فقدان دانش، مساله اصلی در سازگاری هیدروژن

فقدان دانش برای برخی از شرکت‌هایی که می‌خواهند هیدروژن را به کار گیرند، مشکل اصلی است، واقعیتی که ممکن است بر تجاری‌سازی سوخت در آینده تأثیر بگذارد.

این گفته ریانون چالمرز-براون، مشاور ارشد در سوخت های جایگزین در ریکاردو، بود که در مورد تجاری سازی هیدروژن در کنفرانس BCGA 2024 که هفته گذشته برگزار شد، صحبت می کرد.

هیدروژن تجدید پذیر برای انتقال انرژی بسیار مهم در نظر گرفته می شود، زیرا کشورهای عضو اروپایی به دنبال کشف پتانسیل کامل آن از طریق روش هایی مانند تغییر کاربری شبکه های گاز طبیعی برای تحویل هیدروژن هستند.

در سراسر این قاره، هیدروژن یک اولویت کلیدی برای دستیابی به قرارداد سبز اروپا و انتقال انرژی پاک است. این به عنوان یک ماده اولیه، سوخت و حامل انرژی با کاربرد در بخش های صنعت، حمل و نقل و نیرو عمل می کند.

هیدروژن همچنین یک جایگزین مناسب برای گرمایش ساختمان‌های قدیمی یا تاریخی است که پمپ‌های حرارتی الکتریکی به دلیل چالش‌های عایق کاری غیرعملی هستند.

به دلیل قابلیت اشتعال ذاتی آن، کارکنان فنی باید در زمینه ایمنی آموزش دیده و مجهز به ابزارهایی برای تشخیص سریع نشت و شعله باشند.

چالمرز-براون با توجه به علاقه کلی به استفاده از هیدروژن تجدیدپذیر، طیف وسیعی از مشتریان را می بیند که به دنبال آوردن هیدروژن به سایت های خود به عنوان راهی برای کاهش انتشار کربن هستند – که بیشتر آنها از منابع تجدید پذیر نیستند.

که عمدتاً توسط بخش حمل و نقل هدایت می شود، افزایش تقاضا در طول ۵۰ سال گذشته چهار برابر شده است و عرضه و تقاضای بالقوه و همچنین مشکلات ایمنی را ایجاد کرده است.

«تامین هیدروژن برای آنها بسیار دشوار می شود. چالمرز-براون گفت: آنها نمی توانند هیدروژن تجدید پذیر را بدست آورند، پس چه کار می کنند؟

“و بنابراین کمبود دانش یک مسئله اصلی برای برخی از شرکت هایی است که می خواهند هیدروژن را اتخاذ کنند. آنها هرگز در سایت های خود به چیزی غیر از بنزین و گازوئیل برخورد نکرده اند، بنابراین این خطر اصلی شیمیایی است که با آن مواجه می شوند و باید این خطرات را کاهش داده و کنترل کنند.

او گفت: “بنزین و گازوئیل به خوبی کاهش می یابند، به خوبی درک می شوند در حالی که هیدروژن از نظر تجاری بسیار جدید است و در واقع بسیار کمتر شناخته شده است.”

حتی در مورد وسایل نقلیه الکتریکی، آتش نشانان دریافتند که بهترین کار در مواقع آتش سوزی این است که آن را در آنجا رها کنند و بگذارند به روشی کنترل شده بسوزد تا متوقف شود – روشی که به یک روش عملیاتی استاندارد توسعه یافته است.

با این حال، این نیز مشکلات خاص خود را دارد. “این می تواند مشکلات زیادی را برای آسفالت ایجاد کند و می تواند جاده ها را برای مدت طولانی ببندد، بنابراین پاسخ دهندگان راه حل هایی را پیشنهاد کرده اند که به موجب آن باتری ها می توانند از پایین خودروهای برقی خارج شوند.”

در حالی که پیل‌های سوختی عموماً ایمن هستند، در صورت نشت هیدروژن از سلول‌های سوختی یا مخازن ذخیره‌سازی، خطر انفجار و یا آتش‌سوزی وجود دارد.

برای Chalmers-Brown این به ایجاد یک مورد قوی برای افزایش دانش نه تنها در بین صنعت، بلکه برای خدمات آتش نشانی و نجات کمک می کند.

“آتشنشانان  بسیار به آتش سوزی های بنزین، گازوئیل و حتی در حال حاضر خودرو های الکتریکی عادت دارند، اما به محض اینکه سوخت را به هیدروژن تغییر دهیم، مجموعه جدیدی از خطرات را داریم که باید وارد شویم و با آنها مقابله کنیم.”

