Kāpēc rozā ūdeņradim, kas ražots, izmantojot kodolenerģiju, var būt liela nozīme

no Teslas Īlons Masks par Eiropas Komisijas prezidentu Ursula fon der Leijena, pēdējos gados daudzi slaveni vārdi ir runājuši par lomu, kāda ūdeņradim var būt vai var nebūt, planētas pārejā uz ilgtspējīgāku nākotni.

Muskam ir pauda skepsi par ūdeņraža lietderību, taču daudzi domā, ka tas varētu palīdzēt samazināt emisijas vairākās nozarēs, tostarp transportā un smagajā rūpniecībā.   

Lai gan ir liela rosība par ūdeņradi un tā nozīmi kā līdzekli zema oglekļa satura nākotnes nodrošināšanai, šī tēma ir ģenerēta daudz debašu pēdējos mēnešos — lielākā daļa tās produkcijas joprojām ir balstīta uz fosilo kurināmo.

Patiešām, saskaņā ar a 2022. gada septembra izsekošanas pārskats Saskaņā ar Starptautiskās Enerģētikas aģentūras datiem zemu emisiju ūdeņraža ražošana 2021. gadā veidoja mazāk nekā 1% no pasaules ūdeņraža ražošanas apjoma.

Ja tam ir kāda nozīme plānotajā enerģijas pārejā, tad ūdeņraža ražošanai ir jāmainās diezgan lielā mērā.   

"Pirmais, kas jāsaka, ir tas, ka ūdeņradis dabā īsti neeksistē, tāpēc tas ir jāražo," sacīja Reičela Rotmena, Šefīldas Universitātes Granthemas Ilgtspējīgas nākotnes centra līdzdirektore.

"Tam ir liels potenciāls, lai palīdzētu mums dekarbonizēt, bet mums vispirms ir jāatrod veidi, kā to ražot ar zemu oglekļa emisiju līmeni," viņa sacīja, piebilstot, ka dažādas ražošanas metodes ir "apzīmētas dažādās krāsās".

"Apmēram 95% no mūsu ūdeņraža šodien nāk no tvaika metāna reformēšanas, un ar to saistīta liela oglekļa pēda, un to sauc par "pelēko" ūdeņradi," Rotmans sacīja CNBC.

Saskaņā ar enerģētikas firmu pelēkais ūdeņradis ir Nacionālais tīkls, “izveidots no dabasgāzes vai metāna”. Tajā teikts, ka ar šo procesu saistītās siltumnīcefekta gāzes netiek notverti, līdz ar to oglekļa pēdas nospiedums, uz kuru atsaucas Rotmens.

Šādas metodes dominēšana nepārprotami ir pretrunā ar neto nulles mērķiem. Rezultātā kā alternatīvas tagad tiek piedāvāti dažādi ūdeņraža avoti, sistēmas un krāsas.

Tie ietver zaļo ūdeņradi, kas attiecas uz ūdeņradi, kas iegūts, izmantojot atjaunojamos enerģijas avotus un elektrolīzi, ar elektrisko strāvu ūdens sadalīšana skābeklī un ūdeņradi.

No otras puses, zilais ūdeņradis norāda uz dabasgāzes — fosilā kurināmā — izmantošanu un oglekļa uztveršanas izmantošanu un uzglabāšanu. Ir bijis a uzlādētas debates zilajam ūdeņradim varētu būt nozīme sabiedrības dekarbonizācijā.

Līdzās zilajam un zaļajam vēl viena krāsa, kas piesaista uzmanību, ir rozā. Tāpat kā zaļais ūdeņradis, tā process ietver elektrolīzi, taču ir galvenā atšķirība: rozā izmanto kodolenerģiju.

"Ja jūs sadalāt ... ūdeni, jūs saņemat ūdeņradi un skābekli," sacīja Rotmens. "Bet ūdens sadalīšana prasa enerģiju, tāpēc rozā ūdeņraža mērķis ir ūdens sadalīšana, izmantojot enerģiju, kas iegūta no kodolenerģijas."

Tas nozīmē, ka “visa sistēma ir ar zemu oglekļa emisiju līmeni, jo… ūdenī nav oglekļa… bet arī enerģijas avotam ir ļoti zems oglekļa saturs, jo tā ir kodolenerģija”.

Līdztekus elektrolīzei Rotmans atzīmēja, ka kodolenerģiju var izmantot arī ar kaut ko, ko sauc par termoķīmisko ciklu.

Viņa paskaidroja, ka tas izmantoja ļoti augstu temperatūru, lai sadalītu ūdeni skābeklī un ūdeņradi. 

Rozā ūdeņradim jau ir daži potenciāli nozīmīgi atbalstītāji. To skaitā ir EDF Energy, kas ir izvirzījusi ideju par ūdeņraža ražošanu Sizewell C, 3.2 gigavatu atomelektrostacijā, kas plānota Apvienotajā Karalistē.

