زمینه، دستیابی به 3.5 میلیون واحد در سال 2030 را هدف‌گذاری کرده است، ضمن اینکه هزینه این سیستم‌ها نیز با هدف بازگشت سرمایه کاهش خواهد یافت.
ژاپن همچنین چشم‌اندازی ویژه برای خودروهای پیل سوختی دارد. بر اساس این برنامه، این کشور تعداد خودروهای پیل سوختی خود را در سال‌های 2025 و 2030 به‌ترتیب به 200 هزار و 800 هزار دستگاه افزایش خواهد داد. برای تحقق این هدف، ژاپن تصمیم دارد هزینه این خودروها را به یک چهارم و یک پنجم قیمت کنونی برساند. همزمان با افزایش تعداد خودروهای هیدروژنی، زیرساخت‌های شارژ نیز توسعه خواهند یافت. از این رو، تعداد ایستگاه‌های شارژ هیدروژنی از 116 ایستگاه در سال 2020 به 320 ایستگاه در سال 2025 و 900 ایستگاه در سال 2030 خواهد رسید (شکل 79).
در این راستا، ژاپن با این اقدامات نه تنها به تقویت شبکه حمل‌ونقل سبز کمک می‌کند، بلکه زمینه‌سازی مناسبی برای کاهش آلودگی محیط زیستی و تحقق اهداف کربن‌زدایی در مقیاس ملی انجام می‌دهد.
نقشه راه هیدروژن در کره جنوبی: نوآوری‌های قانونی و گسترش زیرساخت‌ها
کره جنوبی به عنوان یکی از پیشروان جهانی در توسعه اقتصاد هیدروژنی، اولین قانون هیدروژنی جهان را در تاریخ 5 فوریه 2021 به اجرا گذاشت. با تاسیس کمیته اقتصاد هیدروژن، این کشور چارچوبی قانونی برای سیاست‌های سبز و برنامه‌های بلندمدت خود در جهت ترویج استفاده از هیدروژن ایجاد کرده است. نقشه راه کره جنوبی شامل اهداف مشخصی برای سال‌های 2022 و 2040 بوده و هدفی بلندپروازانه برای تبدیل تمام خودروهای تجاری به خودروهای هیدروژنی تا سال 2025 تعیین کرده است. همچنین، این کشور در نظر دارد تا سال 2040 به تعداد 2.6 میلیون خودروی پیل سوختی و 1200 جایگاه سوخت هیدروژنی دست یابد. حمایت‌های مالی و تسهیل صدور مجوز از جمله اقداماتی است که در راستای این نقشه راه انجام خواهد شد.
کره جنوبی در سال 2019، نقشه راهی جامع برای توسعه اقتصاد هیدروژنی منتشر کرد که بر بخش‌های مختلف از جمله حمل‌ونقل، کربن‌زدایی صنعتی، بخش ساختمان‌ها و مدیریت تولید و توزیع هیدروژن متمرکز است. قوانین تصویب شده توسط مجلس ملی کره جنوبی، اهداف و استراتژی‌های بلندمدت این کشور را تعریف کرده و بستر قانونی برای رشد صنعت هیدروژنی فراهم نموده است. در این راستا، کره جنوبی با حمایت‌های مالی گسترده از بخش خصوصی و تخصیص یارانه به پروژه‌های هیدروژنی، در حال تقویت ظرفیت‌های تحقیق و توسعه و ایجاد اصلاحات نظارتی برای توسعه بازار هیدروژن در بلندمدت و کاهش هزینه‌هاست.
پروژه‌های نمایش شهری و استفاده از هیدروژن در سیستم‌های انرژی شهری
به عنوان بخشی از تلاش‌های نمایشی، کره جنوبی قصد دارد تا سال 2022 سه شهر نمونه هیدروژنی را ایجاد کند. این شهرها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که از هیدروژن برای حمل‌ونقل، تولید برق، گرمایش و سرمایش بهره‌برداری کنند. این پروژه‌ها به عنوان گام اولیه‌ای برای انتقال 30 درصد از شهرهای کره جنوبی به هیدروژن تا سال 2040 عمل می‌کنند و نمایانگر عزم این کشور برای ایجاد زیرساخت‌های لازم جهت رشد پایدار هیدروژن در بخش‌های مختلف شهری هستند.
