Цветовете на водорода

Намаляването на емисиите въглероден диоксид е задача за повечето страни по света, а развитият свят прави заявка да бъде въглеродно неутрален до 2050 година. Целта е да не бъде допуснато повишение на глобалната температура с повече от 1,5°С до края на това столетие.

След COP27 надеждите, че това може да се случи стават все по-слаби. Но учените имат една резервна цел - от 1,7°С, която може да се окаже по-достижима и все още достатъчна, за да бъдат ограничени негативните ефекти от повишаването на температурите за околната среда. Един от аспектите на този план е електрификацията на транспорта и индустрията, за да бъдат спестени въглеродните емисии от тези сектори.

За тежкотоварния транспорт и енергийно интензивното производство обаче електрическата енергия не е решение. За тях отговорът по отношение на смяната на енергоресурсите - въглища или газ, е водородът и дебатите около него тепърва ще се разрастват.

Водородът е газ, първият химичен елемент в Менделеевата таблица, без мирис и цвят, но има разработена цветна скала, с която се определя произхода му. И тогава водородът е зелен, син, сив, черен или бял, тюркоазен или дори розов.

И в момента се произвежда водород за нуждите на индустрията - от природен газ, въглища или метан, като вредните емисии при това действия се оставят свободни в атмосферата. Затова и този водород е "сив" (от природен газ) или дори "черен" (от въглища). При производството му е нужна висока температура (между 700°С и 1000°С) и между 3 и 25 бара налягане, разказва Eurasia Review. При този процес се отделят известни количества въглероден диоксид.

Има още един вариант за производството на водород от изкопаеми горива - с улавяне на въглеродните емисии. В този случай се използва основно природен газ и преди войната в Украйна "синият" водород, каквата е цветовата му класификация, се смяташе за преходното гориво между сивия и зеления водород. Уловените емисии се съхраняват в хранилища - най-често изтощени находища на въглища.

"Зеленият" водород е точно обратното на "черния" - произвежда се при електролиза на водата, но за целта е нужна електроенергия. Когато тази енергия е от възобновяеми енергийни източници, водородът е въглеродно неутрален, тоест в съзвучие на всички планове за опазване на околната среда в следващите десетилетия. Проблемът е, че все още няма достатъчно капацитет за производството на зелена енергия, за да е достатъчно и за производството на водород. Засега въглеродно неутрален газ се произвежда при излишък на електроенергия от ВЕИ източници - едни от начините за съхранение на енергията предвид неритмичния режим на производството от тези източници.

"Розовият" водород е всъщност разновидност на "зеления" - произвежда се чрез електролиза, при която се използва електроенергия от ядрени централи. В допълнение и топлинната енергия от реакторите също може да бъде използвана за задвижване на процеса по производството на водород от изкопаеми горива, което спомага за "прихващане" на част от емисиите.

От скоро в цветовата класификация на водорода се появи още един цвят - тюркоазен. Той се произвежда от т.нар. метанова пиролиза, при която природният газ се разделя на нискоемисионен водород и страничен продукт - твърд въглерод, който също има приложения. Засега производството на тюркоазен водород е много ограничено и тепърва има да се доказва, уточнява Ройтерс.

В някои подземни хранилища има открит и "бял" водород - в естествена форма, който може да бъде добиван чрез фракинг. Досега обаче не е регистриран добив на водород от тези естествени находища.

По данни на Международната агенция за енергетика (МАЕ) през 2021 година потреблението на водород в световен мащаб е рекордно и достига 94 млн. тона. Предишният рекорд беше регистриран през 2019 година - 91 млн. тона. През миналата година едва 1 млн. тона от потребения водород е бил нискоемисионен и основно става дума за син водород, тоест с уловени емисии (най-вече чрез естествените уловители на водород - горите).

Очакванията на агенцията са, че потреблението на водород ще се увеличи до 115 млн. тона годишно през 2030 година. Ако светът изпълни своите екологични заявки в пълен размер, потреблението ще бъде 130 млн. тона, като едва малко над 25% ще бъде нискоемисионен.