"Uzņēmumā Sizewell C mēs pētām, kā mēs varam ražot un izmantot ūdeņradi vairākos veidos," sacīja teikts uzņēmuma tīmekļa vietnē. "Pirmkārt, tas varētu palīdzēt samazināt emisijas spēkstacijas būvniecības laikā."

"Otrkārt, kad Sizewell C sāks darboties, mēs ceram izmantot daļu no tā saražotā siltuma (līdztekus elektrībai), lai efektīvāk ražotu ūdeņradi," piebilst tā.

EDF Energy, kas ir daļa no daudznacionālā uzņēmuma EDF grupa, teikts CNBC nosūtītajā paziņojumā: "Ūdeņradim, kas ražots no kodolenerģijas, var būt nozīmīga loma enerģijas pārejā."

Uzņēmums arī atzina, ka nozarei un tās attīstībai ir jāsaskaras ar izaicinājumiem.

"Ūdeņradis pašlaik ir salīdzinoši dārga degviela, un tāpēc galvenais izaicinājums zema oglekļa dioksīda elektrolītiskajam ūdeņradim neatkarīgi no tā, vai tas tiek ražots no atjaunojamās enerģijas vai kodolenerģijas, ir samazināt ražošanas izmaksas," teikts paziņojumā.

Tam bija nepieciešama "atbalstoša politika, kas veicina ieguldījumus agrīnos ūdeņraža ražošanas projektos un mudina lietotājus pāriet no fosilā kurināmā uz zema oglekļa satura ūdeņradi."

"Zemoglekļa ūdeņraža tirgus paplašināšana nodrošinās apjomradītus ietaupījumus un "mācīšanos darot", kas palīdzēs samazināt ražošanas izmaksas."

Lai gan valda satraukums par kodolenerģijas lomu ūdeņraža ražošanā un plašākā enerģijas pārejā — piemēram, IEA saka, ka kodolenerģijai ir “ievērojams potenciāls veicināt enerģētikas sektora dekarbonizāciju”, ir pašsaprotami, ka to neatbalsta visi. .

Kritiķu vidū ir arī Greenpeace. "Kodolenerģija tiek reklamēta kā risinājums mūsu enerģētikas problēmām, taču patiesībā tās būvniecība ir sarežģīta un ļoti dārga," norāda vides organizācija. "Tas arī rada milzīgu daudzumu bīstamo atkritumu."

Daudzkrāsaina nākotne?

Savas intervijas laikā ar CNBC Šefīldas Universitātes Rotmans runāja par plašāku ainu un dažādu ūdeņraža veidu lomu. Vai mēs kādreiz varētu redzēt laiku, kad zilā un pelēkā ūdeņraža līmenis samazināsies līdz nullei?

"Tas ir atkarīgs no tā, cik ilgu laika posmu jūs skatāties," viņa sacīja, piebilstot, ka "ideālā pasaulē tie galu galā samazināsies ļoti zemu."

"Galu galā mēs ideālā gadījumā atbrīvojamies no visa mūsu pelēkā ūdeņraža, jo pelēkajam ūdeņradim ir liela oglekļa pēda, un mums no tā ir jāatbrīvojas," sacīja Rotmens.

"Tā kā mēs uzlabojam oglekļa uztveršanu un uzglabāšanu, zilajam ūdeņradim var būt vieta, un tas vēl ir jānovērtē atkarībā no ... notikumiem tur."

"Rozā un zaļā krāsā, par kurām mēs zinām, ir jābūt vietai, jo tieši tur jūs patiešām iegūstat zemu oglekļa saturu [ūdeņradi], un mēs zinām, ka tā vajadzētu būt, ir iespējams tur nokļūt."

Fiona Rayment, galvenā zinātniece Apvienotās Karalistes Nacionālajā kodollaboratorijā, kas, tāpat kā EDF Energy, ir tirdzniecības asociācijas Hydrogen UK biedre, uzsvēra, cik svarīgi ir nodrošināt dažādas iespējas turpmākajos gados.

“Nevar nenovērtēt neto nulles izaicinājumu; mums būs jāizmanto visi zema oglekļa satura ūdeņraža ražošanas avoti, lai aizstātu mūsu atkarību no fosilā kurināmā," viņa sacīja CNBC.

Lai gan ir daudz runāts par krāsu izmantošanu, lai atšķirtu dažādas ūdeņraža ražošanas metodes, ir arī dzīva diskusija par to, vai šādai klasifikācijas sistēmai vispār vajadzētu pastāvēt.

"Mēs vēlamies zema oglekļa satura ūdeņradi," sacīja Rotmens. "Un es zinu, ka ir daudz neskaidrību par dažādām krāsām, un esmu dzirdējis dažus cilvēkus sakām... "kāpēc mums pat ir krāsas, kāpēc mums nav tikai ūdeņraža un zema oglekļa satura ūdeņraža?""

"Un galu galā svarīga ir zema oglekļa satura daļa, un to darītu gan rozā, gan zaļā krāsā."