Zakaj ima lahko rožnati vodik, proizveden z jedrsko energijo, veliko vlogo

od Teslini Elona Muska predsedniku Evropske komisije Ursula von der Leyen, v zadnjih nekaj letih je veliko uglednih imen govorilo o vlogi, ki bi jo vodik lahko imel – ali pa tudi ne – pri prehodu planeta v bolj trajnostno prihodnost.

Mošus je izrazil skepticizem o uporabnosti vodika, vendar mnogi menijo, da bi lahko pomagal zmanjšati emisije v številnih sektorjih, vključno s prometom in težko industrijo.   

Medtem ko se o vodiku in njegovem pomenu kot orodju za zagotavljanje nizkoogljične prihodnosti močno pogovarjajo – tema, ki je nastala veliko debate v zadnjih mesecih — velika večina njegove proizvodnje še vedno temelji na fosilnih gorivih.

Dejansko po mnenju a Poročilo o sledenju za september 2022 Mednarodne agencije za energijo je proizvodnja vodika z nizkimi emisijami leta 2021 predstavljala manj kot 1 % svetovne proizvodnje vodika.

Če naj bi imela kakršno koli vlogo pri načrtovanem energetskem prehodu, se mora proizvodnja vodika precej spremeniti.   

"Prva stvar, ki jo je treba povedati, je, da vodik v resnici ne obstaja naravno, zato ga je treba proizvesti," je dejala Rachael Rothman, sodirektorica Centra za trajnostno prihodnost Grantham na Univerzi v Sheffieldu.

"Ima veliko možnosti, da nam pomaga razogljičiti naprej, vendar moramo najprej najti nizkoogljične načine za njegovo proizvodnjo," je dejala in dodala, da so bile različne metode proizvodnje "označene z različnimi barvami."

"Približno 95 % našega vodika danes izvira iz parnega reformiranja metana in ima velik povezan ogljični odtis, in to je tako imenovani 'sivi' vodik," je Rothman povedal za CNBC.

Sivi vodik je po navedbah energetske družbe Nacionalna mreža, "ustvarjen iz zemeljskega plina ali metana." Piše, da toplogredni plini, povezani s procesom niso ujeti, torej ogljični odtis, na katerega se sklicuje Rothman.

Prevlada takšne metode je očitno v nasprotju z neto ničelnimi cilji. Posledično se kot alternativa predlaga vrsta virov, sistemov in barv vodika.

Ti vključujejo zeleni vodik, ki se nanaša na vodik, proizveden z obnovljivimi viri energije in elektrolizo, z električnim tokom cepitev vode na kisik in vodik.

Modri ​​vodik na drugi strani označuje uporabo zemeljskega plina - fosilnega goriva - ter uporabo in shranjevanje ogljika. Prišlo je do nabita debata okoli vloge, ki bi jo lahko imel modri vodik pri razogljičenju družbe.

Poleg modre in zelene še ena barva, ki pritegne pozornost, je roza. Tako kot zeleni vodik tudi njegov proces vključuje elektrolizo, vendar obstaja ključna razlika: rožnati uporablja jedrsko energijo.

"Če razdelite ... vodo, dobite vodik in kisik," je dejal Rothman. "Toda za cepljenje vode je potrebna energija, zato gre pri roza vodiku za cepljenje vode z uporabo energije, ki prihaja iz jedrske energije."

To pomeni, da je "celoten sistem nizkoogljičen, ker ... v vodi ni ogljika ... vendar je tudi vir energije zelo nizkoogljičen, ker je jedrski."

Poleg elektrolize je Rothman opozoril, da bi jedrsko energijo lahko uporabili tudi z nečim, kar se imenuje termokemični cikel.

To je, je pojasnila, izkoristilo zelo visoke temperature za razdelitev vode na kisik in vodik. 

Rožnati vodik že ima nekaj potencialno pomembnih podpornikov. Med njimi je družba EDF Energy, ki je predstavila idejo o proizvodnji vodika v jedrski elektrarni Sizewell C z močjo 3.2 gigavata, načrtovani za Združeno kraljestvo.

