हरित हाइड्रोजन

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हरित हाइड्रोजन( जीएच2 या जीएच2) नवीनीकरण ऊर्जा या कम कार्बन शक्ति से उत्पन्न हाइड्रोजन है (2)हरित हाइड्रोजन सलेटी संग्रह की तुलना में बहुत कम कार्बन उत्सर्जन करता है, जो प्राकृतिक गैस के भाप में सुधार से उत्पन्न होता है, जो हाइड्रोजन बाजार का बड़ा हिस्सा बनता है। पानी के अपघटन द्वारा उत्पादित हरा हाइड्रोजन कुल हाइड्रोजन उत्पादन का 0.1प्रतिशत से कम है।[1] इसका उपयोग निम्न-कार्बन अर्थव्यवस्था वाले क्षेत्रों के लिए किया जा सकता है, जो विद्युतीकरण के लिए जटिल हैं, जैसे स्टील और सीमेंट उत्पादन, और इस प्रकार जलवायु परिवर्तन शमन में मदद करते हैं।

हरित हाइड्रोजन के कम उपयोग के पीछे उच्च विनिर्माण लागत का मुख्य कारक है। बहरहाल, हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था बाजार में बढ़ने की आशा है, हाइड्रोजन उत्पादन की लागत के कुछ पूर्वानुमानों के साथ 2015 में 6डॉलर/किलोग्राम से 2025 तक लगभग 2डॉलर/किलोग्राम गिरने के कुछ अनुमान के साथ 2020 में, प्रमुख यूरोपीय कंपनियों ने अपने ट्रक बेड़े को हाइड्रोजन शक्ति में बदलने की घोषणा की ।

हरित हाइड्रोजन को विद्यमान प्राकृतिक गैस पाइपलाइनों में मिश्रित किया जा सकता है, और इसका उपयोग उर्वरक उत्पादन के मुख्य घटक हरित अमोनिया के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। हाइड्रोजन उद्योग निकायों द्वारा यह सुझाव दिया गया है कि हरित अमोनिया 2030 तक परंपरागत रूप से उत्पादित अमोनिया (सलेटी संग्रह) के साथ लागत-प्रतियोगी होगी।

परिभाषा

पानी के अपघटन को शक्ति देने के लिए नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग करके हरित हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाता है।[2]प्रमाणित हरित हाइड्रोजन को तलचिन्ह उत्सर्जन तीव्र हाइड्रोजन( सलेटी संग्रह का जीएचजी उत्सर्जन, उदाहरण के लिए नवीकरणीय ऊर्जा निर्देश आर ई डी के अनुसार बेंचमार्क मान) के नीचे >60-7प्रतिशत (प्रमाणन निकाय के आधार पर) की उत्सर्जन में कमी की आवश्यकता होती है।[3][4][5]


बाजार

हरित हाइड्रोजन के कम उपयोग के पीछे उच्च विनिर्माण लागत का मुख्य कारक है। जबक, संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग ने अनुमान लगाया है कि हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था बाजार के बढ़ने की आशा है, हाइड्रोजन उत्पादन की लागत 2015 में 6डॉलर/किलोग्राम से 2025 तक लगभग 2डॉलर/किलोग्राम जितनी कम हो जाएगी।[6] 2डॉलर/किलोग्राम कीमत को एक संभावित टिप बिन्दु माना जाता है जो अन्य ईंधन स्तोत्रों के खिलाफ हरित हाइड्रोजन को प्रतिस्पर्धी बना देगा।

2020 में विश्व स्तर पर हाइड्रोजन का अधिकांश उत्पादन जीवाश्म ईंधन स्रोतों से प्राप्त होता है, जिसमें 99 प्रतिशत हाइड्रोजन ईंधन कार्बन आधारित स्रोतों से आता है, और यह हरित हाइड्रोजन नहीं है।[7]हरित हाइड्रोजन सलेटी संग्रह की तुलना में काफी कम कार्बन उत्सर्जन होता है, जो प्राकृतिक गैस के वाष्प सुधार द्वारा उत्पादित होता है और बाजार के 95 प्रतिशत का प्रतिनिधित्व करता है। इसके विपरीत, हरित हाइड्रोजन, विशेष रूप से, जो पानी के अपघटन द्वारा उत्पादित होती है, कुल हाइड्रोजन उत्पादन का 0.1 प्रतिशत कम का प्रतिनिधित्व करती है।[8]