چگونه می توان رویه های ایمنی را برای خدمات اضطراری بهبود بخشید؟

مجموعه ای از پروژه های نمایشی و اثبات مفهومی نصب شده در سراسر اروپا، پتانسیل هیدروژن را برای تزریق به خطوط لوله گاز طبیعی موجود نشان داده است. در سال ۲۰۲۰، بریتانیا یک پروژه آزمایشی هیدروژن به نام HyDeploy

را راه‌اندازی کرد که پتانسیل ترکیب تا ۲۰ درصد هیدروژن با گاز طبیعی در شبکه گاز خصوصی دانشگاه کیل را به نمایش گذاشت.

گزارش H21 Leeds City Gate همچنین تایید کرد که تبدیل شبکه گاز بریتانیا به هیدروژن ۱۰۰% از نظر فنی امکان پذیر و مقرون به صرفه است.

در هلند، پروژه آزمایشی دیگری در سال ۲۰۲۲ در منطقه برکلورد لوکم آغاز شد، جایی که دوازده خانه با استفاده از هیدروژن منتقل شده از طریق شبکه گاز طبیعی موجود گرم می شوند. با بسیاری از پروژه های هیدروژنی در خط لوله، هر ابتکار باید نشان دهد که هیدروژن جایگزین ایمن برای گاز طبیعی است.

هیدروژن با شعله آبی کم رنگ می سوزد که در طول روز تقریباً نامرئی است، بنابراین مشاهده آتش با چشم غیرمسلح تقریبا غیرممکن است. این گاز همچنین گرمای تابشی کمی می دهد و تشخیص آن را دشوارتر می کند.

“اگر من یک جت هیدروژنی داشته باشم که در حال آتش زدن باشد، تا زمانی که خیلی خیلی به آن نزدیک نشده باشم – گرمای تابشی بسیار کمی داریم – نمی دانم که در آتش است مگر اینکه بتوانم آن را ببینم یا به طور بالقوه آن را بشنوید.»

چالمرز-براون استفاده گسترده از آشکارساز شعله قابل حمل مانند دوربین تصویربرداری حرارتی را برای کمک به آتش نشانان برای دیدن شعله های هیدروژن پیشنهاد کرد.

او همچنین استفاده از علائم بهتر را برای نشان دادن مواردی که هیدروژن درگیر است به خدمات اورژانس پیشنهاد کرد. من می‌خواهم یک برچسب بزرگ خوب ببینم که می‌گوید «این یک وسیله نقلیه هیدروژنی است» و می‌توانم بلافاصله آن را ببینم.»

یکی دیگر از مواردی که می تواند به نفع خدمات اضطراری باشد، تجهیزات استاندارد شده مانند شیرهای بلو-آف (blow-off valves)

است.

او گفت: «اگر من یک امداد گر و یا آتش نشان هستم، نمی‌خواهم کتابچه راهنما را بررسی کنم تا ببینم ویژگی‌های ایمنی انواع مختلف خودرو کجاست. ویژگی های ایمنی استاندارد در این وسایل نقلیه می تواند اطمینان حاصل کند که ما واقعاً می توانیم پاسخ را استاندارد کنیم.

عملی کردن آن: سال گذشته، شورای شهرستان آکسفوردشایر اعلام کرد که یک ایستگاه سوخت‌گیری هیدروژن و یک دستگاه الکترولایزر در یک انبار موجود برای سوخت خودروهای واکنش اضطراری نصب خواهد کرد.

چالمرز-براون گفت: «ما در ماه فوریه میزبان کارگاهی بودیم تا مشتریان موجود در سایت را شناسایی کنیم و اینکه چگونه ممکن است با افزودن سیستم هیدروژن بر آنها تأثیر بگذاریم.

این کارگاه شامل طراحان خودروهای با سوخت هیدروژنی، سازمان آتش نشانی و خدمات نجات شهرستان و کارشناسان شناسایی خطرات بود.

“این نوع رویکرد چند رشته ای منجر به مجموعه ای بسیار کامل از توصیه ها و گزارشی برای این مشتری شد. همچنین الزامات بالقوه برای آموزش اضافی و کارکنان و موارد اضطراری در صورتی که الکترولایزر غیرعملیاتی شود را برجسته کرد.

چالمرز-براون گفت که اگرچه یک پروژه در مقیاس کوچک است، نشان می دهد که در کجا صنعت می تواند شاهد استفاده از هیدروژن در سطح محلی باشد.

ما توانستیم تمام مقررات مربوطه برای ذخیره هیدروژن و مشکلات احتمالی فناوری در برنامه ریزی اضطراری را با خدمات آتش نشانی بازبینی کنیم.