Zašto ružičasti vodik proizveden upotrebom nuklearne energije može imati veliku ulogu

od Teslina Elona Maska za predsjednika Evropske komisije Ursula von der Leyen, U proteklih nekoliko godina mnoga imena visokog profila pričaju o ulozi vodonika koji može — ili ne mora — igrati u pomaku planete ka održivijoj budućnosti.

Mošus je izrazio skepticizam o korisnosti vodonika, ali mnogi misle da bi to moglo pomoći u smanjenju emisija u brojnim sektorima, uključujući transport i tešku industriju.   

Iako postoji velika buka o vodoniku i njegovoj važnosti kao alatu u osiguravanju budućnosti s niskim udjelom ugljika – tema koja se generira mnogo debata posljednjih mjeseci — velika većina njegove proizvodnje se još uvijek zasniva na fosilnim gorivima.

Zaista, prema a Izvještaj o praćenju iz septembra 2022 prema Međunarodnoj agenciji za energiju, proizvodnja vodonika s niskim emisijama u 2021. činila je manje od 1% globalne proizvodnje vodonika.

Ako želi da ima bilo kakvu ulogu u planiranoj energetskoj tranziciji, onda proizvodnja vodonika treba da se promeni na prilično veliki način.   

“Prva stvar koju treba reći je da vodonik zapravo ne postoji u prirodi, tako da se mora proizvoditi”, rekla je Rachael Rothman, kodirektor Grantham Centra za održivu budućnost na Univerzitetu Sheffield.

„Ima puno potencijala da nam pomogne u dekarbonizaciji u budućnosti, ali prvo moramo pronaći načine proizvodnje s niskim udjelom ugljika“, rekla je, dodajući da su različite metode proizvodnje „označene različitim bojama“.

“Oko 95% našeg vodonika danas dolazi iz parnog reformisanja metana i ima veliki povezani ugljični otisak, a to je ono što se zove 'sivi' vodonik,” rekao je Rothman za CNBC.

Sivi vodonik je, prema energetskoj firmi National Grid, „nastao od prirodnog gasa ili metana.“ Piše da su gasovi staklene bašte povezani sa procesom nisu uhvaćeni, otuda i ugljični otisak na koji se Rothman poziva.

Dominacija takve metode je jasno u suprotnosti sa net-zero ciljevima. Kao rezultat toga, niz izvora, sistema i boja vodonika sada se postavlja kao alternative.

To uključuje zeleni vodik, koji se odnosi na vodik proizveden korištenjem obnovljivih izvora i elektrolize, električnom strujom cepanje vode na kiseonik i vodonik.

Plavi vodonik, s druge strane, ukazuje na korištenje prirodnog plina — fosilnog goriva — i korištenje i skladištenje ugljika. Došlo je do a nabijena debata oko uloge plavog vodonika u dekarbonizaciji društva.

Uz plavu i zelenu, još jedna boja koja privlači pažnju je ružičasta. Kao i zeleni vodik, njegov proces uključuje elektrolizu, ali postoji ključna razlika: ružičasta koristi nuklearnu energiju.

"Ako razdvojite... vodu, dobijate vodonik i kiseonik", rekao je Rothman. “Ali za cijepanje vode potrebna je energija, tako da je ružičasti vodonik cijepanje vode koristeći energiju koja dolazi iz nuklearne energije.”

To znači da je “cijeli sistem s niskim udjelom ugljika, jer … nema ugljika u vodi … ali i izvor energije je također vrlo nizak ugljik jer je nuklearni.”

Uz elektrolizu, Rothman je primijetio da se nuklearna također može koristiti s nečim što se zove termohemijski ciklus.

To je, objasnila je, iskoristilo veoma visoke temperature da razdvoji vodu na kiseonik i vodonik. 

Ružičasti vodonik već ima neke potencijalno značajne pobornike. To uključuje EDF Energy, koji je pokrenuo ideju proizvodnje vodika u Sizewell C, nuklearnoj elektrani od 3.2 gigavata koja je planirana za Veliku Britaniju

„U Sizewellu C istražujemo kako možemo proizvesti i koristiti vodonik na nekoliko načina piše na web stranici firme. “Prvo, to bi moglo pomoći u smanjenju emisija tokom izgradnje elektrane.”