उपयोग करना

परिवहन

हाइड्रोजन का उपयोग ईंधन कोशिकाओं या आंतरिक दहन इंजनों के लिए हाइड्रोजन ईंधन के रूप में किया जा सकता है। हाइड्रोजन वाहन ऑटोमोबाइल तक ही सीमित नहीं हैं, ट्रकों को भी हरे हाइड्रोजन पर चलने के लिए डिज़ाइन किया जा रहा है। 2020 में, प्रमुख यूरोपीय कंपनियों ने अपने ट्रक बेड़े को हाइड्रोजन शक्ति में बदलने की योजना की घोषणा की।[9] इसके अतिरिक्त, 2035 के पहले वाणिज्यिक विमान की योजना के साथ, एयरबस द्वारा हाइड्रोजन-संचालित विमान पहले से ही डिजाइन किए जा रहे हैं।[10] फिर भी, एयरबस ने चेतावनी दी है कि 2050से पहले विमान पर हाइड्रोजन का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाएगा।[11]


गरम करना

हाइड्रोजन का उपयोग घरों में खाना पकाने और गर्म करने के लिए किया जा सकता है। 2050 तक अधिकांश यूनाइटेड किंगडम घरों को बिजली के विकल्प के रूप में हाइड्रोजन हीटिंग का प्रस्ताव दिया गया है।[12] ब्रिटिश सरकार प्रदर्शन परियोजनाओं को शुरू करने का इरादा रखती है जिससे यह दिखाया जा सके कि ईंधन सैकड़ों घरों वाले क्षेत्रों को कैसे बिजली दे सकता है।[13]


प्राकृतिक गैस उद्योग

हाइड्रोजन के परिवहन के लिए कभी-कभी प्राकृतिक गैस पाइपलाइनों का उपयोग किया जाता है, लेकिन यह चुनौतियों के बिना नहीं है। हाइड्रोजन परिवहन के लिए कई पाइपलाइनों को उन्नयन करने की आवश्यकता होगी। प्राकृतिक गैस उद्योग और इसका बुनियादी ढांचा उन देशों के लिए हरित हाइड्रोजन अपनाने में बाधा उत्पन्न कर सकता है जो कार्बन तटस्थता का इरादा रखते हैं।[14][15] कप्पेल-ला-ग्रांडे फ्रांस में एक पायलट कार्यक्रम ने पहले ही 100 घरों के गैस ग्रिड में हाइड्रोजन मिला दी है। गैस से चलने वाला बिजली संयंत्र उच्च मांग की अवधि के दौरान अनु लेख शक्ति प्रदान करने के लिए हाइड्रोजन को जलाने में परिवर्तित किया जा सकता है।[16]


हरी अमोनिया का उत्पादन

Main article: Ammonia production § Sustainable ammonia production

हरित हाइड्रोजन का उपयोग हरी अमोनिया के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जो उर्वरक उत्पादन का मुख्य घटक है। हाइड्रोजन परिषद ने 2021 में सुझाव दिया था कि हरित अमोनिया 2030 तक परंपरागत रूप से उत्पादित अमोनिया (सलेटी संग्रह) के साथ प्रतिस्पर्धी होगी।[17]


अर्थव्यवस्था

2020 तक, वैश्विक हाइड्रोजन बाजार का मूल्य 900 मिलियन डॉलर था और इसके 2050 तक 300 बिलियन डॉलर तक पहुंचने की आशा है।[18][19] फिच सॉल्यूशंस के विश्लेषकों के अनुसार, वैश्विक हाइड्रोजन बाजार 2030 तक 10प्रतिशत तक उछल सकता है।[20] हरित हाइड्रोजन में निवेश की संख्या 2020 में लगभग शून्य से बढ़कर 136 परियोजनाओं में121 गीगावाट हो गई है। [20]योजना और विकास चरणों में[citation needed] 2021 में 500 बिलियन डॉलर से अधिक , उत्पादन को पचास गुना बढ़ाने के लिए देशों की कंपनियों ने गठजोड़ किया है।[citation needed][21] गोल्डमैन सैक्स के अनुसार 2050 तक मूल्य 1 ट्रिलियन डॉलर प्रति वर्ष से अधिक हो सकता है।[22]


अफ्रीका

मॉरिटानिया ने ग्रीन हाइड्रोजन पर दो प्रमुख परियोजनाएं शुरू की हैं: एनओयूआर प्रोजेक्ट, रथ कंपनी के सहयोग से 2030 तक 10 गीगावाट क्षमता वाली दुनिया की सबसे बड़ी हाइड्रोजन परियोजनाओं में से एक है। दूसरा ईएमएएन प्रोजेक्ट है, जिसमें ऑस्ट्रेलियाई कंपनी सीडब्ल्यूपी के सहयोग से स्थानीय उपयोग और निर्यात के लिए प्रति वर्ष 1.7 मिलियन टन ग्रीन हाइड्रोजन या 10 मिलियन टन ग्रीन अमोनिया का उत्पादन करने के लिए 18गीगावाट पवन क्षमता और 12गीगावाट सौर क्षमता सम्मिलित है।अफ्रीका के देश जैसे मोरक्को, ट्यूनीशिया,[23] मिस्र[24] और नामिबिया ने अपने समग्र जलवायु परिवर्तन लक्ष्यों के एक भाग के रूप में हरित हाइड्रोजन रखने की योजना प्रस्तावित की है। नामिबिया व्यवहार्यता अध्ययन और वित्त पोषण के लिए नीदरलैंड और जर्मनी जैसे यूरोपीय देशों के साथ साझेदारी कर रहा है।[25]


