تکنولوژی‌های کربن‌زدایی در صنایع تولیدی با تمرکز بر هیدروژن سبز
تکنولوژی‌های کربن‌زدایی در صنایع تولیدی چیست؟
در این مقاله، به بررسی تکنولوژی‌های کربن‌زدایی در صنایع تولیدی با تمرکز بر هیدروژن سبز از جنبه‌های مختلف می پردازیم.
مقدمه
صنایع تولیدی مانند کارخانه‌های فولاد، سیمان و نساجی در تولید محصولات روزمره ما نقش کلیدی دارند، اما متأسفانه مقدار زیادی گاز دی‌اکسید کربن (CO2) تولید می‌کنند که به گرمایش زمین و تغییرات اقلیمی دامن می‌زند. امروز، با شدت گرفتن بحران‌های آب‌وهوایی، از خشکسالی‌های بی‌سابقه تا طوفان‌های مخرب، دیگر نمی‌توان به روش‌های تولید قدیمی ادامه داد. در چنین شرایطی، تکنولوژی‌های «کربن‌زدایی» به‌عنوان راه‌حلی نوین وارد میدان شده‌اند. این فناوری‌ها کمک می‌کنند تا صنایع بدون قربانی کردن بهره‌وری، آلودگی کمتری تولید کنند. یکی از امیدبخش‌ترین این فناوری‌ها، هیدروژن سبز است. در این مقاله، ضمن معرفی تکنولوژی‌های مختلف کربن‌زدایی، تمرکز ویژه‌ای بر نقش هیدروژن سبز خواهیم داشت؛ سوختی که می‌تواند چهره صنایع را دگرگون کند.
تکنولوژی‌های کربن‌زدایی چیست؟
کربن‌زدایی به مجموعه‌ای از فناوری‌ها و اقداماتی گفته می‌شود که هدف آن‌ها کاهش یا حذف انتشار گازهای گلخانه‌ای در فرآیندهای صنعتی است. این فناوری‌ها به صنایع امکان می‌دهند تا به‌سمت تولید پاک‌تر حرکت کنند، بدون آن‌که لزوماً از تولید یا رشد اقتصادی کاسته شود.
از جمله فناوری‌های کلیدی در این حوزه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جذب و ذخیره‌سازی کربن: (CCS) این فناوری گاز CO₂ را از دودکش‌ها جمع‌آوری کرده و در لایه‌های عمیق زمین ذخیره می‌کند تا وارد جو نشود. این روش به‌ویژه در صنایعی مانند سیمان و پتروشیمی که حذف کامل انتشار ممکن نیست، مفید است.
- استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر: جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی خورشیدی، بادی یا آبی، یک مسیر مؤثر برای کاهش انتشار کربن در کارخانه‌هاست.
- بهینه‌سازی فرآیندهای تولید: با طراحی مجدد خطوط تولید، بازیافت حرارت، استفاده از تجهیزات کم‌مصرف یا به‌کارگیری مواد خام جایگزین، مصرف انرژی و انتشار CO₂ کاهش می‌یابد.
- هیدروژن سبز: یکی از تحول‌آفرین‌ترین فناوری‌ها که در ادامه به‌طور مفصل درباره آن خواهیم گفت.
هیدروژن سبز چیست و چگونه تولید می‌شود؟
هیدروژن سبز، برخلاف هیدروژن معمولی که از گاز طبیعی و با تولید CO₂ به‌دست می‌آید، از طریق الکترولیز آب با انرژی تجدیدپذیر تولید می‌شود. در این فرآیند، آب به کمک برق پاک به عناصر سازنده‌اش یعنی هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود.
چرا به آن "سبز" می‌گویند؟
چون در کل زنجیره تولید آن، هیچ گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌شود. اگر برق مورد استفاده از منابعی مانند انرژی خورشیدی یا بادی تأمین شود، این روش عملاً بی‌کربن خواهد بود. هیدروژن سبز می‌تواند به‌عنوان سوخت در صنایع انرژی‌بر مانند فولادسازی، شیشه، حمل‌ونقل سنگین و حتی تولید کود شیمیایی به‌کار رود. این ویژگی آن را به گزینه‌ای کلیدی برای آینده‌ای بدون کربن تبدیل کرده است.
