هیدروژن سبز در ایران؛ فرصت صادراتی یا پروژه‌ای پرهزینه؟

به گزارش اقتصاد معاصر؛ هیدروژن سبز گازی است که با استفاده از برق حاصل از منابع تجدیدپذیر، مانند انرژی خورشیدی و بادی، از طریق فرایند الکترولیز آب تولید می‌شود. در این فرایند، دستگاهی به نام الکترولایزر با استفاده از برق، مولکول‌های آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌کند. اگر برق مصرفی از منابع تجدیدپذیر تأمین شود و الزامات مربوط به انتشار در کل زنجیره تولید نیز رعایت شود، می‌توان محصول نهایی را هیدروژن تجدیدپذیر با انتشار پایین دانست.

اهمیت اقتصادی این فناوری در آن است که هیدروژن می‌تواند در صنایعی استفاده شود که برقی‌سازی مستقیم آن‌ها دشوار است؛ از جمله تولید آمونیاک و برخی مواد شیمیایی، پالایش نفت، تولید آهن اسفنجی و شماری از فرایندهای صنعتی. همچنین می‌توان هیدروژن را به محصولاتی مانند آمونیاک و متانول تبدیل کرد تا ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل آن در بعضی مسیرها آسان‌تر شود.

برای ایران، موضوع فقط تولید یک سوخت پاک نیست. اگر برق تجدیدپذیر با هزینه رقابتی در دسترس باشد و زنجیره تولید، ذخیره‌سازی و صادرات به‌درستی طراحی شود، هیدروژن می‌تواند زمینه‌ای برای توسعه صنایع پایین‌دستی، جذب سرمایه و ایجاد بازارهای جدید صادراتی فراهم کند.

با این حال، برخورداری از منابع خورشیدی و بادی به‌تنهایی مزیت صادراتی ایجاد نمی‌کند. تولید هیدروژن به تجهیزات سرمایه‌بر، برق پایدار و رقابتی، آب با کیفیت مناسب، زیرساخت ذخیره‌سازی و مشتریانی نیاز دارد که حاضر باشند محصول را با قیمتی بالاتر از هیدروژن تولیدشده از سوخت‌های فسیلی خریداری کنند. بنابراین، ظرفیت فنی تولید باید از امکان فروش سودآور و بازگشت سرمایه تفکیک شود.

بازار جهانی هیدروژن در سال ۲۰۲۶؛ تقاضا بزرگ است، اما بازار سبز هنوز محدود مانده

بر اساس گزارش «مرور جهانی هیدروژن ۲۰۲۶» آژانس بین‌المللی انرژی، تقاضای جهانی هیدروژن در سال ۲۰۲۵ از ۱۰۰ میلیون تن عبور کرد. با این حال، تقریباً تمام این تقاضا همچنان در صنایع سنتی، از جمله پالایش نفت و تولید مواد شیمیایی، متمرکز بود و سهم کاربردهای جدید هیدروژن هنوز بسیار محدود است.

طبق همین گزارش، تولید هیدروژن کم‌انتشار در سال ۲۰۲۵ با رشد ۲۰ درصدی به نزدیک یک میلیون تن رسید. آژانس بین‌المللی انرژی پیش‌بینی کرده است که این تولید در سال ۲۰۲۶ برای نخستین‌بار از یک درصد کل تولید جهانی هیدروژن فراتر برود. این ارقام نشان می‌دهند که بازار هیدروژن کم‌انتشار در حال توسعه است، اما هنوز فاصله زیادی با جایگزینی گسترده هیدروژن متعارف دارد.

گزارش یادشده همچنین نشان می‌دهد که ظرفیت نصب‌شده الکترولیز آب در جهان طی سال ۲۰۲۵ دو برابر شد و از ۴ گیگاوات فراتر رفت. چین نزدیک به سه‌چهارم ظرفیت جدید نصب‌شده را به خود اختصاص داد. این تمرکز بیانگر اهمیت تولید انبوه تجهیزات و کاهش هزینه سرمایه‌گذاری در رقابت جهانی است.

