Miért játszhat nagy szerepet a nukleáris úton előállított rózsaszín hidrogén

Tól től Tesla Elon Musk az Európai Bizottság elnöke Ursula von der Leyen Az elmúlt néhány évben számos nagy horderejű név beszélt arról, hogy a hidrogén szerepet játszhat – vagy nem – a bolygó fenntarthatóbb jövő felé való elmozdulásában.

Musknak van kifejezett szkepticizmus a hidrogén hasznosságáról, de sokan úgy gondolják, hogy segíthet a kibocsátás csökkentésében számos ágazatban, beleértve a szállítást és a nehézipart.   

Noha nagy a felhajtás a hidrogénről és annak fontosságáról az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövő biztosításának eszközeként – ez egy olyan téma sok vita az elmúlt hónapokban – termelésének túlnyomó többsége még mindig fosszilis tüzelőanyagokon alapul.

Valóban, a szerint 2022. szeptemberi követési jelentés A Nemzetközi Energia Ügynökség szerint az alacsony kibocsátású hidrogéntermelés 2021-ben a globális hidrogéntermelés kevesebb mint 1%-át tette ki.

Ha a tervezett energiaátállásban szerepe van, akkor a hidrogéntermelésnek elég nagy változásra van szüksége.   

„Az első dolog, amit el kell mondani, hogy a hidrogén valójában nem létezik a természetben, ezért elő kell állítani” – mondta Rachael Rothman, a Sheffieldi Egyetem Fenntartható Jövőkkel foglalkozó Grantham Központjának társigazgatója.

"Sok lehetőség rejlik benne, hogy segítsen nekünk a szén-dioxid-mentesítésben, de elsősorban alacsony szén-dioxid-kibocsátású előállítási módokat kell találnunk" - mondta, hozzátéve, hogy a különböző gyártási módszereket "különböző színekkel jelölték".

„Ma hidrogénünk körülbelül 95%-a gőz-metán reformálásból származik, és nagy szénlábnyommal rendelkezik, és ezt hívják „szürke” hidrogénnek” – mondta Rothman a CNBC-nek.

A szürke hidrogén az energetikai cég szerint országos hálózat, „földgázból vagy metánból készült”. Azt mondja, hogy a folyamathoz kapcsolódó üvegházhatású gázok nincsenek elfogva, innen ered a Rothman által említett szénlábnyom.

Egy ilyen módszer dominanciája egyértelműen ellentétben áll a nettó nulla gólokkal. Ennek eredményeként a hidrogén forrásainak, rendszereinek és színeinek egy sorát javasolják alternatívaként.

Ide tartozik a zöld hidrogén, amely megújuló energiaforrásokkal és elektrolízissel, elektromos árammal előállított hidrogént jelent. a vizet oxigénre és hidrogénre hasítja.

A kék hidrogén ezzel szemben a földgáz – fosszilis tüzelőanyag – használatát, valamint a szén-dioxid-leválasztás hasznosítását és tárolását jelzi. Volt már a terhelt vita a kék hidrogén szerepe körül a társadalom dekarbonizációjában.

A kék és zöld mellett egy másik szín vonzza a figyelmet a rózsaszín. A zöld hidrogénhez hasonlóan folyamata elektrolízist is magában foglal, de van egy kulcsfontosságú különbség: a rózsaszín atommagot használ.

"Ha felosztja a vizet, hidrogént és oxigént kap" - mondta Rothman. "De a víz felosztása energiát igényel, tehát a rózsaszín hidrogén lényege, hogy atomenergiából származó energiát használva vizet hasítanak fel."

Ez azt jelenti, hogy „az egész rendszer alacsony szén-dioxid-kibocsátású, mert… a vízben nincs szén… de az energiaforrás is nagyon alacsony szén-dioxid-kibocsátású, mivel nukleáris”.

Az elektrolízis mellett Rothman megjegyezte, hogy a nukleáris energiát termokémiai ciklusnak nevezett dologban is fel lehet használni.

Ez, magyarázta, nagyon magas hőmérsékletet használt fel, hogy a vizet oxigénre és hidrogénre hasítsa. 

A rózsaszín hidrogénnek már van néhány potenciálisan jelentős támogatója. Ezek közé tartozik az EDF Energy, amely felvetette az Egyesült Királyságba tervezett 3.2 gigawattos atomerőmű, a Sizewell C hidrogéntermelését.

