چشم‌انداز سرمایه‌گذاری در هیدروژن

حسن راعی- عباس ملکی*- افزایش سرمایه‌گذاری در بخش‌های نوظهور جذب و ذخیره‌سازی کربن و هیدروژن کم‌کربن در سال 2024 اگرچه چشم‌انداز اجرای پروژه‌های آن نامشخص است، با این حال انتظار می‌رود سرمایه‌گذاری در دستگاه‌های الکترولیز برای تولید هیدروژن سبز که در سال 2024 به بیش از دوبرابر یعنی 5‌میلیارد دلار برسد.
قطعیت نداشتن سیاست‌ها، تورم هزینه‌ها و دشواری تامین توافقنامه‌های رقابتی موانع رایجی است که سبب تاخیر در اجرای پروژه‌های هیدروژن کم‌کربن و تجدیدپذیر شده است.
طبق داده‌های موسسه پلاتس، اقلیت کوچکی حدود 7درصد از پروژه‌های اعلام‌شده جهانی هیدروژن پاک به مرحله تصمیم نهایی سرمایه‌گذاری رسیده است. به گفته تحلیلگران این موسسه، هزینه‌های الکترولیز از سال 2021 تاکنون بین 20 تا 45درصد افزایش یافته است، در حالی که انتظار می‌رفت این هزینه‌ها به واسطه توسعه فناوری‌ها تا سال 2030 بین 15 تا 30درصد کاهش یابد.براساس اعلام آژانس بین‌المللی انرژی بیشتر سرمایه‌گذاری‌ها در سال جاری از سوی مصرف‌کنندگان فعلی هیدروژن در بخش‌های پالایش و مواد شیمیایی و نه صنایع جدید با ریسک بالاتر برای هیدروژن مانند حمل‌ونقل انجام می‌شود.
چین با 40درصد از سرمایه‌گذاری جهانی الکترولیز بیشترین سهم را به خود اختصاص داده، درحالی که سهم اروپا کمتر از یک‌سوم و سهم ایالات‌‌متحده حدود 15درصد است. انتظار می‌رود یک کارخانه هیدروژن سبز با ظرفیت سالانه 32‌هزار تن در سال 2024 برای تولید آمونیاک در چین آغاز به کار کند. علاوه‌بر این، بیش از 20پروژه با ظرفیت کل 9/6گیگاوات تا سال 202۶ به بهره‌برداری خواهند رسید.
شرکت پرتغالی گالپ انرژی در اروپا 270‌میلیون دلار در پروژه الکترولیزکننده 100‌مگاواتی خود با ظرفیت تولید سالانه 15‌هزار تن هیدروژن سرمایه‌گذاری می‌کند. همچنین 7‌میلیارد دلار در کارخانه 700مگاواتی فولاد سبز در سوئد سرمایه‌گذاری انجام خواهد شد. اعطای اعتبارات مالیاتی تحت قانون کاهش تورم در ایالات متحده سرمایه‌گذاری سبز را تقویت کرده و اکنون تعدادی پروژه توسعه هیدروژن در مقیاس بزرگ در حال اجراست.
آژانس بین‌المللی انرژی در گزارش خود اشاره کرده که برای نمونه شرکت فورتسکیو «‌در حال توسعه یک کارخانه تولید هیدروژن مایع با ظرفیت سالانه 11هزار تن در آریزوناست که سال 202۶ آغاز به کار خواهد کرد. طبق داده‌های پلاتس، هزینه‌های تولید هیدروژن در ایالات متحده از طریق الکترولیز قلیایی، مبتنی بر شبکه کمترین قیمت در سطح جهان است. متوسط قیمت آن در آوریل 2024 در ساحل خلیج مکزیک 20۶0دلار به ازای هر کیلوگرم بود.آژانس بین‌المللی انرژی«همچنین اعلام کرده است که اگر تصمیم‌های سرمایه‌گذاری نهایی برنامه‌ریزی شده در سال جاری اتخاذ شود، سرمایه‌گذاری در بخش جذب، استفاده و ذخیره‌سازی کربن می‌تواند تا سال 2025 به میزان 10برابر شود و به 2۶ میلیارد دلار افزایش یابد.
طبق پروژه‌های برنامه‌ریزی‌شده، تا سال 2030 ظرفیت سالانه تاسیسات جذب دی‌اکسیدکربن جهان به 430‌میلیون تن و ظرفیت ذخیره‌سازی به ۶20‌میلیون تن خواهد رسید. با این حال، آژانس بین‌المللی انرژی اعلام کرده که هنوز این سؤال بدون جواب وجود دارد که آیا تمام پروژه‌های برنامه‌ریزی شده تا سال 2030 محقق می‌شوند یا خیر؟
شرکت‌های نفت و گاز پیشرو توسعه پروژه‌های جذب، استفاده و ذخیره‌سازی کربن(CCUS)در جهان هستند.