با وجود این رشد، توسعه بازار با موانعی مانند هزینه بالای تولید، نبود تقاضای تضمین‌شده، تأخیر در اجرای سیاست‌های حمایتی و کمبود زیرساخت انتقال روبه‌رو است. آژانس بین‌المللی انرژی گزارش می‌دهد که قراردادهای جدید خرید هیدروژن کم‌انتشار در سال ۲۰۲۵ در حدود ۱٫۷ میلیون تن باقی ماند و تنها نزدیک به ۲۰ درصد از حجم قراردادهای تازه، تعهدات قراردادی قطعی داشتند.

این نکته برای ایران اهمیت زیادی دارد: بازار بالقوه با بازار تضمین‌شده تفاوت دارد. وجود کشورهایی که قصد واردات هیدروژن یا آمونیاک کم‌انتشار دارند، به معنای آن نیست که تولیدکننده ایرانی بتواند بدون قرارداد خرید، گواهی معتبر محصول و مسیر انتقال اقتصادی، فروش پایدار خود را تضمین کند.

هزینه تولید هیدروژن سبز در ایران چقدر است؟

یکی از مهم‌ترین پرسش‌ها برای سرمایه‌گذاران، هزینه تولید هر کیلوگرم هیدروژن است. این هزینه به قیمت برق، میزان بهره‌برداری از الکترولایزر، هزینه سرمایه‌گذاری، نرخ تأمین مالی، هزینه آب و تصفیه، ذخیره‌سازی و نحوه انتقال محصول وابسته است. به همین دلیل، ارقام مطالعات مختلف را باید با توجه به مقیاس پروژه و فرضیات فنی و مالی آن‌ها مقایسه کرد.

یک پژوهش منتشرشده در سال ۲۰۲۳ در نشریه International Journal of Hydrogen Energy، امکان تولید هیدروژن سبز و آمونیاک از انرژی خورشیدی و بادی در چند موقعیت جغرافیایی ایران را بررسی کرد. در این مطالعه، کمترین هزینه محاسبه‌شده تولید هیدروژن حدود ۲٫۹۴ تا ۳٫۳۲ دلار به ازای هر کیلوگرم بود. پژوهشگران همچنین هزینه تولید آمونیاک سبز را حدود ۵۸۰ تا ۶۴۱ دلار به ازای هر تن برآورد کردند.

نکته مهم آن است که این پژوهش تنها هزینه تولید هیدروژن را بررسی نکرد، بلکه زنجیره تأمین آب، تولید برق، تبدیل هیدروژن به آمونیاک و انتقال محصول به بندر صادراتی را نیز در سناریوهای مختلف مدل‌سازی کرد. نتایج نشان داد که انتقال هیدروژن از طریق خط لوله به بندر صادراتی می‌تواند یکی از پرهزینه‌ترین سناریوها باشد.

در مطالعه جدیدتری که در سال ۲۰۲۶ منتشر شده، هزینه تولید هیدروژن تجدیدپذیر برای کاربرد حمل‌ونقل در شش شهر ایران بررسی شده است. بر اساس نتایج این پژوهش، کمترین هزینه سطح‌یافته تولید هیدروژن در کرمان حدود ۶٫۰۹ دلار و در بیرجند حدود ۶٫۱۰ دلار به ازای هر کیلوگرم برآورد شده است. در مقابل، هزینه تولید در تبریز به حدود ۱۰٫۷۰ دلار به ازای هر کیلوگرم رسیده است.

این مطالعه، سامانه‌هایی با ظرفیت تولید حداکثر ۱۲۰ کیلوگرم در روز را بررسی کرده و در محاسبات خود از ترکیب تجهیزات خورشیدی، بادی و باتری استفاده کرده است. بنابراین، نتایج آن را نمی‌توان مستقیماً معادل هزینه تولید در یک مجتمع صادراتی چندصد مگاواتی دانست؛ مقیاس تولید، هزینه تجهیزات و نحوه بهره‌برداری در این دو نوع پروژه متفاوت است.