ऑस्ट्रेलिया

ऑस्ट्रेलिया में, हरित हाइड्रोजन की कीमत पारंपरिक हाइड्रोजन और नीला हाइड्रोजन की तुलना में दोगुनी है, लेकिन 2020 की ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय की रिपोर्ट में अनुमान लगाया गया है कि ऑस्ट्रेलिया इसे बहुत सस्ते में पैदा कर सकता है, वर्तमान में यह नीले हाइड्रोजन की कीमत के बराबर हो सकता है ( लगभग ए 2 डॉलर/किलोग्राम) 2030 तक, जो जीवाश्म ईंधन के साथ लागत-प्रतिस्पर्धी होगा। एक ऊर्जा बाजार विश्लेषक ने 2021 की शुरुआत में सुझाव दिया था कि सस्ते नवीकरणीय ऊर्जा वाले देशों में आने वाले 10 वर्षों में हरित हाइड्रोजन की कीमत 70 प्रतिशत गिर जाएगी।[26] 2020 में, सरकार ने पिलबरा क्षेत्र में दुनिया की सबसे बड़ी नियोजित अक्षय ऊर्जा निर्यात सुविधा के लिए तेजी से मंजूरी दी। 2021 में, ऊर्जा कंपनियों ने 2 बिलियन डॉलर की लागत से न्यू साउथ वेल्स में एक हाइड्रोजन घाटी बनाने की योजना की घोषणा की जो क्षेत्र में कोयला उद्योग की जगह लेगी।[27]जुलाई 2022 तक, ऑस्ट्रेलियन रिन्यूएबल एजेंसी (एआरईएनए) ने 35 हाइड्रोजन परियोजनाओं में 88 मिलियन डॉलर का निवेश किया है, जिसमें विश्वविद्यालयों के साथ अनुसंधान और विकास परियोजनाओं से लेकर अपनी तरह के पहले प्रदर्शन में सम्मिलित हैं । एएआरईएनए 2022 में, एआरईएनए को अपने 100 मिलियन डॉलर हाइड्रोजन परिनियोजन के हिस्से के रूप में ऑस्ट्रेलिया के पहले बड़े पैमाने के विद्युदपघटक परिनियोजनों में से दो या तीन पर वित्तीय स्थिति तक पहुँचने की आशा है।[28]


कनाडा

हरित हाइड्रोजन और अमोनिया उत्पादन के एवरविंड फ्यूल्स डेवलपर और ई.ओएन हाइड्रोजन जीएमबीएच, 2025 में प्वाइंट टपर, नोवा स्कोटिया में एवरविंड की प्रारंभिक उत्पादन सुविधा से जर्मनी में बड़े पैमाने पर हरित अमोनिया आयात करने के लिए एक विस्तृत ज्ञापन पर समझौता हुआ।

एमओयू के तहत, एवरविन्ड और ई ओएन हरित अमोनिया के प्रति वर्ष 500,000 टन तक के उठाव समझौते की दिशा में काम करने का इच्छा रखते हैं। इस सुविधा के 2025 की शुरुआत में वाणिज्यिक संचालन तक पहुंचने की आशा है।

एशिया

चीन

चीन 20 मिलियन टन के उत्पादन के साथ वैश्विक हाइड्रोजन बाजार का नेता है, जो वैश्विक उत्पादन के ⅓ के लिए जिम्मेदार है। सिनोपेक का लक्ष्य 2025 तक 500,000 टन हरित हाइड्रोजन उत्पन्न करना है।[29] हार्वर्ड चाइना परियोजनाओं के शोधकर्ताओं ने संकेत दिया है कि पवन ऊर्जा से उत्पन्न हाइड्रोजन आंतरिक मंगोलिया जैसे कोयले पर निर्भर क्षेत्रों के लिए लागत प्रभावी विकल्प प्रदान कर सकता है।[30] 2022 के शीतकालीन ओलंपिक की तैयारी के हिस्से के रूप में एक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोलाइज़र, जैसे खेलों में उपयोग किए जाने वाले वाहनों के लिए ईंधन प्रदान करने के लिए दुनिया का सबसे बड़ा परिचालन शुरू किया गया है। इलेक्ट्रोलाइज़र ने तटवर्ती हवा का उपयोग करके हरित हाइड्रोजन का उत्पादन किया।[31]


