هیدروژن؛ سلاح استراتژیک چین

«جین ناکانو» و «ماتیاس زکاریاس»، پژوهشگران مرکز مطالعات استراتژیک و بین‌المللی (CSIS)، در مقاله‌ای برای نشریه فارن پالیسی نوشتند که هیدروژن، که اغلب به عنوان «چاقوی چندکاره» گذار انرژی شناخته می‌شود، انعطاف‌پذیری بی‌نظیری دارد. این عنصر می‌تواند از منابع مختلف مانند گاز طبیعی و انرژی‌های تجدیدپذیر تولید شود. یکی از مهم‌ترین مزایای هیدروژن این است که می‌تواند به کاهش کربن در بخش‌هایی کمک کند که برق‌رسانی به آنها دشوار بوده و جایگزین‌های پاک اقتصادی در دسترس نیست؛ مانند پالایش پتروشیمی، فولادسازی و سوخت‌های نوآورانه برای حمل‌ونقل دریایی و هوایی. علاوه بر این، هیدروژن می‌تواند به عنوان ذخیره انرژی در بازه‌های طولانی عمل کند و به بهبود یکپارچگی، تاب‌آوری و قابلیت اطمینان شبکه انرژی کمک کند.

به‌طور خلاصه، استفاده از هیدروژن می‌تواند صنایع آمریکا را در سطح جهانی رقابتی کند، فرصت‌های صادراتی جدید ایجاد کند و تاب‌آوری شبکه انرژی کشور را تقویت نماید. با این حال، نگرانی این است که داستان تکرار شود: ایالات متحده و متحدانش در نوآوری پیشتازند، اما در تولید و کاهش هزینه‌ها عقب می‌مانند. نتیجه این وضعیت، زنجیره تامین جهانی خواهد بود که در برابر اختلالات آسیب‌پذیر است. چین پیش‌تر بر زنجیره‌های جهانی پنل‌های خورشیدی و باتری خودروهای برقی تسلط یافته و اکنون همین مسیر را برای دستگاه‌های تولید هیدروژن - دستگاه‌هایی که با برق آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌کنند - دنبال می‌کند. همچنین چین سرمایه‌گذاری گسترده‌ای در فناوری‌های پیشرفته الکترولایزر انجام داده و تمرکز ویژه‌ای روی فرصت‌های صادراتی جهانی دارد.

چین بزرگ‌ترین تولیدکننده و مصرف‌کننده هیدروژن و دارای بیشترین ظرفیت نصب‌شده الکترولایزر در جهان است. این کشور با در اختیار داشتن حدود ۶۰ درصد ظرفیت جهانی، در تولید الکترولایزرهای قلیایی (ALK) پیشتاز است و اکنون تمرکز خود را روی تسلط بر فناوری الکترولایزرهای پیشرفته غشایی (PEM) گذاشته است که انعطاف‌پذیرتر و سازگار با انرژی‌های تجدیدپذیر هستند. با این حال، هدف چین تنها کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای نیست. هیدروژن می‌تواند تولید فولاد و سیمان این کشور را پاک‌تر کند و با تعرفه‌های مبتنی بر انتشار کربن سازگار باشد. همچنین چین این فناوری را به تقویت تاب‌آوری و استقلال انرژی کشور پیوند داده است.

رقابت هنوز تمام نشده است. ایالات متحده و اروپا پیشگامان نوآوری و تولید الکترولایزرهای PEM و فناوری‌های مرتبط بوده‌اند. شرکت‌های آمریکایی، استاندارد صنعتی غشاهای PEM را تولید کرده و همزمان پیشرفت‌های فناورانه را ادامه می‌دهند.به‌عنوان نشانه‌ای از روند رو به رشد فناوری، اروپا نسبت به احتمال ورود موجی از الکترولایزرهای ارزان چینی به بازارهای داخلی هشدار داده است. این قاره که پیشتاز جهانی در فناوری‌های ALK و PEM است، برای جلوگیری از تکرار فروپاشی تولید در بخش سلول‌های خورشیدی و باتری خودروهای برقی، اقدامات سختگیرانه‌ای اتخاذ کرده است. 

از جمله این اقدامات، معرفی «الزامات تاب‌آوری» توسط بانک هیدروژن اروپا در مزایده‌هاست تا تولید داخلی الکترولایزر تقویت شود. یکی از الزامات کلیدی این است که پروژه‌هایی که از بانک یارانه دریافت می‌کنند، بیش از ۲۵ درصد ظرفیت ماژول الکترولایزرشان از چین تامین نشود.

سرمایه‌گذاری در نوآوری برای ایجاد زنجیره تامین متنوع و پایدار نیز حیاتی است. بین سال‌های ۲۰۰۵ تا ۲۰۲۰، ایالات متحده، آلمان و ژاپن دو سوم پرونده‌های ثبت اختراع بین‌المللی مرتبط با الکترولایزر را ثبت کردند. چین هنوز در تولید پیچیده ماژول‌ها و مهندسی آنها عقب بود، اما تا سال ۲۰۲۲، این کشور بزرگ‌ترین دارنده اختراعات جهانی در فناوری‌های هیدروژن شد. اقتصاد هیدروژنی آمریکا در نقطه عطف قرار دارد. بودجه حمایتی ۱.۵‌میلیارد دلاری قانون IIJA برای توسعه و استقرار الکترولایزرها، که نقش مهمی در رقابت جهانی داشت، تحت تاثیر لغو پروژه‌ها قرار گرفته و آینده تولید الکترولایزر آمریکا را پرخطر کرده است.

چین می‌کوشد تا ۲۰۳۵ چالش‌های فناوری را پشت سر بگذارد و زنجیره تامین PEM را ایجاد کند. چند شرکت چینی، از جمله PERIC Hydrogen Technologies، ظرفیت تولید خود را برای پاسخ به تقاضای جهانی افزایش داده‌اند و اکنون محصولات خود را به آسیا، اروپا، آمریکای لاتین و خاورمیانه صادر می‌کنند.

رقابت با چین نیازمند نقش فعال دولت است. ایالات متحده باید تولید هیدروژن پاک را در بخش‌هایی که تقاضای واقعی دارند مانند پتروشیمی و فولاد گسترش دهد و خود را به عنوان تامین‌کننده الکترولایزرهای پیشرفته برای متحدان معرفی کند. استفاده از موسسات مالی برای دسترسی به بازارهای نوظهور نیز می‌تواند فرصت‌های صادراتی را افزایش دهد.

در نهایت، تنها با حمایت از نوآوری، تقویت تولید داخلی و حضور در بازارهای جهانی، ایالات متحده و کشورهای غربی می‌توانند زنجیره تامین جهانی مقاوم و شفاف ایجاد کنند و همزمان از منافع امنیت انرژی و کاهش انتشار گازها بهره‌مند شوند.