این دو مطالعه در کنار یکدیگر نشان می‌دهند که یک رقم واحد برای هزینه تولید هیدروژن سبز در ایران وجود ندارد. تفاوت در مقیاس پروژه، فناوری، منابع تجدیدپذیر، نرخ تأمین مالی و نحوه محاسبه هزینه‌های جانبی می‌تواند نتیجه نهایی را به‌طور چشمگیری تغییر دهد. در نتیجه، استفاده از رقم ۳ دلار به‌عنوان هزینه قطعی تولید در همه پروژه‌های ایران، بدون توضیح مفروضات مطالعه، می‌تواند گمراه‌کننده باشد.

سرمایه‌گذاری چندمیلیارددلاری؛ ظرفیت فنی با پروژه اقتصادی یکسان نیست

برآورد یک پژوهش منتشرشده در مه ۲۰۲۶ در نشریه Energy Strategy Reviews نشان می‌دهد که در صورت دنبال‌کردن مسیرهای مدل‌سازی‌شده برای توسعه زنجیره هیدروژن در ایران، سرمایه‌گذاری حدود ۱۲ تا ۱۵ میلیارد دلار می‌تواند زمینه ایجاد ۲۴ تا ۳۲ گیگاوات ظرفیت جدید تولید هیدروژن را فراهم کند.

این رقم یک برآورد سناریومحور در مدل‌سازی بلندمدت سیستم انرژی ایران تا سال ۲۰۵۵ است؛ نه اعلام سرمایه‌گذاری مصوب دولت، نه ظرفیت نصب‌شده فعلی و نه فهرست پروژه‌هایی که تأمین مالی آن‌ها قطعی شده باشد. نتیجه اقتصادی نیز به سیاست‌های حمایتی، هزینه سرمایه، قیمت انرژی و نحوه ورود هیدروژن به سبد مصرف کشور وابسته است.

پژوهش یادشده سناریوهایی مانند اعمال مالیات کربن، ارائه تسهیلات مالی کم‌هزینه و تعیین سقف انتشار گازهای گلخانه‌ای را بررسی کرده است. بر اساس نتایج مدل، مشوق‌های مالی هدفمند و سیاست‌هایی که هزینه انتشار کربن را منعکس می‌کنند، می‌توانند استفاده از فناوری‌های کم‌انتشار را تقویت کنند. در مقابل، ادامه روند فعلی و تکیه بر فناوری‌های متعارف مبتنی بر گاز طبیعی ممکن است مزایای زیست‌محیطی توسعه هیدروژن را محدود کند.

این برآورد نشان می‌دهد که توسعه صنعت هیدروژن به سرمایه‌ای فراتر از خرید الکترولایزر نیاز دارد. احداث نیروگاه خورشیدی و بادی، اتصال به شبکه، تأمین آب، تصفیه، ذخیره‌سازی، فشرده‌سازی، زیرساخت صادرات و ایجاد بازار مصرف، همگی در هزینه نهایی نقش دارند.

اگر سرمایه‌گذاری تنها بر ظرفیت تولید متمرکز شود و برای انتقال و فروش محصول برنامه‌ای وجود نداشته باشد، خطر ایجاد ظرفیت بلااستفاده افزایش می‌یابد. به همین دلیل، پروژه صادراتی باید از ابتدا با قرارداد خرید، مسیر انتقال و استانداردهای موردنیاز بازار هدف طراحی شود.

آب؛ چالش مهم هیدروژن سبز در کشوری کم‌آب

تولید هیدروژن از آب به منابع آبی نیاز دارد، اما میزان این نیاز باید با دقت محاسبه شود. از نظر شیمیایی، تولید یک کیلوگرم هیدروژن به حداقل حدود ۹ لیتر آب خالص نیاز دارد. در عمل، به دلیل نیاز به تصفیه، آماده‌سازی آب و تلفات فرایند، مقدار آب ورودی بیشتر است. میزان مصرف نهایی نیز به فناوری، طراحی تأسیسات و تجهیزات جانبی وابسته خواهد بود.

