Proč růžový vodík vyráběný pomocí jaderné energie může hrát velkou roli

od Teslovi Elon Musk předsedou Evropské komise Ursula von der Leyenová V posledních několika letech mnoho zvučných jmen hovořilo o úloze, kterou vodík může – nebo nemusí – hrát v posunu planety k udržitelnější budoucnosti.

Musk má vyjádřil skepticismus o užitečnosti vodíku, ale mnozí si myslí, že by mohl pomoci snížit emise v řadě odvětví, včetně dopravy a těžkého průmyslu.   

Zatímco o vodíku a jeho důležitosti jako nástroje pro zajištění nízkouhlíkové budoucnosti je velký rozruch – téma, které se generuje hodně debat v posledních měsících — naprostá většina jeho produkce je stále založena na fosilních palivech.

Opravdu, podle a Zpráva o sledování září 2022 od Mezinárodní energetické agentury, produkce vodíku s nízkými emisemi v roce 2021 tvořila méně než 1 % celosvětové produkce vodíku.

Pokud má hrát nějakou roli v plánovaném energetickém přechodu, pak se výroba vodíku musí změnit docela velkým způsobem.   

"První věc, kterou je třeba říci, je, že vodík ve skutečnosti přirozeně neexistuje, takže se musí vyrábět," řekla Rachael Rothman, spoluředitelka Granthamského centra pro udržitelnou budoucnost na University of Sheffield.

"Má velký potenciál pomoci nám dekarbonizovat v budoucnu, ale v první řadě musíme najít nízkouhlíkové způsoby jeho výroby," řekla a dodala, že různé způsoby výroby byly "označeny různými barvami."

„Asi 95 % našeho vodíku dnes pochází z parního metanového reformování a má velkou uhlíkovou stopu, a tomu se říká ‚šedý‘ vodík,“ řekl Rothman pro CNBC.

Šedý vodík je podle energetické firmy Národní mřížka, „vytvořený ze zemního plynu neboli metanu“. Říká se, že skleníkové plyny spojené s procesem nejsou zachyceny, tedy uhlíková stopa, na kterou Rothman odkazuje.

Dominance takové metody je jasně v rozporu s nulovými cíli. V důsledku toho se nyní jako alternativy navrhuje řada zdrojů, systémů a barev vodíku.

Patří mezi ně zelený vodík, což se týká vodíku vyrobeného pomocí obnovitelných zdrojů a elektrolýzy, s elektrickým proudem štěpení vody na kyslík a vodík.

Modrý vodík na druhé straně naznačuje použití zemního plynu – fosilního paliva – a využití a skladování uhlíku. Došlo k a nabitá debata kolem role, kterou by mohl hrát modrý vodík v dekarbonizaci společnosti.

Vedle modré a zelené je další barvou přitahující pozornost růžová. Stejně jako u zeleného vodíku jeho proces zahrnuje elektrolýzu, ale je zde klíčový rozdíl: růžový využívá jadernou energii.

"Pokud rozdělíte... vodu, získáte vodík a kyslík," řekl Rothman. "Ale štěpení vody vyžaduje energii, takže růžový vodík je o štěpení vody pomocí energie, která pochází z jádra."

To znamená, že „celý systém je nízkouhlíkový, protože … ve vodě není uhlík … ale také zdroj energie je velmi nízkouhlíkový, protože je jaderný.“

Vedle elektrolýzy Rothman poznamenal, že jadernou energii lze také použít s něčím, co se nazývá termochemický cyklus.

To, jak vysvětlila, využilo velmi vysokých teplot k rozdělení vody na kyslík a vodík. 

Růžový vodík již má některé potenciálně významné podporovatele. Patří mezi ně společnost EDF Energy, která vznesla myšlenku výroby vodíku v Sizewell C, jaderné elektrárně o výkonu 3.2 gigawattů plánované pro Spojené království.

