استفاده از هیدروژن سبز برای بهبود انعطاف‌پذیری شبکه‌های انرژی الکتریکی

باشگاه خبرنگاران جوان - به نقل از دانشگاه صنعتی امیرکبیر، حسین غریب‌وند با راهنمایی پروفسور گئورک قره‌پتیان، عضو هیأت علمی این دانشگاه و پروفسور امجد انوری‌مقدم از دانشگاه آلبورگ دانمارک، پروژه‌ای با هدف مدل‌سازی و بهبود انعطاف‌پذیری انرژی در مناطق با مصرف نزدیک به صفر (nZED) و با تکیه بر هیدروژن سبز اجرا کرده است.

غریب‌وند در این‌باره گفت: در وضعیت کنونی، تأمین انرژی پایدار یکی از مهم‌ترین دغدغه‌های جهانی است. در این میان، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند خورشیدی و بادی، به‌عنوان راهکار مطرح شده‌اند. اما کنترل‌ناپذیری و نوسان در تولید این منابع باعث اختلال در تعادل تولید و مصرف انرژی می‌شود.

وی افزود: به همین دلیل، انعطاف‌پذیری انرژی در سیستم قدرت اهمیت ویژه‌ای دارد. یکی از روش‌های مطرح‌شده برای ارتقای این انعطاف‌پذیری، استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی به‌ویژه به‌صورت هیدروژن سبز است؛ هیدروژنی که با استفاده از الکترولیز و انرژی تجدیدپذیر تولید می‌شود.

مجری پروژه تصریح کرد: مناطق nZED، که در بازه سالانه تولیدی تقریبا به اندازه مصرف خود دارند، نیازمند سازوکاری دقیق برای تعادل تولید و مصرف هستند. به همین منظور، استفاده از هیدروژن سبز به دلیل قابلیت ذخیره‌سازی بلندمدت، عدم تخلیه خود به‌خودی و اتصال به حامل‌های انرژی دیگر، گزینه‌ای مناسب برای این مناطق به شمار می‌رود.

غریب‌وند با اشاره به کاربرد‌های متنوع هیدروژن گفت: اتحادیه اروپا طی سه سال گذشته، ۹۲ پروژه در حوزه هیدروژن سبز اجرا کرده است؛ از جمله تحقیق در استفاده از آن در صنعت هوایی، گرمایش، زیرساخت‌های گاز و دره‌های هیدروژنی. در ایران نیز سند ملی هیدروژن در حال تدوین است و ظرفیت تبدیل کشور به قطب تولید و صادرات هیدروژن سبز وجود دارد.

وی در توضیح نوآوری‌های این تحقیق اظهار کرد: در این رساله، مدل‌سازی یک ناحیه nZED با سه حامل انرژی شامل برق، هیدروژن و گرما انجام شد. سیستم تست سالانه‌ای نیز برای مطالعات انعطاف‌پذیری انرژی برای نخستین‌بار طراحی شد. همچنین، دو شاخص نوین شامل «شاخص تعیین ظرفیت تجهیزات هیدروژن سبز» و «شاخص برنامه‌ریزی هیدروژن سبز» تعریف و معرفی شد.

غریب‌وند افزود: این شاخص‌ها به سرمایه‌گذاران امکان می‌دهد تا با در نظر گرفتن شرایط فنی و اقتصادی، ظرفیت بهینه الکترولایزر، مخزن و پیل سوختی را تعیین کنند. همچنین، بررسی حرارت بازیابی‌شده از این تجهیزات نیز نشان داد که می‌توان از آن برای گرمایش در مناطق سردسیر و دارای سیستم گرمایش ناحیه‌ای بهره گرفت.

وی ادامه داد: از جمله مشکلات این پروژه می‌توان به نبود اطلاعات بار تفکیک‌شده برای دوره یک‌ساله و عدم وجود شاخص‌های فنی مناسب برای تجهیزات هیدروژن سبز اشاره کرد. با این حال، موفق به ایجاد یک سیستم تست جامع شدیم که می‌تواند مرجع مطالعات آتی قرار گیرد.

غریب‌وند درباره نتایج علمی طرح گفت: حاصل این پژوهش، انتشار دو مقاله Q۱ و دو مقاله کنفرانسی و یک مقاله تحت داوری در ژورنال معتبر بین‌المللی است. مقاله‌ای با موضوع امکان‌سنجی تولید هیدروژن سبز در سواحل جنوبی ایران و نیز بررسی منابع انعطاف‌پذیری در ریزشبکه‌ها، از جمله خروجی‌های برجسته این تحقیق به شمار می‌رود.

این محقق اظهار کرد: نتایج این تحقیق می‌تواند به توسعه سیاست‌های انرژی کشور، تسهیل سرمایه‌گذاری در حوزه انرژی‌های پاک و طراحی سیستم‌های پیشرفته قدرت کمک کند. همچنین، به دلیل تمرکز بر زمان‌بندی بلندمدت و تحلیل چند حامل انرژی، این پژوهش نسبت به مطالعات مشابه مزیت رقابتی دارد.