जापान

कार्बन तटस्थ बनने के लिए, जापानी सरकार राष्ट्र को हाइड्रोजन समाज में बदलने का इच्छा रखती है।[32] जापान में ऊर्जा की मांग के लिए सरकार को 36 मिलियन टन तरलीकृत हाइड्रोजन आयात करने की आवश्यकता होगी। 2030 तक देश का वाणिज्यिक आयात इस राशि से 100 गुना कम होने का अनुमान है, जब ईंधन का उपयोग शुरू होने की आशा है, जो एक गंभीर चुनौती का प्रतिनिधित्व करता है। जापान ने एक प्रारंभिक रोड नक्शा प्रकाशित किया है जिसमें 2050 तक बिजली उत्पादन के लिए 10प्रतिशत बिजली की आपूर्ति के साथ-साथ शिपिंग और इस्पात निर्माण जैसे अन्य उपयोगों के लिए ऊर्जा के एक महत्वपूर्ण हिस्से की आपूर्ति के लिए हाइड्रोजन और संबंधित ईंधन के लिए कहा गया है।[33] जापान ने एक हाइड्रोजन राजमार्ग (जापान) बनाया है जिसमें 135 सब्सिडी वाले हाइड्रोजन ईंधन स्टेशन सम्मिलित हैं और 2020 के अंत तक 1,000 बनाने की योजना है।[34][35]


मेरा अपना

कंपनियों के एक संघ ने ओमान में 30 बिलियन डॉलर की एक परियोजना की घोषणा की है, जो दुनिया में सबसे बड़ी हाइड्रोजन सुविधाओं में से एक होगी। निर्माण 2028 में शुरू होगा। 2038 तक परियोजना 25 गीगावाट पवन और सौर ऊर्जा द्वारा संचालित होगी ।

संयुक्त अरब अमीरात

2021 में, एक्सपो 2020 दुबई के सपरियोजना पायलट परियोजना शुरूआत की गयी थी ।

जो मध्य पूर्व और उत्तरी अफ्रीका में पहला औद्योगिक पैमाना, सौर-चालित हरित हाइड्रोजन सुविधा है।[36]


सउदी अरब

2021 में, सऊदी अरब ने, निओम परियोजना के एक भाग के रूप में, हरित-हाइड्रोजन आधारित अमोनिया संयंत्र बनाने के लिए 5 बिलियन डॉलर के निवेश की घोषणा की, जो 2025 से उत्पादन शुरू करेगा।[37]


भारत

रिलायंस इंडस्ट्रीज और अदानी समूह - भारत की दो सबसे बड़ी ऊर्जा कंपनियों ने 2021 में हरित हाइड्रोजन उत्पादन में प्रवेश की घोषणा की। रिलायंस इंडस्ट्रीज ने 400,000 टन हाइड्रोजन उत्पन्न करने के लिए लगभग 3 गीगावाट सौर ऊर्जा का उपयोग करने की अपनी योजना की घोषणा की।[38] अदानी समूह के संस्थापक गौतम अडानी ने दुनिया की सबसे बड़ी अक्षय ऊर्जा कंपनी बनने और दुनिया भर में सबसे सस्ती हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए 70 बिलियन डॉलर का निवेश करने की योजना की घोषणा की।[39] भारत के ऊर्जा मंत्रालय ने कहा है कि भारत 2030 तक संचयी 5 मिलियन टन हरित हाइड्रोजन का उत्पादन करने का इरादा रखता है।[40] अप्रैल 2022 में, सार्वजनिक क्षेत्र की ऑयल इंडिया लिमिटेड (OIL), जिसका मुख्यालय पूर्वी असम के दुलियाजान में है, "देश को पायलट पैमाने पर उत्पादन के लिए तैयार करने" के लक्ष्य को ध्यान में रखते हुए भारत का पहला 99.99 प्रतिशत शुद्ध हरित हाइड्रोजन पायलट प्लांट स्थापित किया। हाइड्रोजन और विभिन्न अनुप्रयोगों में इसका उपयोग" जबकि "हाइड्रोजन के उत्पादन, भंडारण और परिवहन की लागत में कमी के लिए अनुसंधान और विकास प्रयास जारी हैं"।[41]