این اقدامات کره جنوبی در جهت گسترش و تثبیت جایگاه هیدروژن به عنوان یک منبع انرژی پاک، نه تنها زیرساخت‌های حمل‌ونقل و انرژی را تقویت می‌کند، بلکه به کاهش انتشار کربن در مقیاس ملی نیز کمک خواهد کرد.
تمرکز کره جنوبی بر حمل‌ونقل هیدروژنی
کره جنوبی توجه ویژه‌ای به گسترش استفاده از هیدروژن در بخش حمل‌ونقل دارد. با وجود تلاش‌های جهانی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، خودروهای با موتورهای احتراقی همچنان بر بازار خودروها مسلط هستند. هرچند خودروهای برقی به عنوان جایگزین اصلی مطرح شده‌اند، اما تا سال 2018 تنها 2.2 درصد از بازار جهانی خودروها را به خود اختصاص داده بودند. در مقایسه، خودروهای هیدروژنی نیز در سال 2019 با فروش حدود 7500 دستگاه، سهم اندکی از بازار را به خود اختصاص دادند. با این حال، کره جنوبی تخمین می‌زند که اگر تنها 10 درصد از بازار جهانی خودرو به سمت هیدروژن حرکت کند، این بخش می‌تواند به ارزش تقریبی 125 میلیارد دلار دست یابد.
کره جنوبی برنامه دارد تولید خودروهای هیدروژنی داخلی خود را تا سال 2022 به 35000 دستگاه و تا سال 2025 به 100000 دستگاه افزایش دهد. از این تعداد، 40000 دستگاه برای صادرات برنامه‌ریزی شده است. در صورتی که حجم تولید به 100000 دستگاه برسد، کره جنوبی امیدوار است قیمت این خودروها رقابت‌پذیری کافی را با خودروهای با موتور احتراق داخلی داشته باشد. انتظار می‌رود تا سال 2030، خودروهای هیدروژنی و الکتریکی مجموعاً یک‌سوم از کل خودروهای جدید فروخته‌شده در داخل کره جنوبی را تشکیل دهند.
مشوق‌های مالی و یارانه‌ها برای افزایش تقاضای داخلی
در راستای افزایش تقاضای داخلی، کره جنوبی برنامه‌ای برای ارائه یارانه به خریداران خودروهای هیدروژنی و سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه فناوری‌های مرتبط تنظیم کرده است. بر اساس این برنامه، میزان یارانه با افزایش حجم تولید کاهش خواهد یافت تا هزینه‌های تولید خودروهای هیدروژنی به تدریج کاهش یابد. همچنین در سال 2020، کره جنوبی بودجه‌ای معادل 1.43 میلیارد وون را به تحقیق و توسعه فناوری‌های هیدروژنی اختصاص داده است.
توسعه انرژی هیدروژنی در سایر بخش‌های حمل‌ونقل
کره جنوبی به دنبال استفاده گسترده‌تر از هیدروژن در حوزه‌های مختلف حمل‌ونقل است. بر اساس نقشه راه این کشور، قرار است تا سال 2040 تعداد 80000 تاکسی و 40000 اتوبوس هیدروژنی در جاده‌ها فعالیت کنند. همچنین معرفی 30000 کامیون هیدروژنی برای حمل‌ونقل بار در نظر گرفته شده است. در کنار این برنامه‌ها، کره جنوبی در حال تحقیق و توسعه برای استفاده از هیدروژن در تأمین انرژی کشتی‌ها، قطارها، پهپادها و تجهیزات ساخت‌وساز است؛ هرچند تجاری‌سازی این فناوری‌ها پیش از سال 2030 هدف‌گذاری نشده است.
