Transcript تولید هیدروژن

‫بررسی ضرورت تولید و توان رقابت حامل انرژی جدید‪ :‬رهیافتهای گسترش‬
‫سوخت هیدروژنی‬
‫امیر وطن دوست؛ کارشناس ارشد اقتصاد انرژی‪ ،‬دانشگاه فردوسی مشهد‬
‫مهسا رضوی؛ کارشناس ارشد اقتصاد توسعه‪ ،‬دانشگاه فردوسی مشهد‬
‫مقدمه؛ بیان مسئله و تبیین موضوع‬
‫فهرست‬
‫پیشینه تحقیق‬
‫‪1‬‬
‫گرایش به اقتصاد هیدروژنی‬
‫ویژگیهای طبیعی هیدروژن‬
‫رهیافتهای‬
‫ویژگیهای سوختی هیدروژن‬
‫ویژگی اقتصادی سوخت هیدروژنی (قیمت)‬
‫نتیجهگیری‬
‫مقدمه؛ بیان مسئله و تبیین موضوع‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫نگرانی از اثرات جانبی مصرف سوختهای فسیلی از جمله گرم شدن زمین‪ ،‬پخش آالیندهها و اتمام این سوختها وجود‬
‫دارد‪ ،‬لزوم تولید حاملی از انرژی با استانداردهای باال در زمینه تولید انرژی و هماهنگ با محیط زیست و قابل دسترسی به‬
‫طور عمده‬
‫در حال حاضر‪ :‬تولید متانول‪ ،‬خنککنندهی ژنراتورهای نیروگاهی به علت ضریب انتقال حرارت بسیار باال‪ ،‬به عنوان‬
‫سوخت و حامل انرژی میتوان در فضاپیماها (سوخت و برق)‪ ،‬در ساختمانهای بخش اداری و خانگی (برق و گرما) و‬
‫بخش حمل و نقل عمومی‬
‫سرمایهگذاریهای فراوانی در کشورهای مختلف انجام گرفته است و بعضی از کشورها برنامههای بزرگ و مرتبی از سال‪-‬‬
‫ها پیش ارائه و به اجرا درآوردهاند‪.‬‬
‫هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی میتواند انعطافپذیری زیادی را در الگوهای مصرف انرژی در جهان ایجاد کرده و‬
‫آنها را بهبود دهد‪ ،‬ولی هنوز بازار تجارتی گستردهای برای هیدروژن به عنوان یک حامل انرژی وجود ندارد‬
‫‪2‬‬
‫‪ o‬الزم است سیستمهای انرژی که اقتصادیتر و قابل رقابتتر با سایر انرژیها بوده و افراد بیشتری را به کار‬
‫گرفته و باعث کاهش اثرات نامطلوب زیست محیطی میگردند‪ ،‬تأمین شود‪.‬‬
‫‪ o‬نکته منفی پراکنده بودن فعالیتها روی این موضوع و مقاومتهای سیاسی و اقتصادی بسیار زیاد در راه‬
‫آسانسازی این گذر انرژی مفید جهانی است‪.‬‬
‫در گذار از یک انرژی به انرژی دیگر و نیاز به تنوع انرژی‬
‫عبور حامل انرژی جدید از فیلترهای‪:‬‬
‫زیرساخت‪-‬‬
‫های مورد نیاز‬
‫‪3‬‬
‫ضرورت‬
‫تولید‬
‫توانایی رقابت‬
‫با حاملهای‬
‫فعلی‬
‫سطح تقاضای‬
‫قابل پیشبینی‬
‫امنیت استفاده‬
‫‪4‬‬
‫در این مقاله‪ :‬توجیه توسعه حامل جدید با سه رهیافت‪ :‬ویژگی های طبیعی‪ ،‬ویژگی های سوختی و ویژگی های اقتصادی هیدروژن‬
‫پیشینه تحقیق‬
: )CGE(
5
5/6
% 20
% 10
7/37
2/15
: )2009( Bae and Cho
::
2040
2/9
2040
( LCC
)
)
:
..
: HOMER
-
"
"
.
% 30
( LCA
.
: )2011( Lee et al
::
:)1388(
" "
::
‫گرایش به اقتصاد هیدروژنی‬
‫رهیافت اول ‪ :‬ویژگیهای طبیعی سوخت هیدروژن‬
‫جدول شماره ‪ :1‬خواص هیدروژن (‪)H2‬‬
‫فراوانترین عنصر در طبیعت (به صورت ناخالص)‬
‫‪6‬‬
‫در دما و فشار طبیعی‪ ،‬عنصری بیرنگ‪ ،‬بیبو و بیمزه‬
‫قابل احتراق و عنصری بسیار فعال از لحاظ شیمیایی‬
‫کمترین چگالی در میان مواد و ‪ 14/5‬برابر سبکتر از هوا‬
‫‪-253‬‬
‫نقطه جوش ‪ 20/27‬و نقطه ذوب ‪ 14/02‬درجه کلوین‬
‫آبهای زیر زمینی را آلوده نمیکند‬
‫‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪o‬‬
‫‬‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪2‬‬
‫‪.‬‬
‫‪3‬‬
‫‪7‬‬
‫‪4‬‬
‫‪7‬‬
‫‪.‬‬
‫جدول ‪ :2‬روشهای ذخیرهسازی هیدروژن‬
‫روش‬
‫نانو لولههای کربنی‬
‫هیدریدهای فلزی‬
‫گاز فشرده‬
‫حالت مایع‬
‫تشکیالت زیرزمینی‬
‫گرایش به اقتصاد هیدروژنی‬
‫رهیافت دوم ‪ :‬ویژگیهای سوختی هیدروژن‬
‫‪8‬‬
‫‪:‬‬
9
.