यूरोपीय संघ

जुलाई 2020 में यूरोपीय संघ ने यूरोपीय संघ की योजनाओं में हाइड्रोजन को सम्मिलित करके कार्बन तटस्थता तक पहुँचने के लक्ष्य के साथ एक जलवायु-तटस्थ यूरोप के लिए हाइड्रोजन रणनीति का अनावरण किया। इस रणनीति का समर्थन करने वाला एक प्रस्ताव 2021 में यूरोपीय संसद में पारित हुआ।[42] योजना को तीन चरणों में बांटा जाएगा।[43] पहला, 2020 से 2024 तक, सभी मौजूद हाइड्रोजन उत्पादन को डीकार्बोनाइज करने का लक्ष्य रखेगा। दूसरा चरण (2024-2030) हरित हाइड्रोजन को ऊर्जा प्रणाली में एकीकृत करेगा। तीसरे चरण (2030 से 2050) में डीकार्बोनाइजेशन प्रक्रिया में हाइड्रोजन की बड़े पैमाने पर तैनाती देखी जाएगी। गोल्डमैन साच्स का अनुमान है कि 2050 तक हाइड्रोजन यूरोपीय संघ के ऊर्जा मिश्रण का 15 प्रतिशत होगा।[44] छह यूरोपीय संघ के सदस्य राज्यों: जर्मनी, ऑस्ट्रिया, फ्रांस, नीदरलैंड, बेल्जियम और लक्समबर्ग ने अनुरोध किया कि हाइड्रोजन फंडिंग कानून द्वारा समर्थित हो।[45] जर्मनी ने पहले ही 2030 तक 5 गीगावाट हाइड्रोजन क्षमता के निर्माण के लिए 9 बिलियन का निवेश किया है। [46] कई देशों ने अन्य देशों से हाइड्रोजन आयात करने की योजना बनाई है, खासकर उत्तरी अफ्रीका से।[47] इन योजनाओं से हाइड्रोजन उत्पादन में वृद्धि हुई। हालांकि उन पर यूरोप के भीतर आवश्यक परिवर्तनों को निर्यात करने की कोशिश करने का भी आरोप लगाया गया है।[48] यूरोपीय संघ की आवश्यकता है कि 2021 से शुरू होकर, ब्लॉक में बने सभी नए गैस टर्बाइनों को हाइड्रोजन-प्राकृतिक गैस मिश्रण को जलाने के लिए तैयार किया जाना चाहिए।[16]

फरवरी 2021 में, तीस कंपनियों ने स्पेन में स्थित हाइड्रोजन प्रदान करने के लिए एक अग्रणी परियोजना की घोषणा की। परियोजना 2022 में शुरू करने का इरादा रखती है, जिससे 93 गीगावाट सौर और 67 गीगावाट इलेक्ट्रोलिसिस क्षमता का निर्माण करती है।[49] अप्रैल 2021 में, पुर्तगाल ने 2023 तक हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए पहला सौर ऊर्जा संचालित संयंत्र बनाने की योजना की घोषणा की।[50] लिस्बन स्थित ऊर्जा कंपनी गैल्प एनर्जी ने 2025 तक अपनी रिफाइनरी को बिजली देने के लिए इलेक्ट्रोलाइजर योजना बनाने की घोषणा की है।[51]


लैटिन अमेरिका

नवंबर 2020 में, चिली के राष्ट्रपति ने हरित हाइड्रोजन के लिए राष्ट्रीय रणनीति की, जिसमें उन्होंने कहा कि वे चिली को 2030 तक दुनिया में सबसे कुशल हरित हाइड्रोजन उत्पादक बनाना चाहते हैं।[52] इस योजना में हाइएक्स सम्मिलित है, जो खनन उद्योग में उपयोग के लिए सौर आधारित हाइड्रोजन बनाने की एक परियोजना है।[53]


यूनाइटेड किंगडम

2021 में, ब्रिटिश सरकार ने हरित औद्योगिक क्रांति के लिए एक दस सूत्री योजना, जिसमें 2030 तक 5 गीगावाट कम कार्बन हाइड्रोजन बनाने के लिए निवेश सम्मिलित था।[13] योजनाओं में आवश्यक परीक्षण को पूरा करने के लिए उद्योग के साथ काम करना सम्मिलित है जो 2023 तक गैस ग्रिड पर सभी घरों के लिए गैस वितरण ग्रिड में हाइड्रोजन के 20 प्रतिशत तक सम्मिश्रण की अनुमति देगा। हालांकि 2022 में व्यवसाय, ऊर्जा और औद्योगिक रणनीति परामर्श विभाग सुझाव दिया कि प्राकृतिक गैस के उपयोग में अपेक्षित कमी के कारण ग्रिड सम्मिश्रण की केवल एक सीमित और अस्थायी भूमिका होगी।[54]मार्च 2021 में स्कॉटलैंड में अपतटीय पवन प्रस्ताव का उपयोग करने के लिए बिजली परिवर्तित तेल और गैस रिग को हरित हाइड्रोजन हब में परिवर्तित करने के लिए एक प्रस्ताव सामने आया, जो स्थानीय डिस्टिलरी को ईंधन की आपूर्ति करेगा।[55] जून 2021 में इक्विनोर ने ब्रिटेन के हाइड्रोजन उत्पादन को तिगुना करने की योजना की घोषणा की।[56] मार्च 2022 में नेशनल ग्रिड पीएलसी ने लगभग 300 घरों के लिए गैस का उत्पादन करने के लिए एक इलेक्ट्रोलाइज़र को शक्ति देने वाली 200 मीटर पवन टरबाइन के साथ ग्रिड में हरित हाइड्रोजन पेश करने की एक परियोजना की घोषणा की।[57]2020 की शुरुआत में ईआरएम(परामर्श), सोर्स एनर्जी और आरडब्ल्यू सहित ऊर्जा फर्मों ने सेल्टिक सागर मेंटर्बाइनों विंड टर्बाइनों का उपयोग करके हरित हाइड्रोजन बनाने में रुचि की घोषणा की।[58] [59]झरना को 2025 में एबरडीन से अपतटीय पवन ऊर्जा के परीक्षण से हरित हाइड्रोजन उत्पन्न करने की आशा है।[60]