کاربردها در صنایع تولیدی
تکنولوژی‌های کربن‌زدایی در صنایع مختلف به اشکال گوناگون به‌کار می‌روند:
- در صنایع سنگین
- فولادسازی: سنتی‌ترین روش تولید فولاد با استفاده از زغال‌سنگ انجام می‌شود که مقدار زیادی CO₂ تولید می‌کند. اما شرکت‌هایی مانند HYBRIT در سوئد با استفاده از هیدروژن سبز، موفق به تولید فولاد بدون کربن شده‌اند.
- سیمان: در تولید هر تن سیمان، حدود ۰.۸ تا ۱ تن CO₂ تولید می‌شود. با فناوری CCS، این گازها جمع‌آوری و در مخازن ذخیره می‌شوند. پروژه‌هایی مانند LEILAC در اروپا پیشگام این تحول‌اند.
- در صنایع سبک
- نساجی: استفاده از مواد اولیه بازیافتی، کاهش مصرف آب، و بهینه‌سازی مصرف انرژی نقش مهمی در کاهش ردپای کربن این صنعت دارد.
- مواد غذایی: از انرژی‌های پاک در سردخانه‌ها تا کاهش ضایعات در زنجیره تأمین، روش‌هایی هستند که این صنعت به‌کار می‌گیرد.
در مجموع، این فناوری‌ها نه تنها باعث حفظ محیط‌زیست می‌شوند، بلکه صنایع را در بازارهای بین‌المللی رقابتی‌تر و آینده‌نگرتر می‌سازند.
چالش‌های پیش رو
با وجود پیشرفت‌ها، مسیر کربن‌زدایی بدون مانع نیست:
- هزینه‌های سنگین: فناوری‌هایی مانند CCS یا تولید هیدروژن سبز هنوز بسیار پرهزینه‌اند و برای بسیاری از کارخانه‌ها مقرون‌به‌صرفه نیستند.
- زیرساخت ناکافی: تولید، ذخیره‌سازی و انتقال هیدروژن سبز نیازمند زیرساخت‌هایی است که در بسیاری از کشورها هنوز وجود ندارد.
- موانع فنی: برخی فناوری‌ها، مانند CCS یا الکترولایزرهای بزرگ، هنوز در مرحله آزمایش صنعتی قرار دارند.
- نیاز به نیروی متخصص: استفاده از فناوری‌های پیشرفته مستلزم آموزش نیروی انسانی و تغییر رویکردهای مدیریتی است.
سیاست‌ها و حمایت‌های دولتی
برای عبور از این چالش‌ها، دولت‌ها و نهادهای بین‌المللی وارد عمل شده‌اند:
- توافق‌نامه پاریس(2015): کشورها متعهد شده‌اند که انتشار کربن خود را کاهش دهند. این تعهدها به تصویب برنامه‌های کربن‌زدایی در سطح ملی منجر شده است.
- حمایت‌های مالی: اتحادیه اروپا و برخی کشورها، مانند آلمان و دانمارک، با اختصاص یارانه‌ها و مشوق‌های مالیاتی، شرکت‌ها را تشویق به گذار به فناوری‌های پاک می‌کنند.
- سرمایه‌گذاری در هیدروژن سبز: کشورهایی مثل ژاپن، کره جنوبی و هلند بودجه‌های کلانی برای توسعه فناوری‌های مرتبط با هیدروژن سبز در نظر گرفته‌اند.
- همکاری‌های بین‌المللی: به اشتراک‌گذاری تجربیات، دانش فنی و حتی سرمایه‌گذاری‌های مشترک بین کشورها برای گسترش سریع‌تر این فناوری‌ها بسیار حیاتی است.
نتیجه‌گیری
کربن‌زدایی صنعتی دیگر یک انتخاب لوکس یا آینده‌نگرانه نیست؛ بلکه ضرورتی حیاتی برای بقای سیاره ماست. در این مسیر، هیدروژن سبز به‌عنوان یک سوخت انقلابی می‌تواند صنایع انرژی‌بر را متحول کند. اگرچه موانع مالی و فنی در مسیر وجود دارد، اما با سرمایه‌گذاری، آموزش و سیاست‌گذاری صحیح می‌توان این موانع را پشت سر گذاشت. آینده‌ای که در آن فولاد، سیمان، نساجی و غذا بدون آسیب به اقلیم تولید شوند، ممکن است — به شرطی که از هم‌اکنون برای آن برنامه‌ریزی کنیم. ما به‌عنوان مصرف‌کننده، سیاست‌گذار یا فعال محیط‌زیست، می‌توانیم با حمایت از این فناوری‌ها، آینده‌ای پایدارتر بسازیم.
تنظیم کننده خبر: پرنیا حاتمی مقدم
ارسال نظر