در نگاه اول، این مقدار ممکن است در مقایسه با مصرف آب بسیاری از فعالیت‌های صنعتی زیاد به نظر نرسد؛ اما مسئله برای ایران صرفاً حجم آب مورد نیاز الکترولیز نیست. محل احداث پروژه، دسترسی به منابع آب پایدار، کیفیت آب، نیازهای سایر مصرف‌کنندگان و هزینه انتقال آب نیز باید در نظر گرفته شوند.

برای مثال، اگر پروژه‌ای در منطقه‌ای مستعد تولید برق خورشیدی احداث شود، اما منابع آب شیرین منطقه تحت فشار باشند، تأمین آب می‌تواند به یک محدودیت جدی تبدیل شود. استفاده از آب دریا پس از نمک‌زدایی، یکی از گزینه‌های قابل بررسی برای پروژه‌های ساحلی است؛ هرچند این راهکار نیز هزینه سرمایه‌گذاری، مصرف برق، مدیریت شورابه و الزامات محیط‌زیستی خود را دارد.

پژوهش فنی و اقتصادی سال ۲۰۲۳ درباره ایران، برای بررسی امکان صادرات آمونیاک سبز، تأمین آب از دریا و استفاده از واحد نمک‌زدایی را در مدل خود لحاظ کرده بود. این مطالعه همچنین هزینه انتقال آب به محل تولید و انتقال محصول نهایی به بندر صادراتی را بررسی کرد. چنین رویکردی نشان می‌دهد که ارزیابی اقتصادی هیدروژن سبز در ایران باید از ابتدا با محدودیت‌های جغرافیایی و آبی همراه باشد.

بنابراین، توسعه هیدروژن سبز نباید به بهای افزایش فشار بر منابع آب شیرین مناطق خشک تمام شود. استقرار تأسیسات نزدیک ساحل، استفاده از آب نمک‌زدایی‌شده در صورت توجیه اقتصادی و ارزیابی اثرات تخلیه شورابه می‌تواند بخشی از راهکار باشد. در کنار این موارد، باید مشخص شود که تأمین آب پروژه چه اثری بر اکوسیستم ساحلی و مصرف‌کنندگان محلی خواهد داشت.

زیرساخت انتقال؛ چرا صادرات آمونیاک ممکن است منطقی‌تر از صادرات هیدروژن خالص باشد؟

هیدروژن برخلاف بسیاری از سوخت‌های متداول، چگالی حجمی پایینی دارد و ذخیره‌سازی و انتقال آن به تجهیزات تخصصی نیازمند است. بسته به مسیر و حجم تجارت، انتقال هیدروژن می‌تواند به فشرده‌سازی، مخازن ویژه، خطوط لوله اختصاصی یا تبدیل آن به حامل‌های شیمیایی نیاز داشته باشد.

برای صادرات دریایی، یکی از گزینه‌های مهم تبدیل هیدروژن به آمونیاک است. در این فرایند، هیدروژن با نیتروژن ترکیب می‌شود و آمونیاک تولید می‌کند. آمونیاک زیرساخت حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی صنعتی شناخته‌شده‌ای دارد و می‌تواند در بازار کود شیمیایی مصرف شود یا در مقصد دوباره به هیدروژن تبدیل شود.

البته تبدیل هیدروژن به آمونیاک رایگان نیست. واحد سنتز، جداسازی نیتروژن، تجهیزات ذخیره‌سازی و بارگیری و در صورت نیاز تجهیزات تبدیل مجدد، هزینه و مصرف انرژی ایجاد می‌کنند. همچنین، اگر آمونیاک در مقصد به هیدروژن تبدیل شود، بخشی از انرژی و هزینه در مرحله بازتبدیل مصرف خواهد شد.