„Drugo, kada Sizewell C počne da radi, nadamo se da ćemo iskoristiti dio topline koju generiše (pored električne energije) da vodonik bude efikasniji“, dodaje se.

EDF Energy, koji je dio multinacionalne EDF Group, navodi se u saopćenju poslanom CNBC-u: “Vodik proizveden iz nuklearne energije može igrati značajnu ulogu u energetskoj tranziciji.”

Kompanija je takođe priznala da postoje izazovi sa kojima se sektor suočava i njegov razvoj.

"Vodonik je trenutno relativno skupo gorivo i stoga je ključni izazov za elektrolitski vodonik s niskim udjelom ugljika, bilo da se proizvodi iz obnovljivih izvora ili nuklearne energije, smanjiti troškove proizvodnje", navodi se.

Za to su bile potrebne „politike podrške koje podstiču ulaganja u rane projekte proizvodnje vodonika i ohrabruju korisnike da pređu sa fosilnih goriva na vodonik sa niskim udjelom ugljika“.

„Rast tržišta vodonika s niskim udjelom ugljika omogućit će ekonomiju obima i „učenje kroz rad“, što će pomoći da se smanje troškovi proizvodnje.”

Iako postoji uzbuđenje oko uloge koju nuklearna energija može imati u proizvodnji vodonika i široj energetskoj tranziciji - IEA, na primjer, kaže da nuklearna energija ima "značajan potencijal da doprinese dekarbonizaciji energetskog sektora" - samo po sebi se podrazumijeva da je ne favoriziraju svi .

Kritičari uključuju Greenpeace. „Nuklearna energija se reklamira kao rješenje za naše energetske probleme, ali u stvarnosti je složena i izuzetno skupa za izgradnju“, kaže ekološka organizacija. “Također stvara ogromne količine opasnog otpada.”

Raznobojna budućnost?

Tokom intervjua za CNBC, Rothman sa Univerziteta Sheffield govorila je o široj slici i ulozi različitih vrsta vodonika. Možemo li ikada vidjeti vrijeme kada će nivo plavog i sivog vodonika pasti na nulu?

„Zavisi koliko dugo posmatrate vremenski okvir“, rekla je, dodajući da će „u idealnom svetu oni na kraju pasti veoma nisko“.

„Na kraju krajeva, idealno bi bilo da se riješimo svog sivog vodonika, jer sivi vodonik ima veliki ugljični otisak i moramo ga se riješiti“, rekao je Rothman.

“Kako poboljšavamo hvatanje i skladištenje ugljika, možda će postojati prostor za plavi vodonik i to tek treba procijeniti, ovisno o… razvoju događaja.”

„Ružičasta i zelena za koju znamo da mora postojati prostor jer tu zaista dobijate nisku količinu ugljika [vodika], a znamo da bi trebalo biti, moguće je stići tamo.”

Fiona Rayment, glavni naučnik u Nacionalnoj nuklearnoj laboratoriji Ujedinjenog Kraljevstva – koja je, kao i EDF Energy, član trgovinskog udruženja Hydrogen UK – naglasila je važnost dostupnosti niza opcija u godinama koje su pred nama.

„Izazov neto nule ne može se potcijeniti; morat ćemo prihvatiti sve izvore proizvodnje vodonika s niskim udjelom ugljika kako bismo zamijenili naše oslanjanje na fosilna goriva”, rekla je ona za CNBC.

Iako se mnogo govorilo o korištenju boja za razlikovanje različitih metoda proizvodnje vodonika, postoji i živa rasprava o tome da li bi takav sistem klasifikacije uopće trebao postojati.

"Ono što želimo je vodonik s niskim udjelom ugljika", rekao je Rothman. „I znam da postoji velika zabuna oko različitih boja, i čuo sam da neki ljudi govore… 'zašto uopšte imamo boje, zašto nemamo samo vodonik i vodonik sa niskim udjelom ugljika?'

“I na kraju, važan je dio s niskim udjelom ugljika, a to bi učinile i ružičasta i zelena.”