„A Sizewell C-nél azt kutatjuk, hogyan állíthatunk elő és használhatunk fel hidrogént többféleképpen” – mondta a cég honlapján olvasható. "Először is, segíthet csökkenteni a károsanyag-kibocsátást az erőmű építése során."

„Másodszor, amint a Sizewell C működésbe lép, reméljük, hogy az általa termelt hő egy részét (az elektromosság mellett) felhasználhatjuk a hidrogén hatékonyabb előállítására” – teszi hozzá.

Az EDF Energy, amely a multinacionális vállalat része EDF Csoport– áll a CNBC-hez eljuttatott közleményében: "Az atomenergiából előállított hidrogén jelentős szerepet játszhat az energiaátállásban."

A cég azt is elismerte, hogy az ágazat és annak fejlődése előtt kihívások állnak.

„A hidrogén jelenleg viszonylag drága üzemanyag, ezért az alacsony szén-dioxid-kibocsátású elektrolitikus hidrogénnel szemben – akár megújuló, akár nukleáris energiából állítják elő – a fő kihívás a termelési költségek csökkentése” – áll a közleményben.

Ehhez „támogató politikákra volt szükség, amelyek ösztönzik a korai hidrogéntermelési projektekbe való befektetést, és arra ösztönzik a felhasználókat, hogy váltsanak a fosszilis tüzelőanyagokról az alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogénre”.

„Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogén piacának növekedése méretgazdaságosságot és „csinálás közben tanulást” eredményez, ami segít csökkenteni a termelési költségeket.”

Noha izgalom van az atomenergia szerepét illetően a hidrogéntermelésben és a szélesebb körű energiaátállásban – az IEA például azt állítja, hogy az atomenergia „jelentős potenciállal járul hozzá az energiaszektor szén-dioxid-mentesítéséhez” –, magától értetődik, hogy nem mindenki támogatja. .

A kritikusok közé tartozik a Greenpeace. „Az atomenergiát energiaproblémáink megoldásaként hirdetik, de valójában bonyolult és rendkívül költséges megépíteni” – mondja a környezetvédelmi szervezet. "Ez is hatalmas mennyiségű veszélyes hulladékot termel."

Sokszínű jövő?

A CNBC-nek adott interjújában a Sheffieldi Egyetem Rothmanja beszélt a nagyobb képről és a különböző típusú hidrogének szerepéről. Láthatunk-e valaha olyan időszakot, amikor a kék és szürke hidrogén szintje nullára csökken?

"Attól függ, milyen hosszú időtávot nézel" - mondta, hozzátéve, hogy "egy ideális világban ezek végül nagyon alacsonyra süllyednek."

"Végső soron ideális esetben megszabadulunk az összes szürke hidrogénünktől, mert a szürke hidrogénnek nagy szénlábnyoma van, és meg kell szabadulnunk tőle" - mondta Rothman.

„Amint javítjuk a szén-dioxid-leválasztást és -tárolást, lehet, hogy lesz hely a kék hidrogén számára, és ezt még értékelni kell, az ottani fejleményektől függően.”

„A rózsaszínnek és a zöldnek, amiről tudjuk, helynek kell lennie, mert valóban ott lehet kapni az alacsony szén-dioxid-kibocsátást [hidrogént], és tudjuk, hogy ennek lennie kell, lehetséges, hogy elérjük.”

Fiona Rayment, az Egyesült Királyság Nemzeti Nukleáris Laboratóriumának vezető tudósa – amely az EDF Energy-hez hasonlóan a Hydrogen UK kereskedelmi szövetség tagja – kiemelte annak fontosságát, hogy az elkövetkező években számos lehetőség álljon rendelkezésre.

„A nettó nulla kihívását nem lehet alábecsülni; Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogéntermelés minden forrását fel kell használnunk, hogy felváltsa a fosszilis tüzelőanyagoktól való függésünket” – mondta a CNBC-nek.

Miközben sok szó esett arról, hogy színeket használnak a hidrogén előállításának különböző módszerei között, élénk vita folyik arról is, hogy egyáltalán léteznie kell-e ilyen osztályozási rendszernek.

„Az alacsony szén-dioxid-kibocsátású hidrogént akarjuk” – mondta Rothman. "És tudom, hogy nagy a zűrzavar a különböző színekkel kapcsolatban, és hallottam, hogy egyesek azt mondják… "miért is vannak színeink, miért nincs csak hidrogénünk és alacsony szén-dioxid-tartalmú hidrogénünk?"

"És végső soron az alacsony szén-dioxid-kibocsátás a fontos, és a rózsaszín és a zöld is ezt tenné."