توسعه زیرساخت‌های سوخت‌گیری و تولید برق از پیل‌های سوختی در کره جنوبی
یکی از چالش‌های اساسی برای پذیرش گسترده‌تر خودروهای هیدروژنی در کره جنوبی، فقدان ایستگاه‌های سوخت‌گیری کافی است. همان‌طور که در مورد خودروهای الکتریکی نیز دیده می‌شود، نبود زیرساخت مناسب باعث کاهش سرعت پذیرش این فناوری‌ها می‌شود. نقشه راه کره جنوبی بر افزایش تعداد جایگاه‌های سوخت‌گیری از 34 جایگاه فعلی به 310 جایگاه تا سال 2022 و 1200 جایگاه تا سال 2040 تاکید دارد. در این راستا، کره جنوبی تصمیم گرفته با ارائه یارانه‌های گسترده و کاهش مقررات، ساخت ایستگاه‌های جدید سوخت‌گیری هیدروژنی را تسهیل کند.
بر اساس برنامه دولت کره جنوبی، یارانه‌های مختلفی برای انواع تاسیسات سوخت‌رسانی هیدروژنی در دسترس خواهد بود. در مناطق شهری، وزارت محیط زیست کره جنوبی تا 50 درصد از هزینه نصب هر ایستگاه سوخت‌گیری را تا سقف 1.5 میلیارد وون تأمین می‌کند، و وزارت زمین، زیرساخت و حمل‌ونقل نیز در بزرگراه‌ها برای هر ایستگاه 750 میلیون وون یارانه ارائه می‌دهد. علاوه بر این، کره جنوبی برای تسهیل نصب ایستگاه‌های سوخت‌گیری، مقررات مربوط به مکان و فرآیندهای تأیید را کاهش داده و از سندباکس‌های نظارتی برای سرعت‌بخشی به این روند بهره می‌گیرد.
افزایش ظرفیت تولید برق از پیل‌های سوختی
در حال حاضر، کره جنوبی ظرفیت تولید 307.6 مگاوات برق از پیل‌های سوختی را دارد و قصد دارد این مقدار را تا سال 2040 به 15 گیگاوات افزایش دهد. از این میزان، 8 گیگاوات برای مصارف داخلی و 7 گیگاوات برای صادرات اختصاص خواهد یافت. دولت کره جنوبی برای تقویت تولید برق از پیل‌های سوختی، قیمت گاز طبیعی مایع را به صورت ویژه برای این منظور کاهش داده و گواهی‌های انرژی تجدیدپذیر را برای تأمین اطمینان سرمایه‌گذاران به کار می‌گیرد. همچنین، گواهی‌های ویژه‌ای برای پروژه‌های هیدروژن سبز در نظر گرفته و در حال بررسی یک سیستم قیمت‌گذاری بلندمدت برای برق تولیدشده از پیل‌های سوختی است.
توسعه مصرف خانگی و تجاری پیل‌های سوختی
علاوه بر اهداف بزرگ ملی، کره جنوبی به دنبال افزایش استفاده از برق تولیدی از پیل‌های سوختی در بخش‌های خانگی و ساختمانی است. این کشور در نظر دارد تا سال 2040، حدود 0.5 گیگاوات برق از سلول‌های سوختی برای استفاده در منازل و ساختمان‌ها فراهم کند. این بازار از طریق مجموعه‌ای از مشوق‌ها مانند تعرفه ویژه برق و الزاماتی مانند جایگزینی سیستم‌های خنک‌کننده در موسسات عمومی با سیستم‌های پیل سوختی به رشد خود ادامه خواهد داد.