آژانس بین‌المللی انرژی در گزارش سال ۲۰۲۶ خود بر اهمیت زیرساخت مشترک ذخیره‌سازی، انتقال و توزیع هیدروژن و مشتقات آن تأکید کرده است. این نهاد همچنین نشان می‌دهد که توسعه تجارت هیدروژن کم‌انتشار به ایجاد قراردادهای خرید، استانداردهای مشترک و مسیرهای تجاری قابل اتکا نیاز دارد.

برای ایران، انتخاب میان صادرات هیدروژن خالص و صادرات آمونیاک سبز باید بر اساس فاصله تا بازار، ظرفیت بندر، هزینه تبدیل، مشخصات خریدار و ارزش نهایی محصول انجام شود. دسترسی به بنادر جنوبی می‌تواند یک مزیت جغرافیایی باشد، اما این مزیت تنها زمانی به رقابت‌پذیری اقتصادی تبدیل می‌شود که هزینه کل زنجیره از تولید تا تحویل در مقصد محاسبه شود.

بازارهای هدف ایران؛ اروپا و آسیا چه فرصت‌هایی دارند؟

بازارهای بالقوه هیدروژن سبز ایران را باید با توجه به نوع محصول و ساختار تقاضا بررسی کرد. اروپا برای کاهش انتشار در صنایع سنگین، توسعه سوخت‌های کم‌کربن و تنوع‌بخشی به منابع انرژی، به واردات برخی محصولات انرژی‌بر کم‌انتشار توجه دارد. در آسیا نیز کشورهایی مانند ژاپن و کره جنوبی برنامه‌هایی برای توسعه هیدروژن و مشتقات آن دنبال می‌کنند. با این حال، وجود هدف‌های سیاستی به معنای تضمین تقاضای تجاری برای تولیدکنندگان ایرانی نیست.

گزارش آژانس بین‌المللی انرژی در سال ۲۰۲۶ نشان می‌دهد که سیاست‌های حمایتی و قراردادهای خرید، نقش مهمی در شکل‌گیری بازار هیدروژن کم‌انتشار دارند. یکی از موانع توسعه این بازار، فاصله میان قیمت پیشنهادی تولیدکننده و قیمتی است که خریدار حاضر به پرداخت آن است. این فاصله در بعضی کاربردها به حمایت دولتی یا مقررات الزام‌آور نیاز دارد تا سرمایه‌گذاری به مرحله اجرا برسد.

برای ایران، فروش به بازارهای منطقه‌ای و آسیایی از نظر جغرافیایی قابل بررسی است؛ اما انتخاب بازار باید بر اساس هزینه تحویل، استاندارد انتشار، الزامات گواهی محصول، هزینه حمل و امکان تسویه مالی انجام شود. اگر هیدروژن یا آمونیاک تولیدی ایران نتواند معیارهای انتشار و ردیابی مورد نیاز خریدار را برآورده کند، حتی هزینه تولید پایین نیز ممکن است برای ورود به بازار کافی نباشد.

آژانس بین‌المللی انرژی در گزارش خود تأکید می‌کند که بخش مهمی از پروژه‌های اعلام‌شده جهانی هنوز به مرحله تصمیم نهایی سرمایه‌گذاری نرسیده‌اند. این مسئله هشداری برای ایران نیز محسوب می‌شود: بهتر است پیش از سرمایه‌گذاری سنگین، خریدار، حجم تقاضا، روش قیمت‌گذاری و الزامات فنی قرارداد مشخص شود.

چه عواملی می‌تواند هزینه هیدروژن سبز ایران را کاهش دهد؟

مهم‌ترین عامل در هزینه تولید هیدروژن سبز، قیمت برق مصرفی است. آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر، ایرنا (IRENA)، نیز تأکید می‌کند که ارزان‌شدن برق تجدیدپذیر به‌تنهایی برای رقابت‌پذیر شدن هیدروژن کافی نیست و هزینه الکترولایزر و تجهیزات جانبی نیز باید کاهش پیدا کند.

