با تشدید آلودگی هوا و افزایش نیاز شهرها به حمل‌ونقل و انرژی، هیدروژن به‌عنوان راهکاری مکمل برای برقی‌سازی ناوگان‌های سنگین و خدمات شهری مطرح شده است. این فناوری می‌تواند فراتر از یک سوخت، حلقه اتصال حمل‌ونقل پاک، انرژی تجدیدپذیر و مدیریت منابع شهری باشد.
به گزارش پایگاه خبری بهره ورنیوز به نقل از ایمنا، شهرهای امروزی با افزایش جمعیت، تراکم فعالیت‌های اقتصادی و نیاز روزافزون به جابه‌جایی، با فشار مضاعفی بر کیفیت هوا، شبکه حمل‌ونقل و منابع انرژی روبه‌رو هستند. در این شرایط کاهش انتشار آلاینده‌ها و کربن بدون بازطراحی ناوگان‌های سنگین و زیرساخت‌های انرژی ممکن نیست. هیدروژن به‌عنوان یکی از گزینه‌های مکمل برای حرکت‌دادن اتوبوس‌ها، کامیون‌های خدماتی و ناوگان‌های سنگین شهری مطرح شده است به‌ویژه زمانی که از برق تجدیدپذیر تولید شود.
هیدروژن به‌طور عمده برای کاربری‌هایی جذاب است که باتری برقی به‌تنهایی پاسخ کامل نمی‌دهند؛ برای مثال، اتوبوس‌های شهری با مسیرهای طولانی، کامیون‌های جمع‌آوری پسماند، ماشین‌آلات سنگین خدمات شهری و ناوگان‌های لجستیکی که به سوخت‌گیری سریع و برد بالا نیاز دارند.
در این کاربردها پیل سوختی هیدروژن با واکنش هیدروژن و اکسیژن برق تولید می‌کند و تنها خروجی مستقیم آن آب است، بنابراین اگر هیدروژن از برق تجدیدپذیر تولید شود، می‌تواند به کاهش آلاینده‌های محلی و انتشار کربن کمک کند. پروژه‌های اروپایی نشان داده‌اند که اتوبوس‌های پیل سوختی می‌توانند در شبکه‌های واقعی حمل‌ونقل عمومی عملکرد قابل‌اتکایی داشته باشند.
اتوبوس هیدروژنی زمان سوخت‌گیری کوتاه‌تری نسبت به شارژ باتری دارد و برد عملیاتی مناسبی برای شیفت‌های طولانی ارائه می‌کند. در خدمات شهری نیز کامیون‌های زباله‌رو هیدروژنی می‌توانند بار سنگین، توقف‌های مکرر و مسیرهای شهری را پوشش دهند؛ پروژه اروپایی ریوایو (REVIVE) با ۱۱ کامیون زباله پیل سوختی در هفت شهر، بیش از ۷۲ هزار کیلومتر پیمایش، جمع‌آوری ۱۳ هزار و ۱۴۰ تن پسماند و جلوگیری از حدود ۶۸ تن انتشار دی‌اکسیدکربن را ثبت کرده است.
افزون بر حمل‌ونقل، هیدروژن می‌تواند در تامین حرارت صنعتی، ذخیره‌سازی انرژی فصلی و پشتیبانی از شبکه برق نیز نقش داشته باشد. صنایعی همچون فولاد، سیمان، شیشه و پالایشگاه‌ها به حرارت بسیار زیادی نیاز دارند. هیدروژن می‌تواند به‌عنوان سوخت در کوره‌های صنعتی سوزانده شود و در بعضی فرایندها جایگزین گاز طبیعی یا زغال‌سنگ شود و انتشار کربن را کاهش دهد.
در ذخیره‌سازی انرژی فصلی، برق تولیدشده از منابعی همچون باد و خورشید همیشه با میزان مصرف هماهنگ نیست. برق مازاد می‌تواند از طریق فرایندی به نام الکترولیز به هیدروژن تبدیل و برای هفته‌ها یا ماه‌ها ذخیره شود. در زمان افزایش تقاضا، این هیدروژن دوباره برای تولید برق یا گرما استفاده می‌شود. در زمان کمبود برق، نیروگاه‌های هیدروژنی یا پیل‌های سوختی با استفاده از آن برق تولید می‌کنند و به پایداری شبکه کمک می‌رسانند به‌ویژه زمانی که تولید باد و خورشید کاهش پیدا می‌کند.