संयुक्त राज्य

अपने 2003 स्टेट ऑफ द यूनियन एड्रेस के दौरान, राष्ट्रपति जॉर्ज डब्ल्यू बुश ने हाइड्रोजन ईंधन सेल वाहनों को विकसित करने के लिए 1.2 बिलियन डॉलर की योजना का अनावरण किया, इसे स्वतंत्रता ईंधन करार दिया। इस फंडिंग को 2009 में बराक ओबामा ने कम कर दिया था।[61][62]संघीय अवसंरचना निवेश और नौकरियां अधिनियम,[63] जो नवंबर 2021 में कानून बन गया, हरित हाइड्रोजन के लिए 9.5 बिलियन डॉलर का आवंटन करता है।[64] 2021 में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डीओई) टेक्सास में हाइड्रोजन नेटवर्क के पहले प्रदर्शन की योजना बना रहा था।[65] विभाग ने पहले हाइड्रोजन ऊर्जा कैलिफोर्निया नामक एक हाइड्रोजन परियोजना का प्रयास किया था। टेक्सास को देश में हरित हाइड्रोजन परियोजनाओं का एक महत्वपूर्ण हिस्सा माना जाता है क्योंकि राज्य हाइड्रोजन का सबसे बड़ा घरेलू उत्पादक है और पहले से ही हाइड्रोजन पाइपलाइन नेटवर्क है।[66] 2020 में, एसजीएच2 एनर्जी ग्लोबल ने लॉस एंजिल्स के पास हरित हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए प्लाज्मा गैसीकरण के माध्यम से प्लास्टिक और कागज का उपयोग करने की योजना की घोषणा की।[67] 2021 में न्यूयॉर्क के तत्कालीन गवर्नर एंड्रयू कुओमो ने हरित हाइड्रोजन ईंधन उत्पादन सुविधा के निर्माण के लिए $290 मिलियन के निवेश की घोषणा की।[68] राज्य के अधिकारियों ने ट्रकों में इस्तेमाल होने वाले ईंधन सेल को विकसित करने और गैस ग्रिड में हाइड्रोजन के सम्मिश्रण पर शोध करने की योजनाओं का समर्थन किया है।[69] मार्च 2022 में अर्कांसस, लुइसियाना और ओकलाहोमा के राज्यपालों ने राज्यों के बीच हाइड्रोजन ऊर्जा केंद्र बनाने की घोषणा की।[70] ऑस्ट्रेलिया स्थित वुडसाइड पेट्रोलियम ने अरडमोर, ओक्लाहोमा में एक हरित हाइड्रोजन उत्पादन स्थल की योजना की घोषणा की है।[71] अगस्त 2022 में राष्ट्रपति जो मीता ने 2022 के मुद्रास्फीति न्यूनीकरण अधिनियम पर हस्ताक्षर किए, जिसमें 10 साल का उत्पादन कर क्रेडिट स्थापित किया गया, जिसमें ग्रीन हाइड्रोजन के लिए 3.00/किग्रा डॉलर सब्सिडी सम्मिलित है।[72]


अनुसंधान और विकास

हालांकि कई हरित हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियां पहले से उपलब्ध हैं, हरित हाइड्रोजन के लिए नए तकनीकी मार्गों के लिए अनुसंधान और विकास चल रहा है। उदाहरण के लिए, 2020 में वैज्ञानिकों ने हवा के नीचे दिन के उजाले में प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से ऑक्सीजन के साथ- साथ हाइड्रोजन का उत्पादन करने में सक्षम कोशिकाओं या सिनर्जिस्टिक अल्गल कोशिकाओं बहुकोशिकीय माइक्रोरिएक्टर के सूक्ष्म बूंदों के विकास की सूचना दी।[73][74]2020 में, यूरोपीय आयोग ने यूरोपीय संघ में हाइड्रोजन पर एक नई समर्पित रणनीति अपनाई जिसमें यूरोपीय ग्रीन डील के अनुरूप अनुसंधान और नवाचार सम्मिलित हैं।[75] यूरोपियन हरित हाइड्रोजन एक्सेलेरेशन सेंटर को 2025 तक 100 बिलियन डॉलर प्रति वर्ष की हरित हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था विकसित करने का काम सौंपा गया है।[76]दिसंबर 2020 में, संयुक्त राष्ट्र ने आरएमआई (ऊर्जा संगठन) और कई कंपनियों के साथ मिलकर ग्रीन हाइड्रोजन गुलेल लॉन्च किया, जो 2026 तक हरित हाइड्रोजन की लागत को 2 अमेरिकी डॉलर प्रति किलोग्राम (50 डॉलर प्रति मेगावाट घंटे के बराबर) से नीचे लाने के लिए आंदोलन करता है।[77]2021 में, ऑस्ट्रिया, चीन, जर्मनी और इटली की सरकारों के सहयोग से, संयुक्त राष्ट्र औद्योगिक विकास संगठन (यूएनआइडीओ) ने उद्योग में अपनाकिया। Global Program for GH2 लॉन्च किया यह विकासशील देशों और संक्रमण अर्थव्यवस्थाओं के उद्योगों में जीएच2 के त्वरित उठाव और तैनाती को प्रोत्साहित करता है। इसका उद्देश्य ज्ञान और प्रौद्योगिकी हस्तांतरण और सहयोग के लिए साझेदारी बनाना है।

