تولید هیدروژن و برقی‌سازی: تحول در صنعت شیمیایی برای آینده‌ای پایدار

نوع مقاله : مروری

نویسندگان

1 گروه مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

2 گروه پژوهشی انرژی های تجدیدپذیر، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران.

3 گروه مهندسی سیستم های انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران.

10.22059/ses.2025.394281.1139

چکیده

گذار به سیستم‌های انرژی پایدار از لحاظ زیست محیطی و اقتصادی، هیدروژن را به‌عنوان یکی از ارکان اصلی کربن‌زدایی در بخش‌های مختلف انرژی و صنعت مطرح کرده است. این مقاله با تمرکز بر فناوری اصلاح بخار متان برقی‌شده (E-SMR)، به بررسی تحلیلی ظرفیت‌ها، چالش‌ها و مزایای این فناوری نوین در مقایسه با روش‌های متداول نظیر SMR می‌پردازد. نوآوری این مطالعه در تحلیل جامع نقش برقی‌سازی فرآیندهای شیمیایی، به‌ویژه تولید هیدروژن، در ارتقای بهره‌وری انرژی، کاهش انتشار کربن، و افزایش انعطاف‌پذیری عملیاتی در صنایع انرژی‌بر است. همچنین، بررسی های مقایسه ای اقتصادی و فنی فناوری های مختلف و ادغام این فناوری با منابع تجدیدپذیر و سیستم‌های شبکه برق مورد بررسی قرار گرفته و نقش آن در تحقق اهداف خالص صفر تا سال 2050 تحلیل شده است. یافته‌های مقاله نشان می‌دهد که فناوری E-SMR، در صورت همراهی با سیاست‌گذاری هوشمندانه و توسعه زیرساختی مناسب، می‌تواند به‌طور مؤثری جایگزین فرآیندهای پرکربن فعلی شده و نقش کلیدی در گذار انرژی ایفا کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Hydrogen Production and Electrification: Transforming the Chemical Industry for a Sustainable Future

نویسندگان [English]

  • Mohammad Amin Asban 1
  • Mohsen Salimi 2
  • Majid Amidpour 3
1 Department of Energy System Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
2 Renewable Energy Research Department, Niroo Research Institute (NRI), Tehran, Iran.
3 Department of Energy System Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The transition to environmentally and economically sustainable energy systems has raised hydrogen as one of the main pillars of decarbonization in various energy and industry sectors. Focusing on electrified steam methane reforming (E-SMR), this paper analyzes the potential, challenges, and benefits of this new technology compared to conventional methods such as SMR. The novelty of this study lies in the comprehensive analysis of the role of electrification of chemical processes, especially hydrogen production, in improving energy efficiency, reducing carbon emissions, and increasing operational flexibility in energy-intensive industries. It also examines the economic and technical comparative studies of different technologies and their integration with renewable sources and power grid systems. It analyzes their role in achieving net-zero goals by 2050. The paper's findings show that E-SMR technology, if accompanied by smart policymaking and appropriate infrastructure development, can effectively replace current high-carbon processes, and play a key role in the energy transition.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrogen production
  • Electrification
  • Sustainable energy
  • Decarbonization
  • Steam methane reforming