دوسلدورف؛ زیرساخت بزرگ برای اتوبوس و ناوگان سنگین
دوسلدورف آلمان در مه ۲۰۲۵ یکی از مهم‌ترین گام‌های زیرساختی خود را برداشت و ایستگاه سوخت‌گیری هیدروژن را در محله هوهرورگ را با مشارکت اپراتور حمل‌ونقل و شرکت خدمات شهری افتتاح کرد. این ایستگاه که به‌عنوان قدرتمندترین ایستگاه هیدروژنی اروپا معرفی شد، ظرفیت سوخت‌گیری روزانه تا پنج تن هیدروژن را دارد. توسعه ایستگاه بخشی از چارچوب سیاست اقلیمی شهر برای گسترش حرکت بدون انتشار در حمل‌ونقل عمومی و ناوگان‌های سنگین است.
نقش کلیدی این زیرساخت، پشتیبانی از ناوگان اتوبوس‌های پیل سوختی است. برنامه شهر شامل استقرار ۲۰ اتوبوس پیل سوختی بوده و شرکت خدمات شهری دوسلدورف نیز برای تولید هیدروژن سبز در محل، الکترولایزر یک مگاواتی را در برنامه خود قرار داده است. این ترکیب از تولید محلی، سوخت‌گیری پرظرفیت و بهره‌برداری ناوگان، زنجیره‌ای کامل برای کاهش وابستگی اتوبوس‌ها به سوخت فسیلی ایجاد می‌کند.
نتیجه عملی این طرح، افزایش ظرفیت سوخت‌گیری برای اتوبوس‌ها، کامیون‌ها و خودروهای سبک است. ایستگاه دوسلدورف می‌تواند هم‌زمان به چند ناوگان خدمت دهد و گلوگاه رایج پروژه‌های کوچک هیدروژنی، یعنی محدودیت ظرفیت سوخت‌گیری را کاهش دهد. این طرح امکان گسترش تدریجی مسیرهای اتوبوسی هیدروژنی را فراهم می‌کند بدون آنکه هر بار نیاز به ساخت زیرساخت مستقل باشد.
دوسلدورف نشان داده است که زیرساخت هیدروژن باید در مقیاس ناوگان طراحی شود، نه‌فقط برای چند خودروی آزمایشی. ظرفیت روزانه پنج تنی این ایستگاه، امکان پشتیبانی از اتوبوس‌های عمومی و خودروهای تجاری سنگین را فراهم می‌کند و می‌تواند مبنایی برای گسترش آینده ناوگان‌های بدون انتشار در منطقه نوردراین‌وستفالن و الگویی برای سایر شهرهای جهان باشد.
بولونیا؛ بزرگ‌ترین ناوگان اتوبوس هیدروژنی ایتالیا
بولونیا در ایتالیا در مه ۲۰۲۶ نخستین اتوبوس‌های هیدروژنی خود را وارد ناوگان حمل‌ونقل عمومی کرد. شرکت حمل‌ونقل عمومی پس از دریافت مجوزهای لازم برای بهره‌برداری از جایگاه سوخت‌گیری، تعدادی اتوبوس هیدروژنی مدل سولاریس اوربانو ۱۲ را در مسیرهای ۱۱خود به‌کار گرفت.هدف نهایی این طرح، استقرار ۱۲۷ دستگاه اتوبوس هیدروژنی سولاریس در مسیرهای شهری و حومه‌ای متصل به کلان‌شهر بولونیاست. این برنامه به‌عنوان بزرگ‌ترین طرح اتوبوس‌های هیدروژنی در ایتالیا معرفی شده است و پیش‌بینی می‌شود حدود ۱۱ درصد از ناوگان شرکت حمل‌ونقل عمومی را پوشش دهد.
اتوبوس‌های انتخاب‌شده مدل‌هایی ۱۲ متری و مجهز به پیل سوختی هستند. این اتوبوس‌ها برای مسیرهای درون‌شهری و خطوطی، طراحی شده‌اند که شهر بولونیا را به مناطق پیرامونی متصل می‌کنند. برخلاف اتوبوس‌های دیزلی، سامانه محرکه آن‌ها هنگام حرکت آلاینده‌های مستقیم تولید نمی‌کند و خروجی اصلی آن بخار آب است. بر اساس گزارش‌های منتشرشده، سرمایه‌گذاری این پروژه تا ژوئن ۲۰۲۶ به حدود ۱۰۵ میلیون یورومی‌رسد. نزدیک به ۹۳ درصد این هزینه از طریق کمک‌های عمومی تامین شده است؛ موضوعی که اهمیت حمایت دولتی را در توسعه ناوگان‌های هیدروژنی و ایجاد زیرساخت‌های مرتبط نشان می‌دهد.