विद्युत नेटवर्क के साथ एकीकरण

अक्षय ऊर्जा के मौजूदा रूपों के साथ हरित हाइड्रोजन के संभावित एकीकरण में व्यापक रुचि है। विशेष रूप से, विद्युत ग्रिड में अक्षय ऊर्जा संसाधनों को एकीकृत करने की कठिनाइयों को दूर करने के लिए कार्बन-तटस्थ समाधान के रूप में हरित हाइड्रोजन का उपयोग करने पर केंद्रित वर्तमान हित हैं। ग्रिड में सौर और पवन ऊर्जा के प्रत्यक्ष एकीकरण के साथ सबसे बड़े मुद्दों में से एक अक्षय ऊर्जा संसाधनों के आंतरिक व्यवहार से विद्युत ग्रिड में असंतुलित आपूर्ति या मांग का जोखिम है। तेज़ हवा या दिन के उजाले की अवधि के दौरान, ग्रिड में ऊर्जा की अत्यधिक आपूर्ति उतनी ही हानिकारक हो सकती है जितनी कि उपयोग की मांगों को पूरा करने के लिए पर्याप्त बिजली आपूर्ति करने में सक्षम न होना हरित हाइड्रोजन एक स्थिर ऊर्जा भंडारण उपकरण के रूप में कार्य कर सकता है। मौजूदा जल इलेक्ट्रोलिसिस विधियां जैसे क्षारीय पानी इलेक्ट्रोलिसिस जोखिमों के प्रति संवेदनशील हैं जो उत्पन्न हो सकते हैं यदि इलेक्ट्रोलिसिस के लिए ऊर्जा का स्रोत चरम क्षमता पर बनाए रखने में असमर्थ है और विकसित हाइड्रोजन को विकसित ऑक्सीजन का सामना करने का कारण बन सकता है, विस्फोट का आंदोलन चल रहा है। इलेक्ट्रोलाइजर और हाइड्रोजन को बाहर निकालने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस प्रणाली को सही करने की आवश्यकता होती है।[78] हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया में ऑक्सीजन के विकास के विकल्प के रूप में कार्य करने के लिए एक संभावित स्केलेबल बायोमास संसाधन के रूप में चिटिन का उपयोग करना एक प्रस्तावित समाधान है, जो प्रकृति से प्रति वर्ष 100 बिलियन टन से अधिक कच्चे झींगा खोल अपशिष्ट के रूप में उत्पादित होता है।[79] इससे हाइड्रोजन और एसिटिक एसिड का उत्पादन करने के लिए चिटिन और पानी की खपत होगी, जो हाइड्रोजन-ऑक्सीजन प्रतिक्रिया के जोखिम से बचाती है और स्केलेबिलिटी बनाए रखती है। फोटोवोल्टिक सौर पैनलों से सौर ऊर्जा का उपयोग करके इस प्रक्रिया को चलाने से हाइड्रोजन गैस उत्पन्न की जा सकती है जो हरित हाइड्रोजन की श्रेणी में आती है। यह एक उत्पादन के रूप में 73.7 से 77.5प्रतिशत के बीच की उपज पर एसिटिक एसिड का उत्पादन करने में सक्षम होने का आर्थिक प्रोत्साहन भी है जिसे प्रयोग या बेचा जा सकता है।