„Ve Sizewell C zkoumáme, jak můžeme vyrábět a používat vodík několika způsoby,“ uvedl uvádí web firmy. "Za prvé by to mohlo pomoci snížit emise během výstavby elektrárny."

„Za druhé, jakmile bude Sizewell C v provozu, doufáme, že využijeme část tepla, které generuje (vedle elektřiny), k efektivnější výrobě vodíku,“ dodává.

EDF Energy, která je součástí nadnárodní společnosti Skupina EDF, uvedl v prohlášení zaslaném CNBC: "Vodík vyrobený z jaderné energie může hrát podstatnou roli v energetické transformaci."

Společnost také uznala, že sektor a jeho rozvoj čelí výzvám.

„Vodík je v současnosti relativně drahé palivo, a tak klíčovou výzvou pro nízkouhlíkový elektrolytický vodík, ať už vyrobený z obnovitelných zdrojů nebo jaderné energie, je snížit náklady na výrobu,“ uvedl.

To vyžadovalo „podpůrné politiky, které povzbudí investice do raných projektů výroby vodíku a povzbudí uživatele, aby přešli z fosilních paliv na vodík s nízkým obsahem uhlíku“.

"Růst trhu s vodíkem s nízkým obsahem uhlíku přinese úspory z rozsahu a "učení se praxí", což pomůže snížit výrobní náklady."

I když panuje nadšení z role, kterou by jaderná energie mohla hrát při výrobě vodíku a širší energetické transformaci – například IEA říká, že jaderná energie má „významný potenciál přispět k dekarbonizaci energetického sektoru“, je samozřejmé, že není všemi zvýhodněna. .

Mezi kritiky patří Greenpeace. „Jaderná energie je nabízena jako řešení našich energetických problémů, ale ve skutečnosti je její výstavba složitá a nesmírně nákladná,“ říká ekologická organizace. "Vytváří také obrovské množství nebezpečného odpadu."

Pestrobarevná budoucnost?

Během rozhovoru pro CNBC Rothman z University of Sheffield hovořil o širším pohledu a roli, kterou mohou hrát různé typy vodíku. Mohli bychom někdy vidět dobu, kdy hladina modrého a šedého vodíku klesne na nulu?

"Záleží na tom, na jak dlouhý časový rámec se díváte," řekla a dodala, že "v ideálním světě nakonec klesnou velmi nízko."

"Nakonec se v ideálním případě zbavíme veškerého našeho šedého vodíku, protože šedý vodík má velkou uhlíkovou stopu a my se ho musíme zbavit," řekl Rothman.

"Jak zlepšujeme zachycování a ukládání uhlíku, může existovat prostor pro modrý vodík a to je třeba teprve vyhodnotit v závislosti na... vývoji."

"Růžová a zelená, o kterých víme, že tam musí být prostor, protože tam skutečně získáte nízkouhlíkový [vodík] a my víme, že by to mělo být, je možné se tam dostat."

Fiona Rayment, hlavní vědecká pracovnice Národní jaderné laboratoře Spojeného království – která je stejně jako EDF Energy členem obchodního sdružení Hydrogen UK – zdůraznila, že je důležité mít v nadcházejících letech k dispozici řadu možností.

„Výzvu čisté nuly nelze podceňovat; budeme muset přijmout všechny zdroje nízkouhlíkové výroby vodíku, abychom nahradili naši závislost na fosilních palivech,“ řekla CNBC.

Zatímco o použití barev k odlišení různých způsobů výroby vodíku se hodně mluvilo, živě se diskutuje i o tom, zda by takový klasifikační systém vůbec měl existovat.

"To, co chceme, je nízkouhlíkový vodík," řekl Rothman. „A vím, že kolem různých barev panuje spousta zmatků a slyšel jsem, jak někteří lidé říkají… ‚proč vůbec máme barvy, proč nemáme jen vodík a vodík s nízkým obsahem uhlíku?‘“

"A v konečném důsledku je důležitý nízkouhlíkový nástavec a jak růžový, tak zelený to udělá."