Zašto ružičasti vodik proizveden korištenjem nuklearne energije može igrati veliku ulogu

Od Teslina Elona Muska predsjedniku Europske komisije Ursula von der Leyen, U proteklih nekoliko godina mnoga poznata imena govore o ulozi koju vodik može - ili ne mora - odigrati u pomaku planeta prema održivijoj budućnosti.

Mošus ima izražen skepticizam o korisnosti vodika, ali mnogi misle da bi mogao pomoći u smanjenju emisija u brojnim sektorima, uključujući prijevoz i tešku industriju.   

Dok se jako šuška o vodiku i njegovoj važnosti kao alata za osiguravanje budućnosti s niskom razinom ugljika - tema koja je pokrenuta puno rasprave posljednjih mjeseci — velika većina njegove proizvodnje i dalje se temelji na fosilnim gorivima.

Doista, prema a Izvješće o praćenju za rujan 2022 iz Međunarodne agencije za energiju, proizvodnja vodika s niskim emisijama u 2021. činila je manje od 1% globalne proizvodnje vodika.

Ako želi imati ikakvu ulogu u planiranoj energetskoj tranziciji, tada se proizvodnja vodika mora prilično promijeniti.   

"Prvo što treba reći je da vodik zapravo ne postoji prirodno, pa se mora proizvoditi", rekla je Rachael Rothman, suvoditeljica Centra za održivu budućnost Grantham na Sveučilištu Sheffield.

"Ima puno potencijala da nam pomogne u dekarbonizaciji u budućnosti, ali prije svega moramo pronaći načine s niskom razinom ugljika za njegovu proizvodnju", rekla je, dodajući da su različite metode proizvodnje "označene različitim bojama".

"Oko 95% našeg vodika danas dolazi iz parne reformacije metana i ima veliki povezani ugljični otisak, a to je ono što se naziva 'sivi' vodik", rekao je Rothman za CNBC.

Sivi vodik je, prema energetskoj tvrtki Nacionalna mreža, “stvoren od prirodnog plina ili metana.” Kaže da su staklenički plinovi povezani s procesom nisu zarobljeni, dakle ugljični otisak na koji se Rothman poziva.

Dominacija takve metode očito je u suprotnosti s neto-nula ciljevima. Kao rezultat toga, niz izvora, sustava i boja vodika sada se predstavlja kao alternativa.

To uključuje zeleni vodik, koji se odnosi na vodik proizveden korištenjem obnovljivih izvora energije i elektrolizom, s električnom strujom cijepanje vode na kisik i vodik.

Plavi vodik, s druge strane, označava korištenje prirodnog plina — fosilnog goriva — te korištenje i skladištenje ugljika. Došlo je do nabijena rasprava oko uloge koju bi plavi vodik mogao igrati u dekarbonizaciji društva.

Uz plavu i zelenu, još jedna boja koja privlači pozornost je ružičasta. Poput zelenog vodika, njegov proces uključuje elektrolizu, ali postoji ključna razlika: ružičasti koristi nuklearnu energiju.

"Ako razdvojite ... vodu, dobit ćete vodik i kisik", rekao je Rothman. "Ali za cijepanje vode potrebna je energija, tako da je ružičasti vodik cijepanje vode korištenjem energije koja dolazi iz nuklearne energije."

To znači da je "cijeli sustav s niskim ugljikom, jer ... nema ugljika u vodi ... ali i izvor energije je također vrlo nisko ugljik jer je nuklearni."

Uz elektrolizu, Rothman je primijetio da se nuklearna energija također može koristiti s nečim što se naziva termokemijski ciklus.

To je, objasnila je, iskoristilo vrlo visoke temperature za razdvajanje vode na kisik i vodik. 

Ružičasti vodik već ima neke potencijalno značajne podupiratelje. To uključuje EDF Energy, koji je iznio ideju o proizvodnji vodika u Sizewell C, nuklearnoj elektrani snage 3.2 gigavata planiranoj za UK

"U Sizewellu C istražujemo kako možemo proizvesti i koristiti vodik na nekoliko načina", rekao je piše na web stranici tvrtke. "Prvo, to bi moglo pomoći u smanjenju emisija tijekom izgradnje elektrane."