समुद्री जल से हरित हाइड्रोजन का उत्पादन

समुद्री नौवहन के लिए स्थायी हाइड्रोजन ईंधन की जांच में रुचि के हिस्से के रूप में और मीठे पानी की कमी की चिंताओं के जवाब में, पानी के स्रोत के रूप में समुद्री जल से हरित हाइड्रोजन के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के विभिन्न साधनों में 2020 का अध्ययन किया गया है। इस तरह की चार विधियाँ, खारा पानी इलेक्ट्रोलिसिस, क्षारीय इलेक्ट्रोलिसिस, प्रोटॉन-विनिमय झिल्ली | विद्युत अपघटन, सॉलिड ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइजर सेल, संक्षेप में प्रस्तुत हैं।[80] समुद्री जल का प्रत्यक्ष इलेक्ट्रोलिसिस ज्ञात प्रक्रियाओं का पालन करता है, जो एक इलेक्ट्रोलिसिस सेल बनाता है जिसमें एनोड पर प्रतिक्रिया की अनुमति देने के लिए समुद्री जल इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है, और कैथोड पर प्रतिक्रिया, . समुद्री जल में मैग्नीशियम और कैल्शियम आयनों को सम्मिलित करने से क्षार हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन संभव हो जाता है जो इलेक्ट्रोलाइज़र सेल में तराजू बना सकता है, जीवनकाल में कटौती कर सकता है और रखरखाव की आवश्यकता को बढ़ा सकता है। क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र एनोड पर निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के साथ काम करते हैं, और कैथोड, , और इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में उच्च आधार समाधानों का उपयोग करते हैं 60–90 °C (140–194 °F) और यह सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त विभाजकों की आवश्यकता है कि गैस चरण हाइड्रोजन और ऑक्सीजन अलग रहें। इलेक्ट्रोलाइट आसानी से दूषित हो सकता है, लेकिन क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र ऊर्जा की खपत में सुधार के लिए दबाव में काम कर सकता है। इलेक्ट्रोड को सस्ती सामग्री से बनाया जा सकता है और डिजाइन में महंगे उत्प्रेरक की कोई आवश्यकता नहीं है। प्रोटॉन-रूपांतरण मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलाइज़र एनोड पर प्रतिक्रियाओं के साथ काम करते हैं, और कैथोड, , के तापमान पर 60–80 °C (140–176 °F), एक ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करना और ठोस इलेक्ट्रोलाइट को इलेक्ट्रोड को समान रूप से छूने की अनुमति देने के लिए प्रसंस्करण की उच्च लागत की आवश्यकता होती है। क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र के समान, प्रोटॉन-रूपांतरण मेम्ब्रेन इलेक्ट्रोलाइज़र उच्च दबावों पर काम कर सकता है, बाद में हाइड्रोजन गैस को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा लागत को कम करता है, लेकिन प्रोटॉन एक रूपांतरण झिल्ली इलेक्ट्रोलाइज़र भी तेजी से प्रतिक्रिया समय से बिजली की आवश्यकताओं या मांगों में बदलाव के लिए लाभान्वित होता है और नहीं तेजी से निहित गिरावट दर होने और पानी में अशुद्धियों के लिए सबसे कमजोर होने की कीमत पर रखरखाव की आवश्यकता होती है। ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइज़र प्रतिक्रियाओं को चलाते हैं एनोड पर और कैथोड पर। ठोस ऑक्साइड इलेक्ट्रोलाइज़र को उच्च तापमान की आवश्यकता होती है (700–1,000 °C (1,292–1,832 °F)) संचालित करने के लिए, अतितापित भाप उत्पन्न करना। बंद होने पर वे गिरावट से पीड़ित होते हैं, जिससे यह अधिक कठोर हाइड्रोजन उत्पादन तकनीक बन जाती है। बहु-मापदंड निर्णय विश्लेषण की एक चयनित श्रृंखला में। बहु-मापदंड निर्णय-विश्लेषण तुलना जिसमें आर्थिक संचालन लागत पर उच्चतम प्राथमिकता रखी गई थी, पर्यावरण और सामाजिक मानदंडों द्वारा समान रूप से पालन किया गया था, यह पाया गया कि प्रोटॉन रूपांतरण झिल्ली इलेक्ट्रोलाइज़र ने सबसे उपयुक्त संयोजन की पेशकश की मूल्यों का (उदाहरण के लिए, निवेश लागत, रखरखाव और संचालन लागत, अशुद्धियों का प्रतिरोध, समुद्र में हाइड्रोजन उत्पादन के लिए विशिष्ट ऊर्जा, पर्यावरणीय प्रभाव का जोखिम, आदि), क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र के बाद, क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र सबसे अधिक आर्थिक रूप से संभव है, लेकिन प्रोटॉन-रूपांतरण मेम्ब्रेन में प्रयोग होने वाले ठोस पॉलिमर के विपरीत बुनियादी इलेक्ट्रोलाइट समाधानों की आवश्यकता के कारण सुरक्षा और पर्यावरण संबंधी चिंताओं के मामले में अधिक खतरनाक है। बहु-मापदंड निर्णय विश्लेषण में किए गए तरीकों के कारण, विभिन्न कारकों पर गैर-उद्देश्य भार लागू होते हैं, और इसलिए इलेक्ट्रोलाइज़र की जांच करने के लिए निर्णय विश्लेषण के कई तरीके एक साथ किए गए थे जो प्रदर्शन निष्कर्ष पर पूर्वाग्रह के प्रभाव को कम करता है। .

यह भी देखें

संदर्भ

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