بر اساس تحلیل این نهاد، در مناطقی که برق تجدیدپذیر با هزینه ۲۰ دلار به ازای هر مگاوات‌ساعت یا کمتر تأمین شود، امکان رسیدن به هزینه تولید کمتر از ۲٫۵ دلار به ازای هر کیلوگرم هیدروژن در افق پنج تا ده سال آینده وجود دارد؛ البته این نتیجه به تحقق فرضیات مربوط به کاهش هزینه فناوری، افزایش مقیاس تولید و بهبود عملکرد تجهیزات وابسته است. این رقم یک چشم‌انداز مشروط جهانی است، نه برآورد قطعی هزینه تولید در ایران.

برای ایران، توسعه نیروگاه‌های خورشیدی و بادی در مناطق مناسب، استفاده مؤثر از ظرفیت شبکه، افزایش بهره‌برداری اقتصادی از الکترولایزرها و کاهش هزینه تأمین مالی می‌تواند در پایین‌آوردن هزینه نهایی نقش داشته باشد. در مقابل، تأمین برق گران یا ناپایدار، هزینه بالای سرمایه، بهره‌برداری محدود از تجهیزات و نیاز به زیرساخت‌های انتقال طولانی می‌تواند مزیت منابع طبیعی را کاهش دهد.

از سوی دیگر، توسعه زنجیره داخلی ساخت یا تعمیر تجهیزات، آموزش نیروی متخصص و ایجاد واحدهای صنعتی مصرف‌کننده هیدروژن می‌تواند به کاهش ریسک سرمایه‌گذاری کمک کند. با این حال، بومی‌سازی زمانی مزیت واقعی ایجاد می‌کند که کیفیت و هزینه تجهیزات با نمونه‌های قابل رقابت بازار هماهنگ باشد.

فرصت صادراتی واقعی یا رؤیای پرهزینه؟

هیدروژن سبز برای ایران یک فرصت بالقوه است، اما هنوز نمی‌توان آن را به‌عنوان یک مزیت صادراتی قطعی و آماده بهره‌برداری معرفی کرد. مطالعات فنی نشان می‌دهند که تولید هیدروژن از انرژی خورشیدی و بادی در ایران امکان‌پذیر است؛ در عین حال، برآورد هزینه‌ها از حدود ۳ دلار در برخی سناریوهای پژوهشی قدیمی‌تر تا بیش از ۱۰ دلار به ازای هر کیلوگرم در یک مطالعه جدیدتر با مقیاس و مفروضات متفاوت تغییر می‌کند. همین اختلاف نشان می‌دهد که محل احداث، فناوری، مقیاس و روش تأمین مالی در نتیجه اقتصادی تعیین‌کننده‌اند.

برآورد سرمایه‌گذاری ۱۲ تا ۱۵ میلیارد دلاری در یک سناریوی بلندمدت برای ایجاد ظرفیت جدید تولید هیدروژن نیز نشان می‌دهد که توسعه این صنعت به منابع مالی و زیرساخت قابل‌توجهی نیاز دارد. در کنار سرمایه‌گذاری، مدیریت آب، توسعه بندر و خطوط انتقال، تأمین تجهیزات و یافتن خریدار پایدار باید از ابتدا در طراحی پروژه دیده شوند.

در نهایت، مسیر منطقی برای ایران می‌تواند آغاز از پروژه‌های مرحله‌ای و دارای مشتری مشخص باشد؛ پروژه‌هایی که در آن‌ها برق تجدیدپذیر رقابتی، تأمین آب پایدار، فناوری قابل اتکا و قرارداد فروش روشن در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. در چنین شرایطی، هیدروژن سبز می‌تواند به‌تدریج از یک ظرفیت فنی به یک کسب‌وکار صنعتی و صادراتی تبدیل شود. بدون این پیش‌شرط‌ها، توسعه شتاب‌زده ظرفیت ممکن است به سرمایه‌گذاری سنگین و بازدهی نامطمئن منجر شود./تجارت نیوز