نقش ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن در تامین انرژی پایدار کشور

گذار به سوی منابع انرژی پاک و پایدار، یکی از بزرگ ترین چالش های قرن حاضر به شمار می رود. در این میان، هیدروژن سبز، که از منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید تولید می شود، به عنوان یک حامل انرژی امیدبخش برای کربن زدایی شناخته شده است. با این حال، یکی از چالش اصلی در بهره برداری گسترده از هیدروژن، ذخیره سازی ایمن، مقرون به صرفه و در مقیاس بزرگ آن است. در این راستا، ذخیره سازی هیدروژن در ساختارهای زیرزمینی[۱] به عنوان راه حل کلیدی و استراتژیک برای تضمین امنیت و پایداری انرژی مطرح می شود. ایران با برخورداری از پتانسیل های زمین شناسی مناسب، از جمله مخازن تخلیه شده نفت و گاز، سفره های آب شور عمیق[۲] و سازندهای نمکی[۳] فرصتی استثنایی برای توسعه این فناوری پیشرفته در اختیار دارد. توسعه این ظرفیت نه تنها امکان ذخیره سازی حجم انبوهی از هیدروژن تولیدی در زمان های مازاد تولید انرژی را فراهم می کند، بلکه به عنوان یک منبع انعطاف پذیر، تضمین کننده تامین پایدار انرژی در زمان اوج مصرف یا کاهش موقت تولیدات انرژی تجدیدپذیر خواهد بود. انواع مختلفی از ساختارهای زیرزمینی برای ذخیره هیدروژن مورد استفاده قرار می گیرند که هر یک  مزایا و ملاحظات خاص خود را دارند. مخازن تخلیه شده نفت و گاز به دلیل زیرساخت های موجود و شناخت زمین شناسی نسبتا خوب، گزینه ای سریع الوصول و اقتصادی محسوب می شوند. سفره های آب شور عمیق نیز که حاوی آب شور غیرقابل شرب هستند، پتانسیل ذخیره سازی حجم بسیار بالایی از گاز را دارا بوده و در عین حال نیازمند مطالعات زمین شناسی دقیق تر و ارزیابی واکنش های شیمیایی احتمالی هیدروژن با سنگ و سیالات موجود در محیط متخلخل سنگ می باشند. در این میان، گنبدهای نمکی[۴] که با انحلال کنترل شده لایه های نمک ایجاد می شوند، به دلیل نفوذناپذیری بالای نمک، امکان ذخیره سازی ایمن هیدروژن با حداقل اتلاف و قابلیت پاسخ گویی سریع به تغییرات تقاضا را فراهم می کنند. برای مدیریت و پایش این ساختارهای زیرزمینی، می­توان از فناوری های نوین هوش مصنوعی بهره گرفت. الگوریتم های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین با تحلیل حجم عظیمی از داده های لرزه نگاری، چاه نگاری، فشار و دما، قادر به مدل سازی و پیش بینی رفتار مخزن، تشخیص نشت های احتمالی در مراحل اولیه، بهینه سازی عملیات تزریق و برداشت، و ارزیابی ریسک های مرتبط با واکنش­های میکروبی یا شیمیایی هیدروژن خواهد بود. چشم انداز آینده ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن در جهان و به ویژه برای کشور ما، بسیار روشن و حیاتی است. با شتاب گرفتن تولید هیدروژن سبز در مقیاس جهانی، نیاز به راه حل های ذخیره سازی مقیاس پذیر و اقتصادی بیش از پیش احساس می شود. کشورهای پیشرو در اروپا (مانند انگلیس، آلمان، هلند) و آمریکای شمالی در حال اجرای پروژه های پایلوت و تجاری سازی این فناوری هستند. برای ایران، توسعه ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن، نه تنها یک گزینه، بلکه یک ضرورت استراتژیک به شمار می آید. این اقدام می تواند کشور را به یک قطب منطقه ای در زنجیره ارزش هیدروژن سبز تبدیل کند، امنیت انرژی را با ایجاد یک حامل انرژی پاک تقویت نماید، از زیرساخت های موجود نفت و گاز در دوران گذار انرژی بهره مند شود و سهم قابل توجهی در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و تحقق تعهدات زیست محیطی داشته ایفا نماید. سرمایه گذاری در پژوهش های کاربردی، توسعه فناوری های پیشرفته پایش مبتنی بر هوش مصنوعی، تدوین چارچوب های نظارتی مناسب و جذب مشارکت بخش خصوصی و بین المللی، ارکان اصلی موفقیت در بهره برداری از این پتانسیل عظیم زیرزمینی برای تضمین آینده ای پایدار برای کشور خواهند بود.   [۱] Underground Hydrogen Storage (UHS) [۲] Aquifers [۳] Salt Caverns [۴] Salt Dome

کلیدواژه ها:

ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن ، سفره های آب شور ، سازندهای نمکی ، گنبدهای نمکی