رشد تقاضا و استراتژی‌های تأمین هیدروژن در کره جنوبی
در صورت افزایش تقاضا مطابق نقشه راه هیدروژن کره جنوبی، نیاز به این منبع از 130 هزار تن در سال 2019 به 36.5 میلیون تن در سال 2040 خواهد رسید. در حال حاضر، هیدروژن مورد نیاز کره جنوبی به عنوان محصول جانبی در فرآیندهای پتروشیمی تولید می‌شود. با این حال، برای پاسخگویی به تقاضای بیشتر در مراحل اولیه، این کشور به تولید هیدروژن از گاز طبیعی مایع روی خواهد آورد.
برنامه‌های بلندمدت برای تولید و واردات هیدروژن سبز
کره جنوبی در نقشه راه خود به توسعه تولید هیدروژن سبز در بلندمدت توجه ویژه‌ای دارد. برنامه‌ها شامل استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مازاد و تولید هیدروژن به همراه پروژه‌های بزرگ تجدیدپذیر است. این کشور همچنین در نظر دارد تا سال 2030 واردات هیدروژن سبز را آغاز کند. برای اطمینان از حمل و نقل روان هیدروژن وارداتی در داخل کشور، کره جنوبی به بررسی و نصب خطوط لوله در نقاط ورودی می‌پردازد. این طرح‌ها در کنار خط لوله کنونی 200 کیلومتری هیدروژن، موجب تقویت شبکه انتقال خواهند شد.
سرمایه‌گذاری‌های شرکت گاز کره در زیرساخت‌های هیدروژنی
شرکت گاز کره جنوبی، که زیر نظر دولت فعالیت می‌کند، برنامه‌ای گسترده برای توسعه زیرساخت‌های هیدروژنی دارد. این شرکت قصد دارد تا سال 2030 با سرمایه‌گذاری 4.06 میلیارد دلار (معادل 4.7 تریلیون وون) در تحقیق و توسعه، تأسیسات تولید هیدروژن و ساخت 700 کیلومتر خط لوله جدید، به افزایش تولید داخلی و واردات هیدروژن بپردازد. هدف این شرکت، کاهش قیمت هر کیلوگرم هیدروژن از 6500-7500 وون به 3000 وون تا سال 2040 است.
ایجاد چارچوب قانونی و نظارتی برای ارتقای اقتصاد هیدروژنی
در آغاز سال 2020، مجلس ملی کره جنوبی قانون ارتقاء اقتصاد هیدروژنی و مدیریت ایمنی هیدروژن را به تصویب رساند. این قانون، که در نوع خود اولین در سطح بین‌المللی است، چارچوبی قانونی برای تلاش‌های دولت و یارانه‌های اختصاص‌یافته به صنعت هیدروژن فراهم می‌کند. به‌علاوه، کمیته اقتصاد هیدروژنی به ریاست نخست‌وزیر تأسیس شد تا به عنوان مرجع اصلی نظارت بر توسعه، توزیع و ایمنی این صنعت عمل کند. با این حال، کره جنوبی همچنان در حال تدوین مقررات و قوانین تکمیلی برای اجرای کامل این چارچوب قانونی است.
نقشه راه هیدروژن در هند: گام‌های اولیه در توسعه انرژی هیدروژنی
هند نیز به جمع کشورهای پیشرو در زمینه توسعه انرژی هیدروژنی پیوسته و در نوامبر 2020، نخست وزیر نارندرا مودی از آغاز یک ماموریت ملی برای انرژی هیدروژنی خبر داد. در فوریه همان سال، وزیر دارایی هند اعلام کرد که هدف این ماموریت ملی، تولید هیدروژن سبز و افزایش سهم هیدروژن در ترکیب انرژی این کشور است. هند قصد دارد تا سال 2030 سهم هیدروژن را به 4 درصد از کل انرژی کشور برساند.
تحقیقات و سرمایه‌گذاری‌ها در انرژی هیدروژنی
به‌تازگی دولت هند یک فراخوان به ارزش 60 میلیون روپیه برای پروژه‌های تحقیقاتی مرتبط با هیدروژن و پیل‌های سوختی منتشر کرده است. این تحقیقات و سرمایه‌گذاری‌ها با هدف ارتقای فناوری‌های مرتبط و تقویت زیرساخت‌های تولید و توزیع هیدروژن صورت می‌گیرد.