در زیرساخت سوخت‌گیری، هیدروژن مورد نیاز با استفاده از تریلرهای مجهز به مخازن لوله‌ای منتقل می‌شود، سپس دو کمپرسور موازی، گاز را فشرده می‌کنند و هیدروژن فشرده‌شده در مخازن مستقل ذخیره می‌شود تا فرایند سوخت‌گیری اتوبوس‌ها با سرعت و انعطاف بیشتری انجام گیرد. هر اتوبوس می‌تواند در حدود ۱۰ دقیقه سوخت‌گیری کند و مخازن آن تا فشار کاری ۳۵۰ بار پر می‌شوند. این سرعت برای حمل‌ونقل عمومی اهمیت زیادی دارد، زیرا اتوبوس‌ها باید در فاصله کوتاهی میان دو شیفت کاری آماده بازگشت به مسیر باشند. زمان سوخت‌گیری کوتاه، امکان برنامه‌ریزی منظم‌تر ناوگان و استفاده مؤثرتر از ظرفیت اتوبوس‌ها را فراهم می‌کند.
ورود نخستین اتوبوس‌های هیدروژنی بولونیا به سرویس عمومی، پس از تکمیل به‌موقع فرایند صدور مجوز جایگاه سوخت‌گیری، نشان می‌دهد که توسعه حمل‌ونقل هیدروژنی تنها به خرید خودرو محدود نمی‌شود. اجرای موفق چنین طرحی به هماهنگی هم‌زمان میان تولید یا تامین اتوبوس، ساخت ایستگاه، دریافت مجوزهای ایمنی، انتقال و ذخیره هیدروژن و آموزش کارکنان نیاز دارد. برنامه ۱۲۷ دستگاهی بولونیا می‌تواند هیدروژن را از یک فناوری آزمایشی و نمایشی به بخشی از ناوگان اصلی حمل‌ونقل عمومی این شهر تبدیل کند.
وین؛ نخستین خط کامل اتوبوسی هیدروژنی
وین در دسامبر ۲۰۲۵ یکی از خطوط اتوبوس شهری را به نخستین مسیر به‌طور کامل هیدروژنی شبکه حمل‌ونقل عمومی خود تبدیل کرد. شرکت حمل‌ونقل شهری برای این منظور، ۱۰ دستگاه اتوبوس کائتانوباس اچ۲ سیتی گلد را در منطقه دوبلینگ به کار گرفت. این خط به‌دلیل شیب مسیر، توقف‌های مکرر و حجم مسافران، از خطوط شلوغ شبکه اتوبوس‌رانی وین به‌شمار می‌رود. انتخاب این مسیر فرصتی برای بررسی عملکرد اتوبوس‌های هیدروژنی در شرایط واقعی و دشوار شهری فراهم می‌کند.
اتوبوس‌های جدید ۱۲ متر طول دارند و به سامانه پیل سوختی شرکت تویوتا مجهز هستند. این اتوبوس‌ها کف‌پایین و بدون پله هستند؛ ویژگی‌ای که سوار و پیاده شدن را برای سالمندان، افراد دارای معلولیت و مسافران دارای کالسکه آسان‌تر می‌کند. برد اعلام‌شده آن‌ها حدود ۴۰۰ کیلومتر است، هرچند میزان پیمایش واقعی به عواملی همچون شیب مسیر، تعداد مسافران، شرایط آب‌وهوایی و استفاده از سیستم گرمایش و سرمایش بستگی دارد.
وزن کمتر اتوبوس‌های پیل سوختی نسبت به مدل‌های باتری برقی هم‌اندازه، یکی از دلایل انتخاب هیدروژن برای این مسیر عنوان شده است. برای سوخت‌گیری اتوبوس‌ها زیرساخت اختصاصی در لئوپولداو ایجاد شده است. وجود جایگاه اختصاصی به شرکت بهره‌بردار کمک می‌کند سوخت‌رسانی و برنامه حرکت اتوبوس‌ها را هماهنگ کند.