"V podjetju Sizewell C raziskujemo, kako lahko proizvajamo in uporabljamo vodik na več načinov," je dejal piše na spletni strani podjetja. "Prvič, to bi lahko pomagalo zmanjšati emisije med gradnjo elektrarne."

"Drugič, ko bo Sizewell C deloval, upamo, da bomo nekaj toplote, ki jo ustvari (poleg električne energije), uporabili za učinkovitejšo proizvodnjo vodika," dodaja.

EDF Energy, ki je del multinacionalke Skupina EDF, je zapisano v izjavi, poslani CNBC: "Vodik, proizveden iz jedrske energije, lahko igra pomembno vlogo pri energetskem prehodu."

Podjetje je tudi priznalo, da se sektor in njegov razvoj soočajo z izzivi.

"Vodik je trenutno razmeroma drago gorivo, zato je ključni izziv za nizkoogljični elektrolitski vodik, ne glede na to, ali je proizveden iz obnovljivih virov ali jedrske energije, znižati stroške proizvodnje," je dejal.

Za to so bile potrebne "podporne politike, ki spodbujajo naložbe v zgodnje projekte proizvodnje vodika in uporabnike spodbujajo k prehodu s fosilnih goriv na nizkoogljični vodik."

"Rast trga za vodik z nizkimi emisijami ogljika bo prinesla ekonomijo obsega in "učenje z delom", kar bo pripomoglo k zmanjšanju stroškov proizvodnje."

Medtem ko obstaja navdušenje nad vlogo, ki bi jo jedrska energija lahko imela pri proizvodnji vodika in širšem energetskem prehodu - IEA na primer pravi, da ima jedrska energija "pomemben potencial za prispevanje k razogljičenju energetskega sektorja" - ni treba posebej poudarjati, da ji niso vsi naklonjeni .

Kritiki vključujejo Greenpeace. »Jedrska energija se oglašuje kot rešitev za naše energetske težave, v resnici pa je zapletena in izjemno draga za gradnjo,« pravi okoljska organizacija. "Ustvarja tudi ogromne količine nevarnih odpadkov."

Večbarvna prihodnost?

Med intervjujem za CNBC je Rothman z Univerze v Sheffieldu govorila o širši sliki in vlogi, ki bi jo lahko odigrale različne vrste vodika. Ali bi lahko kdaj dočakali čas, ko bi raven modrega in sivega vodika padla na nič?

"Odvisno od tega, kako dolg časovni okvir gledate," je dejala in dodala, da bodo "v idealnem svetu na koncu padle zelo nizko."

"Navsezadnje je idealno, da se znebimo vsega sivega vodika, ker ima sivi vodik velik ogljični odtis in moramo se ga znebiti," je dejal Rothman.

"Ko izboljšujemo zajemanje in shranjevanje ogljika, bo morda obstajal prostor za modri vodik, ki pa ga je treba še oceniti, odvisno od ... razvoja."

"Za rožnato in zeleno barvo, za katero vemo, mora biti prostor, ker tam resnično dobite nizkoogljično [vodik], in vemo, da bi moralo biti, tja je mogoče priti."

Fiona Rayment, glavna znanstvenica v nacionalnem jedrskem laboratoriju Združenega kraljestva - ki je tako kot EDF Energy član trgovskega združenja Hydrogen UK - je poudarila pomen, da je v prihodnjih letih na voljo vrsta možnosti.

»Izziva neto ničle ni mogoče podcenjevati; morali bomo sprejeti vse vire nizkoogljične proizvodnje vodika, da bi nadomestili našo odvisnost od fosilnih goriv,« je povedala za CNBC.

Medtem ko je bilo veliko govora o uporabi barv za razlikovanje med različnimi metodami proizvodnje vodika, poteka tudi živahna razprava o tem, ali naj bi tak sistem klasifikacije sploh obstajal.

"Kar želimo, je nizkoogljični vodik," je dejal Rothman. "In vem, da je veliko zmede glede različnih barv in slišal sem nekatere ljudi reči … 'zakaj sploh imamo barve, zakaj nimamo samo vodika in nizkoogljičnega vodika?'"

"In navsezadnje je pomembna nizka vsebnost ogljika in tako roza kot zelena bi to dosegla."