.
.
1
0
11
‫تولید هیدروژن‬
‫)‬
‫(‬
‫‪12‬‬
‫{‬
‫(‬
‫)}‬
‫{‬
‫}‬
‫{‬
‫‪٪90‬‬
‫‪٪10‬‬
‫}‬
‫‪.‬‬
1
3
:
1
(SMR) 2
3
4
2009
‫پیل سوختی‬
‫‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪4‬‬
‫پیل سوختی‬
‫‪/‬‬
‫‪1‬‬
‫‪5‬‬
‫گرایش به اقتصاد هیدروژنی‬
‫رهیافت سوم ‪ :‬ویژگی اقتصادی سوخت هیدروژنی (قیمت)‬
‫‪o‬‬
‫‪1‬‬
‫‪6‬‬
‫‪-‬‬
‫افزایش قدرت رقابت هیدروژن در قیمت‪:‬‬
‫‪o‬‬
‫‪1‬‬
‫‪7‬‬
‫‪o‬‬
‫‪:‬‬
‫‪o‬‬
‫‪-‬‬
1
8
1
9
‫به صورت گاز‬
‫‪41 Mpa‬‬
‫(‬
‫‪٪15 ::‬‬
‫به صورت مایع‬
‫)‬
‫‪-‬‬
‫‪- 253‬‬
‫‪٪40 ::‬‬
‫‪Padro & Putsche, 2008.‬‬
‫به صورت جامد‬
‫‪2‬‬
‫‪7‬‬
‫‪2‬‬
‫‪0‬‬
2
1
2
2
‫نتیجه گیری‬
‫مزيتهاي توسعه توليد و مصرف حامل انرژي هيدروژن‪:‬‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫‪o‬‬
‫كمك به توسعه پايدار بخش انرژي از طريق كاهش مخاطرات اجتماعي و زيست‌‌محيطي ناشي از رشد روزافزون‬
‫مصرف انرژي‌هاي فسيلي در جهان‬
‫افزايش پايداري‪ ،‬امنيت‪ ،‬پيك‌سايي و تنوع‌بخشي شبكه انرژي از طريق كاربرد گسترده فن‌آوري پيل‌سوختي در‬
‫توليد غيرمتمركز انرژي الكتريكي‬
‫امكان بهره‌گيري مستمر و مؤثرتر از منابع تجديدپذير انرژي با استفاده از مولدهاي‌پيل‌سوختي‬
‫صيانت از منابع انرژي فسيلي و بهره‌برداري از اين منابع با راندمان باالتر‬
‫كمك به ايجاد و توسعه بازارهاي منابع گاز طبيعي‬
‫حركت به‌سوي اقتصاد دانايي‌محور با حضور در زنجيره تأمين و بازار جهاني فن‌آوري‌ پيل‌هاي‌سوختي راهبردي و‬
‫فن‌آوري‌هاي كليدي آن با تأكيد بر مزيت‌هاي رقابتي و شايستگي‌هاي محوري بنگاه‌هاي اقتصادي‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫پیشرفت تحقیقات باید در جهت‬
‫تکمیل فرآیندهای تولید هیدروژن‬
‫ارتقائ سیستمهای ذخیرهسازی ثابت یا متحرک‬
‫افزایش کارایی فنی و اقتصادی سیستمهای انتقال‬
‫ارتقائ امنیت سوخت هیدروژن‬
‫فرهنگسازی برای پذیرش عامه سوخت جدید‬
‫قدرت رقابت بیشتری برای جانشینی این حامل با حاملهای انرژی‬
‫فعلی مخصوصاً در جهت تامین انرژی بخش حمل و نقل‬
‫هزینههای تولید‪ ،‬ذخیرهسازی و انتقال در طرحهای انبوه توجیه خواهد داشت‬
‫ایران ‪ :‬دارنده بزرگترین ذخایر گاز طبیعی در جهان‪ ،‬وجود زیرساخت توزیع گاز طبیعی؛ به نحوی پتانسیل تولید و‬
‫توزیع گاز هیدروژن نیز جهت استفاده در صنعت حمل و نقل و تولید برق را در اختیار دارد‪.‬‬
‫‪2‬‬
‫‪4‬‬
‫سپاس گزارم‬
‫‪Thank you‬‬