خودروهای هیدروژنی؛ فرصتی برای آینده حمل و نقل کشور

امید محمدی; بازار: تعطیلی پایتخت و چند شهر بزرگ دیگر به دلیل افزایش غلظت آلاینده های مضر بار دیگر توجه خودروها را به خود جلب کرده است. در این میان صنایع آلاینده، نبود زیرساخت های حمل و نقل پاک و تراکم بالای خودروها نقش اساسی در آلودگی هوا دارند. یکی از موثرترین راه های کاهش آلودگی، توسعه و جایگزینی خودروهای برقی با خودروهای سوخت فسیلی (بنزینی و گازوئیلی) است که اخیراً بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. اما چالش هایی مانند نبود زیرساخت های مناسب از جمله ایستگاه های شارژ و فناوری های مرتبط در کشور مانع از توسعه این راهکارها شد. با این وجود، ضرورت استفاده از فناوری های نوین و سازگار با محیط زیست بیش از پیش احساس می شود. وسایل نقلیه الکتریکی نه تنها وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهند، بلکه راهی پایدار برای بهبود کیفیت هوا و ارتقای زندگی سالم‌تر برای نسل‌های آینده فراهم می‌کنند.

در ادامه به بررسی یکی از فناوری های نوین در زمینه حمل و نقل پاک یعنی خودروهای هیدروژنی می پردازیم که می تواند در کاهش آلودگی هوا و حرکت به سمت آینده ای پایدار نقش اساسی داشته باشد؛

نگاهی به آلاینده های مضر و اهمیت حمل و نقل پاک

بر اساس گزارش سازمان جهانی بهداشت (WHO)، آلودگی هوا سالانه عامل مرگ زودرس میلیون ها نفر در جهان است. گازهای مضر ساطع شده از اگزوز خودروها مانند اکسیدهای نیتروژن (NOx)، دی اکسید گوگرد (SO2) و ذرات معلق (PM2.5 و PM10) که عمدتاً از خودروهای بنزینی و دیزلی منتشر می شوند، اثرات مضری بر سلامت انسان و محیط زیست دارند. . همچنین حمل و نقل شهری یکی از منابع اصلی تولید دی اکسید کربن (CO2) است که به عنوان عامل اصلی گرمایش جهانی شناخته می شود. با این تفاصیل می توان گفت خودروهای هیدروژنی و الکتریکی به عنوان فناوری های جدید و راهکاری موثر برای کاهش این آلاینده ها شناخته می شوند.

تفاوت خودروهای هیدروژنی با سایر محصولات

خودروهای هیدروژنی موسوم به FCEV با شعار سوخت گیری سریع و آلایندگی صفر به بازار معرفی شدند. این خودروها شبیه خودروهای برقی هستند با این تفاوت که به جای باتری از سلول های سوختی هیدروژنی برای تولید برق استفاده می کنند. به لطف این فناوری و ماهیت هیدروژن، FCEV ها به جای آلاینده های مضر، تنها بخار آب و هوای گرم را منتشر می کنند.

وسایل نقلیه با سوخت فسیلی که عمدتاً محصولات بنزینی و دیزلی هستند، در طی احتراق تنها آلاینده های مضر برای تولید برق تولید می کنند. با وجود توسعه فناوری های مختلف در موتورهای این خودروها، استانداردهای سخت گیرانه هنوز نتوانسته میزان آلایندگی این محصولات را کاهش دهد.

اما خودروهای برقی که به تازگی وارد بازار کشور شده اند، با وجود عدم تولید آلایندگی در حین حمل و نقل. اما در طول تامین برق برای شارژ آنها، هنوز گازهای گلخانه ای منتشر می شود. این خودروها عمدتاً الکتریسیته را در باتری های لیتیوم یون ذخیره می کنند و در حین رانندگی از آن استفاده می کنند.

خودروهای هیدروژنی با هر بار سوخت گیری کامل می توانند تا 640 کیلومتر را طی کنند و زمان تقریبی سوخت گیری این محصولات حدود 5 دقیقه است.

نگاهی به مزایا و معایب خودروهای هیدروژنی و الکتریکی

خودروهای تمام برقی سه مزیت و برتری مهم نسبت به خودروهای سوخت فسیلی دارند، اول اینکه خودروهای برقی در هنگام رانندگی هیچ گونه آلودگی تولید نمی کنند. دوم، خودروهای برقی با باتری می توانند بازده انرژی تا 90 درصد را در طول مصرف ایجاد کنند. نکته آخر اینکه خودروهای الکتریکی وابستگی به سوخت های فسیلی را در حین حمل و نقل کاهش می دهند.

وسایل نقلیه الکتریکی در سراسر جهان با چالش تولید برق و زیرساخت شارژ برای تامین انرژی مورد نیاز برای حرکت مواجه هستند. این خودروها وابستگی شدیدی به نیروگاه های سوخت فسیلی دارند که عامل اصلی انتشار گازهای گلخانه ای است. در اینجا شایان ذکر است که در خودروهای مذکور محدودیتی برای عمر باتری و بازیافت آن وجود دارد.