سرمایه‌گذاری برای خرید و نگهداشت این ۱۰ اتوبوس ۱۰.۴ میلیون یورو اعلام شده و تامین مالی به‌صورت مشترک از سوی وزارت مسئول حمل‌ونقل و زیرساخت اتریش و اتحادیه اروپا انجام شده است. اهمیت پروژه وین در به‌کارگیری هیدروژن در یک خط کامل شهری است. جایگزینی اتوبوس‌های دیزلی در این مسیر می‌تواند به کاهش آلاینده‌های خروجی اگزوز و صدای موتور در محله دوبلینگ کمک کند. در صورت عملکرد پایدار این ناوگان در مسیر شیب‌دار و پرتردد، تجربه به‌دست‌آمده می‌تواند به تصمیم‌گیری درباره استفاده از اتوبوس‌های هیدروژنی در دیگر خطوط وین کمک کند.
کری‌تیل؛ تولید هیدروژن از پسماند شهری
شهر کری‌تیل در ۱۲ کیلومتری جنوب‌شرق پاریس، در سپتامبر ۲۰۲۵ یک ایستگاه تولید و سوخت‌گیری هیدروژن را افتتاح کرد که از برق تولیدشده در تاسیسات تبدیل پسماند خانگی به انرژی استفاده می‌کند، به این معنا که بخشی از پسماند شهری ابتدا به برق تبدیل می‌شود و سپس این برق برای تولید هیدروژن به‌کار می‌رود.
این ایستگاه به مجموعه انرژی‌ازپسماند منطقه وال‌دومارن متصل است که پسماند خانگی ۱۹ شهرداری را پردازش می‌کند و برق حاصل از این فرایند، برق مورد نیاز الکترولایزر ۲.۵ مگاواتی ایستگاه کری‌تیل را تامین می‌کند. الکترولایزر با استفاده از برق، آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می‌کند. ظرفیت اسمی تولید این ایستگاه حدود یک تن هیدروژن در روز اعلام شده است و زیرساخت موجود امکان افزایش این ظرفیت تا دو تن در روز را نیز دارد.
برق مصرفی ایستگاه از نظر سهم منابع تجدیدپذیر، از طریق گواهی‌های تضمین مبدا تایید می‌شود. این گواهی‌ها نشان می‌دهند برق مصرف‌شده با چه سهمی از منابع تجدیدپذیر همچون انرژی خورشیدی، بادی یا آبی مرتبط است. هیدروژن تولیدشده در دو سطح فشار در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرد:
فشار ۳۵۰ بار برای اتوبوس‌ها، کامیون‌ها و خودروهای سنگین و فشار ۷۰۰ بار برای خودروهای سبک و سواری
ایستگاه از اکتبر ۲۰۲۵ به‌صورت شبانه‌روزی فعالیت می‌کند و رانندگان برای استفاده از آن نیازی به ثبت‌نام قبلی ندارند. پرداخت هزینه نیز با کارت بانکی و در محل انجام می‌شود تا دسترسی به این زیرساخت برای طیف گسترده‌تری از کاربران آسان باشد. کاربرد اصلی این ایستگاه، تامین سوخت اتوبوس‌ها، کامیون‌های جمع‌آوری پسماند و دیگر خودروهای سنگین فعال در محدوده پاریس بزرگ است. این خودروها مسافت زیادی را در طول روز طی می‌کنند و به سوخت‌گیری سریع و ظرفیت پیمایش مناسب نیاز دارند.
پروژه کری‌تیل نمونه‌ای از یک چرخه محلی انرژی است: پسماند شهری در تاسیسات مخصوص پردازش و به برق تبدیل می‌شود، برق تولیدشده برای ساخت هیدروژن به کار می‌رود و هیدروژن نیز دوباره به مصرف خودروهای خدماتی و حمل‌ونقل عمومی می‌رسد. چنین الگویی می‌تواند هم‌زمان به کاهش دفن پسماند، استفاده بهتر از منابع شهری و کاهش وابستگی ناوگان به سوخت‌های فسیلی کمک کند.
این پروژه با حمایت مالی اتحادیه اروپا و از طریق تسهیلات اتصال اروپا برای حمل‌ونقل اجرا شده و با اهداف مقررات اروپایی مربوط به توسعه زیرساخت سوخت‌های جایگزین هماهنگ است. اهمیت ایستگاه کری‌تیل تنها در تولید هیدروژن یا فراهم‌کردن امکان سوخت‌گیری خلاصه نمی‌شود. این تاسیسات سه حوزه مهم مدیریت شهری یعنی انرژی، پسماند و حمل‌ونقل را به یکدیگر متصل می‌کند. ایستگاه کری‌تیل را می‌توان بخشی از یک نظام یکپارچه مدیریت منابع شهری دانست که در آن تولید انرژی، کاهش پسماند و توسعه حمل‌ونقل پاک کنار یکدیگر برنامه‌ریزی می‌شوند.