اهداف و برنامه‌های عملیاتی هند
خلاصه نقشه راه برای سال‌های 2018 به بعد در جدول زیر نشان داده شده است. این برنامه‌ها به حمایت از تولید، پژوهش و توسعه هیدروژن سبز پرداخته و بیانگر عزم دولت هند برای ایجاد زیرساخت‌های لازم و تقویت سهم هیدروژن در ترکیب انرژی کشور است.
| حوزه | اقدام |
| تولید هیدروژن | · راه‌اندازی 10 کارخانه تجاری گازی‌سازی زغال‌سنگ برای تولید هیدروژن/سیال مصنوعی
· افزایش حجم تولید در نیروگاه‌های تولیدپراکنده مبتنی بر انرژی‌های تجدیدپذیر (به‌ویژه خورشیدی) با استفاده از شکافت آب · استقرار 500 اصلاح‌کننده بزرگ برای تولید هیدروژن · راه‌اندازی نیروگاه‌های ترموشیمیایی تقسیم آب با استفاده از راکتورهای هسته‌ای برای تولید تجاری هیدروژن · راه‌اندازی 5 واحد الکترولایزر دمابالا با استفاده از گرمای نیروگاه هسته‌ای/ خورشیدی · بهبود بهره‌وری، خلوص و حجم تولید از روش‌های منتخب |
| ذخیره‌سازی هیدروژن | · استفاده از هیدریدهای فلزی با راندمان ذخیره‌سازی 9% وزنی و عمر چرخه بیش‌از 1500 سیکل
· استفاده از سیلندر گازی فشار بالا (700بار) · استفاده از مواد جدید مانند کلترات‌ها، زئولیت‌ها، هیدریدهای مایع و … |
| انتقال هیدروژن | · توزیع غیرمتمرکز از طریق سیلندهای فشار بالا (700بار) با استفاده از کامیون
· توزیع گسترده هیدروژن از طریق شبکه خط لوله · توزیع هیدروزن در مقیاس بزرگ از طریق کپسول‌های هیدرید (فشار کم تا 30 بار) |
هند با تکیه بر این برنامه‌ها و حمایت‌های مالی، به دنبال جایگاهی پایدار در عرصه تولید و مصرف انرژی‌های پاک و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی است. این نقشه راه، نقشی کلیدی در ایجاد یک اکوسیستم هیدروژنی پایدار برای آینده‌ای سبزتر ایفا می‌کند.
جمع‌بندی
استفاده از هیدروژن سبز به عنوان یکی از امیدهای بزرگ در مسیر تحقق اهداف کربن‌زدایی و پایداری انرژی، نقشی حیاتی در آینده انرژی جهان ایفا خواهد کرد. بررسی نقشه راه هیدروژنی کشورهایی مانند ژاپن، کره جنوبی و هند نشان می‌دهد که این کشورها با ارائه چارچوب‌های قانونی، سرمایه‌گذاری‌های گسترده و تسهیلات مالی، به‌طور جدی به دنبال توسعه و تثبیت زیرساخت‌های هیدروژنی هستند. ژاپن با تمرکز بر خودروهای پیل سوختی و افزایش ظرفیت تولید هیدروژن، کره جنوبی با تدوین قوانین پیشرو و گسترش ایستگاه‌های سوخت‌گیری، و هند با برنامه‌های ملی برای تولید هیدروژن سبز، همه با هدف کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و بهبود کیفیت محیط زیست در تلاش‌اند. این اقدامات هماهنگ و هدفمند، نقش کلیدی در ایجاد یک اکوسیستم پایدار هیدروژنی ایفا کرده و آینده‌ای سبزتر و عاری از آلاینده‌ها را برای نسل‌های آینده به ارمغان خواهند آورد.