"Drugo, nakon što Sizewell C bude operativan, nadamo se da ćemo koristiti dio topline koju generira (uz električnu energiju) za učinkovitiju proizvodnju vodika", dodaje se.

EDF Energy, koja je dio multinacionalne EDF grupa, stoji u priopćenju poslanom CNBC-u: "Vodik proizveden iz nuklearne energije može igrati značajnu ulogu u energetskoj tranziciji."

Tvrtka je također priznala da postoje izazovi s kojima se suočava sektor i njegov razvoj.

"Vodik je trenutačno relativno skupo gorivo i stoga je ključni izazov za elektrolitski vodik 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 potiču ulaganja u rane projekte proizvodnje vodika i potiču korisnike da prijeđu s fosilnih goriva na vodik s niskim udjelom ugljika."

"Rast tržišta za vodik s niskim udjelom ugljika omogućit će ekonomiju razmjera i "učenje kroz rad" što će pomoći u smanjenju troškova proizvodnje."

Iako postoji uzbuđenje oko uloge koju bi nuklearna energija mogla igrati u proizvodnji vodika i široj energetskoj tranziciji - IEA, na primjer, kaže da nuklearna energija ima "značajan potencijal za doprinos dekarbonizaciji energetskog sektora" - nije potrebno spominjati da je ne favoriziraju svi .

Među kritičarima je i Greenpeace. "Nuklearna energija se reklamira kao rješenje za naše energetske probleme, ali u stvarnosti je složena i jako skupa za izgradnju", kaže organizacija za zaštitu okoliša. "Također stvara ogromne količine opasnog otpada."

Šarena budućnost?

Tijekom svog intervjua za CNBC, Rothman sa Sveučilišta Sheffield govorila je o široj slici i ulozi koju bi različite vrste vodika mogle imati. Možemo li ikada vidjeti vrijeme kada će razina plavog i sivog vodika pasti na nulu?

"Ovisi o tome na koji vremenski okvir gledate", rekla je, dodajući da će "u idealnom svijetu oni na kraju pasti vrlo nisko".

"U konačnici, idealno bi bilo da se riješimo svog sivog vodika, jer sivi vodik ima veliki ugljični otisak i moramo ga se riješiti", rekao je Rothman.

"Kako budemo poboljšavali hvatanje i skladištenje ugljika, moglo bi biti prostora za plavi vodik, a to tek treba procijeniti, ovisno o... razvoju."

"Ružičasto i zeleno za koje znamo da mora postojati prostor jer tamo stvarno dobivate niske razine ugljika [vodika], a znamo da bi trebalo biti, moguće je doći tamo."

Fiona Rayment, glavna znanstvenica u Nacionalnom nuklearnom laboratoriju Ujedinjenog Kraljevstva — koji je, kao i EDF Energy, član trgovačke udruge Hydrogen UK — naglasila je važnost postojanja niza opcija dostupnih u godinama koje dolaze.

“Izazov net zero ne može se podcijeniti; morat ćemo prihvatiti sve izvore proizvodnje vodika s niskim udjelom ugljika kako bismo zamijenili svoje oslanjanje na fosilna goriva”, rekla je za CNBC.

Dok se dosta govorilo o korištenju boja za razlikovanje različitih metoda proizvodnje vodika, također postoji živa rasprava o tome treba li takav sustav klasifikacije uopće postojati.

"Ono što želimo je vodik s niskim udjelom ugljika", rekao je Rothman. "Znam da postoji velika zabuna oko raznih boja, i čuo sam neke ljude kako govore... 'zašto uopće imamo boje, zašto nemamo samo vodik i vodik s niskim udjelom ugljika?'"

"I naposljetku, bitna je niska emisija ugljika, a to bi učinile i ružičasta i zelena."