يعتبر الهيدروجين (H2) بمثابة ناقل واعد للطاقة البديلة ليحل محل الوقود الأحفوري، كما أنه مهم كمصدر للطاقة النظيفة في المستقبل لتحقيق الحياد الكربوني لأنه لا ينبعث منه ثاني أكسيد الكربون (CO 2 )، فإن تكلفة تخزين ونقل غاز الهيدروجين كانت التحدي الرئيسي لتحقيق اقتصاد غاز الهيدروجين .
قدم فريق بحثي بقيادة البروفيسور هانكوون ليم من كلية الدراسات العليا لحياد الكربون في UNIST سلاسل التوريد المثلى التي تأخذ في الاعتبار الجوانب الاقتصادية والبيئية لتجسيد التجارة الدولية في H2 المنزوع الكربون.
في هذه الدراسة، التي نشرت في مجلة ACS Sustainable Chemistry & Engineering، تم إجراء تحسين شامل لسلسلة التوريد في الخارج H 2، مع الأخذ في الاعتبار الدول المستوردة الرئيسية الثلاثة بما في ذلك كوريا، واليابان، وألمانيا، مع برمجة خطية مختلطة مع مراعاة الجوانب الاقتصادية والبيئية، معًا، من خلال دراسة التحسين هذه، تحقق فريق البحث من سلسلة التوريد H2 الأكثر جدوى لكل بلد مستورد وفقًا لسنوات وسيناريوهات الحالة.
ثلاثة سيناريوهات
وفقًا لفريق البحث، استمر التحسين، على التوالي، لثلاثة سيناريوهات (أساسية، متحفظة، ومتفائلة) وثلاث سنوات (2030 ، 2040 ، و2050) من خلال مراعاة مطالب ثلاثة مستوردين رئيسيين (كوريا الجنوبية ، اليابان ، ألمانيا) والقدرات وأسعار الموارد لـ 16 مصدرًا (أستراليا ، البرازيل ، شيلي ، وما إلى ذلك) ، مقدار المقارنة بين ناقلات H 2 و H 2 (LH 2 ، التولوين / MCH (TOL / MCH) ، و NH 3 ).
مخططات سانكي لأفضل السلاسل لسيناريو الحالة الأساسية، مع مراعاة الجوانب الاقتصادية والبيئية.
في حالة المصدرين ، تتم الإشارة إلى اللون الأزرق H2 باللون الأزرق ، بينما يشار إلى اللون الأخضر H2 باللون الأخضر، في حالة المستوردين ، تتم الإشارة إلى KOR و JPN و DEU باللون الأحمر والبرتقالي والفيروزي على التوالي.
أظهرت النتائج التي توصلوا إليها أنه في عام 2030، كان H 2 الأزرق من QAT هو المورد الأكثر جدوى لليابان، في حين أن Green H 2 من ZAF هو المورد الأكثر جدوى لكوريا و DEU.
في عام 2040 ، أصبح Green H 2 من أستراليا أيضًا أحد الموردين المجديين لـكوريا واليابان جنبًا إلى جنب مع ZAF، ويهيمن أخيرًا على الإمدادات بعد عام 2050، بينما يعتبر H 2 الأخضر من إسبانيا هو الأكثر جدوى بالنسبة لألمانيا بعد عام 2040.
وأشار فريق البحث إلى أنه “على الرغم من أن الاختلاف بين السيناريوهات ليس كبيرًا، إلا أن التكاليف الإجمالية مختلفة”، “يتمثل أحد الاختلافات في اختيار H 2 الأخضر من أستراليا كمورد أكثر جدوى لكوريا بدلاً من ZAF في عام 2040 مع سيناريو الحالة المتفائلة.”
وجدت الدراسة أيضًا أن الأمونيا (NH 3 ) هي الحامل الأكثر جدوى لـ H 2، وأن التكلفة الإجمالية بما في ذلك ضريبة الكربون تتراوح من 2.15 إلى 3.43 دولارًا لكل كيلوجرام في الساعة 2-1 والذي يقع بين H2 الأخضر الحالي، و يتراوح سعر Blue H 2 .
وجدت الدراسة أيضًا أن الأمونيا هي أكثر المواد الحاملة جدوى لـ H 2، وفقًا لنتائج التقييمات الاقتصادية والبيئية التي أجريت ، تراوحت أسعار إمدادات الهيدروجين، بما في ذلك ضرائب الكربون الناتجة عن انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ، من 2.15 إلى 3.43 دولار للكيلوغرام الواحد.
بناءً على النتائج، فإن البلدان التي من المقرر أن تقدم الهيدروجين (كوريا واليابان وألمانيا) قد اشتقت سيناريوهات لتحسين سلسلة توريد الهيدروجين المطلوبة في المستقبل.