همانطور که قبلا ذکر شد، خودروهای هیدروژنی هیچ آلودگی ندارند، هیدروژن در این خودروها از طریق یک واکنش شیمیایی در سلول سوختی با اکسیژن ترکیب شده و جریان الکتریکی تولید می کند. نتیجه این واکنش شیمیایی فقط بخار و هوای گرم است. این فناوری سه مزیت برتر را نسبت به خودروهای برقی به خودروهای هیدروژنی ارائه می دهد. اول اینکه این خودروها با هر بار سوخت گیری کامل می توانند تا 640 کیلومتر را طی کنند. دوم اینکه زمان تقریبی سوخت گیری این محصولات حدود 5 دقیقه است. نکته آخر اینکه در چرخه کامل استفاده از این محصول یعنی از زمان سوخت گیری تا زمان رانندگی هیچ آلاینده مضری تولید نمی شود.

چالش اصلی عدم توسعه این خودروهای پاک هزینه بالای تولید و ذخیره هیدروژن است، این خودروها هزینه سوخت گیری 140 تا 200 دلار در هر سفر دارند. یکی دیگر از مشکلات عدم فروش بالای این خودروها، نیاز به زیرساخت های پیچیده ایستگاه های هیدروژن است. البته بازده انرژی در خودروهای هیدروژنی کمتر از خودروهای برقی است و رقم آن حدود 60 درصد است.

آیا تولید هیدروژن یک چالش است؟

مسئله اصلی در توسعه خودروهای هیدروژنی تامین سوخت آن است. در حال حاضر هیدروژن به سه روش کلی در جهان تولید می شود. روش اول هیدروژن خاکستری نام دارد که در این روش از گاز طبیعی برای تولید هیدروژن استفاده می شود. فرآیند بعدی هیدروژن آبی نام دارد که روشی مشابه روش قبلی است با این تفاوت که به جای گاز طبیعی از کربن استفاده می شود. روش نهایی هیدروژن سبز نام دارد که از طریق الکترولیز آب و با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر (باد یا خورشید) تولید می شود و این روش کاملاً پایدار و بدون آلودگی است.

در حال حاضر بیشتر هیدروژن تولید شده در جهان از نوع خاکستری است که چالش زیست محیطی ایجاد می کند. برای استفاده از پتانسیل کامل خودروهای هیدروژنی باید به تولید هیدروژن سبز توجه بیشتری شود.

طبق آخرین گزارش ها، پیش بینی می شود تا سال 2050 خودروهای هیدروژنی 25 درصد از بازار حمل و نقل سنگین جهان را به خود اختصاص دهند.

آینده جهانی خودروهای هیدروژنی

آمریکا به عنوان پیشرو در زمینه استفاده از خودروهای هیدروژنی 8 میلیارد دلار در توسعه زیرساخت این خودروها سرمایه گذاری کرده است. پس از این کشور، ژاپن، کره جنوبی و چین سرمایه گذاری قابل توجهی در توسعه خودروهای هیدروژنی انجام دادند. ژاپن در تلاش است تا جامعه ای کاملاً وابسته به هیدروژن ایجاد کند.

بر اساس آخرین گزارش ها، پیش بینی می شود تا سال 2050 خودروهای هیدروژنی حدود 25 درصد از بازار حمل و نقل سنگین دنیا را به خود اختصاص دهند. .

با توجه به ظرفیت های ایران، خودروهای هیدروژنی می توانند آینده روشن تری را برای حمل و نقل پایدار در کشور فراهم کنند.

جایگاه ایران در استفاده از حمل و نقل هیدروژن

با توجه به مشکلات زیست محیطی ناشی از آلاینده های تولید شده توسط خودروهای سوخت فسیلی، با توجه به منابع غنی گاز طبیعی در کشور، پتانسیل قابل توجهی برای تولید هیدروژن وجود دارد. همچنین توسعه انرژی های تجدیدپذیر مانند نیروگاه های خورشیدی و بادی می تواند امکان تولید هیدروژن سبز را فراهم کند. بنابراین نیاز است مدیران انرژی برای تولید هیدروژن آبی و سبز سرمایه گذاری کنند و برنامه ای برای عرضه این سوخت در سراسر کشور تدوین کنند. به موازات این موضوع، وزارت ایمنی نیز به عنوان متولی صنعت خودرو باید از شرایط تولید خودروهای هیدروژنی در کشور حمایت کند تا همگام با توسعه فناوری در دنیا پیشرفت کند.

خودروهای برقی و هیدروژنی هر دو ابزار موثری برای کاهش آلودگی هوا هستند، اما با توجه به ظرفیت های ایران، خودروهای هیدروژنی می توانند آینده روشن تری را برای حمل و نقل پایدار در کشور فراهم کنند. این فناوری علاوه بر کاهش آلودگی هوا، امکان استفاده بهینه از منابع طبیعی و هماهنگی با استانداردهای جهانی را فراهم می کند.