شرکت ملی نفت ابوظبی در سپتامبر 2023 یک پروژه با ظرفیت جذب سالانه یک‌میلیون و 500هزار تن را در مرحله تصمیم‌گیری نهایی سرمایه‌گذاری قرار داده است. «آژانس بین‌المللی انرژی» همچنین در گزارش خود با اشاره به پیشرفت‌ها در بسیاری از پروژه‌های فناوری جذب مستقیم کربن از هوا اعلام کرده است که سرمایه‌گذاری سالانه در این فناوری بیش از دوبرابر شده و در سال 2024 به ۶۶0میلیون دلار خواهد رسید.
خبر دیگر اینکه بزرگ‌ترین کارخانه جذب مستقیم کربن از هوا در جهان، تاسیسات «ماموت» در شرکت «کلایم ورکس» طی ماه می در ایسلند با ظرفیت جذب سالانه 3۶هزار تن وارد عملیات بهره‌برداری شد. همچنین پروژه «استراتوس» با ظرفیت سالانه 500هزار تن در تگزاس، با هزینه یک میلیارد و 300هزار دلار، طبق برنامه در اواسط سال 2025 عملیات خود را آغاز خواهد کرد.یک شرکت سوئیسی فناوری تازه‌ای را برای جذب مستقیم کربن از هوا توسعه داده است که با نصف هزینه، می‌تواند دوبرابر بیشتر کربن جذب و ذخیره کند. با استفاده از فناوری جدید هزینه‌های کل فرآیند حذف مستقیم کربن از هوا به 400 تا ۶00دلار در هر تن تا سال 2030 کاهش خواهد یافت.
این فناوری نسل سوم به صورت تجاری در تاسیسات مجموعه پروژه «سایپرس» در لوئیزیانا، ایالات‌متحده، استفاده خواهد شد و ساخت آن قرار است در سال 202۶ آغاز شود.
فناوری‌های جذب مستقیم، دی‌اکسیدکربن را به‌طور مستقیم از جو استخراج می‌کنند. دی‌اکسیدکربن جذب‌شده را می‌توان به‌طور دائم در سازندهای عمیق زمین‌شناسی ذخیره کرد و در نتیجه به حذف دی‌اکسیدکربن دست یافت. این فناوری که هنوز در مرحله ابتدایی است، حوزه رشد کلیدی بر‌ای بازار حذف کربن خواهد بود؛ زیرا این پروژه‌ها می‌توانند میلیون‌ها اعتبار کربن با کیفیت و قیمت بالا ایجاد کنند.
شرکت «کلایم ورکس» اعلام کرد این فناوری در طول پنج‌سال گذشته توسعه یافته و تایید شده است و برای نخستین‌بار در مقیاس صنعتی در ژوئن 2024 در مرکز آزمایشی جذب مستقیم از هوای این شرکت در بازل سوییس پیاده‌سازی می‌شود.
این شرکت همچنین اعلام کرد، نسل سوم فناور‌ی جذب مستقیم از هوا مبتنی بر مواد جاذب ساختاری نو است که در مکعب‌های مدولار قرار گرفته و این روش ظرفیت جذب دی‌اکسیدکربن را دوبرابر می‌کند، مصرف انرژی را به نصف کاهش، طول عمر مواد را افزایش و هزینه‌ها را تا 50درصد کاهش می‌دهد.
این فناوری با هدف دستیابی به هزینه‌های 250 تا 350 دلار در هر تن دی‌اکسیدکربن جذب شده و هزینه‌های کل فرآیند حذف خالص دی‌اکسیدکربن بین 400 تا ۶00 دلار به ازای هر تن تا سال 2030 است که از کاهش هزینه کل جذب مستقیم کربن از هوا تا 50درصد حکایت دارد.تقریبا 30کارخانه جذب مستقیم کربن از هوا در جهان راه‌اندازی شده‌اند ، اما بیشتر این تاسیسات در مراحل اولیه توسعه تجاری قرار دارند. بسیاری از منتقدان می‌گویند این فناوری هنوز به ارائه در مقیاس نیمه‌صنعتی نیاز دارد و بسیار گران است اما طرفداران آن ماندگاری‌، انعطاف‌پذیری مکانی و سهولت نظارت را ویژگی‌های جذاب آن می‌دانند.
موسسه «پلاتس» قیمت اعتبار کربن تولیدشده از رقابتی‌ترین اعتبار کربن مبتنی بر فناوری را ارزیابی می‌کند که فناوری جذب مستقیم کربن از هوا، گران‌ترین آنهاست.
این موسسه قیمت اعتبارات ایجادشده توسط پروژه‌های جذب کربن مبتنی بر فناوری تجارت در بازار داوطلبانه کربن برای سال 2024 را 120دلار برای هر تن معادل دی‌اکسیدکربن در 4 ژوئن 2024 ارزیابی کرد، اما داده‌های «پلاتس» نشان می‌دهد اعتبار کربن پروژه‌های جذب مستقیم کربن از هوا بسیار بالا بوده و در محدوده 300 تا 2000 دلار در هر تن معادل دی‌اکسیدکربن، بسته به فناوری و مقیاس تولید، تخمین زده می‌شود.
* پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف