Prečo ružový vodík vyrobený pomocou jadra môže zohrávať veľkú úlohu

od tesla Elon Musk predsedom Európskej komisie Ursula von der Leyen, V posledných rokoch veľa známych mien hovorilo o úlohe, ktorú môže – alebo nemusí – zohrávať vodík pri posune planéty k udržateľnejšej budúcnosti.

Musk má vyjadril skepticizmus o užitočnosti vodíka, no mnohí si myslia, že by mohol pomôcť znížiť emisie v mnohých odvetviach vrátane dopravy a ťažkého priemyslu.   

Zatiaľ čo o vodíku a jeho dôležitosti ako nástroja na zabezpečenie nízkouhlíkovej budúcnosti je veľký rozruch – téma, ktorá vznikla veľa diskusií v posledných mesiacoch — prevažná väčšina jeho produkcie je stále založená na fosílnych palivách.

Skutočne, podľa a Správa o sledovaní zo septembra 2022 od Medzinárodnej energetickej agentúry, produkcia vodíka s nízkymi emisiami v roku 2021 predstavovala menej ako 1 % celosvetovej produkcie vodíka.

Ak má zohrať nejakú úlohu v plánovanom energetickom prechode, potom sa výroba vodíka musí zmeniť dosť veľkým spôsobom.   

„Prvá vec, ktorú treba povedať, je, že vodík v skutočnosti prirodzene neexistuje, takže sa musí vyrábať,“ povedala Rachael Rothman, spoluriaditeľka Granthamského centra pre trvalo udržateľnú budúcnosť na univerzite v Sheffielde.

„Má veľký potenciál pomôcť nám dekarbonizovať v budúcnosti, ale v prvom rade musíme nájsť nízkouhlíkové spôsoby výroby,“ povedala a dodala, že rôzne metódy výroby boli „označené rôznymi farbami“.

„Asi 95 % nášho dnešného vodíka pochádza z parného reformovania metánu a má veľkú uhlíkovú stopu, a tomu sa hovorí ‚šedý‘ vodík,“ povedal Rothman pre CNBC.

Šedý vodík je podľa energetickej firmy National Grid, „vytvorené zo zemného plynu alebo metánu“. Hovorí, že skleníkové plyny spojené s procesom nie sú zachytené, teda uhlíková stopa, o ktorej hovorí Rothman.

Dominancia takejto metódy je jasne v rozpore s nulovými gólmi. Výsledkom je, že ako alternatívy sa teraz navrhuje celý rad zdrojov, systémov a farieb vodíka.

Patrí medzi ne zelený vodík, ktorý sa týka vodíka vyrábaného pomocou obnoviteľných zdrojov energie a elektrolýzy, s elektrickým prúdom štiepenie vody na kyslík a vodík.

Modrý vodík na druhej strane naznačuje využitie zemného plynu – fosílneho paliva – a využitie a skladovanie uhlíka. Došlo k a nabitá debata okolo úlohy, ktorú by mohol hrať modrý vodík pri dekarbonizácii spoločnosti.

Popri modrej a zelenej je ďalšou farbou, ktorá upútava pozornosť, ružová. Rovnako ako zelený vodík, jeho proces zahŕňa elektrolýzu, ale je tu kľúčový rozdiel: ružový využíva jadrovú energiu.

"Ak rozdelíte... vodu, získate vodík a kyslík," povedal Rothman. "Ale štiepenie vody vyžaduje energiu, takže ružový vodík je o štiepení vody pomocou energie, ktorá pochádza z jadra."

To znamená, že „celý systém je nízkouhlíkový, pretože... vo vode nie je uhlík... ale aj zdroj energie je veľmi nízkouhlíkový, pretože je jadrový“.

Popri elektrolýze Rothman poznamenal, že jadrové jadro možno použiť aj s niečím, čo sa nazýva termochemický cyklus.

Toto, vysvetlila, využívalo veľmi vysoké teploty na rozdelenie vody na kyslík a vodík. 

Ružový vodík už má niekoľko potenciálne významných podporovateľov. Patrí medzi ne EDF Energy, ktorá spustila myšlienku výroby vodíka v Sizewell C, 3.2-gigawattovej jadrovej elektrárni plánovanej pre Spojené kráľovstvo.

„V spoločnosti Sizewell C skúmame, ako môžeme vyrábať a využívať vodík niekoľkými spôsobmi,“ povedal uvádza sa na internetovej stránke firmy. "Po prvé, mohlo by to pomôcť znížiť emisie počas výstavby elektrárne."

„Po druhé, keď bude Sizewell C v prevádzke, dúfame, že časť tepla, ktoré generuje (okrem elektriny), využijeme na efektívnejšiu výrobu vodíka,“ dodáva.

EDF Energy, ktorá je súčasťou nadnárodnej spoločnosti Skupina EDF, uvádza sa vo vyhlásení zaslanom CNBC: "Vodík vyrobený z jadrovej energie môže hrať podstatnú úlohu v energetickom prechode."

Spoločnosť tiež uznala, že sektor a jeho rozvoj stoja pred výzvami.

„Vodík je v súčasnosti relatívne drahé palivo, a preto kľúčovou výzvou pre nízko uhlíkový elektrolytický vodík, či už vyrobený z obnoviteľnej alebo jadrovej energie, je znížiť výrobné náklady,“ uvádza sa v správe.

To si vyžadovalo „podporné politiky, ktoré podnecujú investície do prvých projektov výroby vodíka a povzbudzujú používateľov, aby prešli z fosílnych palív na vodík s nízkym obsahom uhlíka“.

Rast trhu s vodíkom s nízkym obsahom uhlíka prinesie úspory z rozsahu a „učenie sa praxou“, čo pomôže znížiť výrobné náklady.

Hoci existuje nadšenie z úlohy, ktorú by jadrová energia mohla hrať pri výrobe vodíka a širšom energetickom prechode – napríklad IEA tvrdí, že jadrová energia má „významný potenciál prispieť k dekarbonizácii energetického sektora“ – je samozrejmé, že nie je uprednostňovaná všetkými. .

Medzi kritikov patrí Greenpeace. „Jadrová energia sa ponúka ako riešenie našich energetických problémov, no v skutočnosti je jej výstavba zložitá a nesmierne nákladná,“ hovorí environmentálna organizácia. "Tiež vytvára obrovské množstvo nebezpečného odpadu."

Viacfarebná budúcnosť?

Počas rozhovoru pre CNBC Rothman z University of Sheffield hovoril o väčšom obraze a úlohe, ktorú môžu hrať rôzne typy vodíka. Mohli by sme niekedy vidieť čas, keď hladina modrého a šedého vodíka klesne na nulu?

"Záleží na tom, na aký dlhý časový rámec sa pozeráte," povedala a dodala, že "v ideálnom svete nakoniec klesnú veľmi nízko."

"Nakoniec sa v ideálnom prípade zbavíme všetkého nášho šedého vodíka, pretože šedý vodík má veľkú uhlíkovú stopu a musíme sa ho zbaviť," povedal Rothman.

"Keď zlepšujeme zachytávanie a ukladanie uhlíka, môže existovať priestor pre modrý vodík a to sa ešte musí vyhodnotiť v závislosti od ... vývoja."

"Ružová a zelená, o ktorej vieme, že tam musí byť priestor, pretože tam skutočne získate nízkouhlíkový [vodík] a vieme, že by to tak malo byť, je možné sa tam dostať."

Fiona Rayment, hlavná vedkyňa v Národnom jadrovom laboratóriu Spojeného kráľovstva – ktoré je rovnako ako EDF Energy členom obchodného združenia Hydrogen UK – zdôraznila, že je dôležité mať v nadchádzajúcich rokoch k dispozícii celý rad možností.

„Výzvu čistej nuly nemožno podceňovať; budeme musieť prijať všetky zdroje nízkouhlíkovej výroby vodíka, aby sme nahradili našu závislosť od fosílnych palív,“ povedala pre CNBC.

Hoci sa veľa hovorilo o používaní farieb na odlíšenie rôznych spôsobov výroby vodíka, živo sa diskutuje aj o tom, či by takýto klasifikačný systém vôbec mal existovať.

"To, čo chceme, je vodík s nízkym obsahom uhlíka," povedal Rothman. „A viem, že okolo rôznych farieb je veľa zmätku a počul som, ako niektorí ľudia hovoria... ,prečo máme vôbec farby, prečo nemáme len vodík a vodík s nízkym obsahom uhlíka?'“

"A v konečnom dôsledku je dôležitý nízkouhlíkový kúsok a to by urobili ružové aj zelené."