Почему розовый водород, произведенный с использованием атомной энергии, может сыграть большую роль

от Тесла Илон Маск президенту Еврокомиссии Урсула фон дер Ляйен, В последние несколько лет многие громкие имена говорили о роли, которую водород может — или не может — сыграть в переходе планеты к более устойчивому будущему.

Маск выраженный скептицизм о полезности водорода, но многие считают, что он может помочь сократить выбросы в ряде секторов, включая транспорт и тяжелую промышленность.   

В то время как вокруг водорода и его важности как инструмента для обеспечения низкоуглеродного будущего много шума — тема, которая возникла много споров в последние месяцы — подавляющее большинство его производства по-прежнему основано на ископаемом топливе.

Действительно, по мнению Отчет об отслеживании за сентябрь 2022 г. По данным Международного энергетического агентства, производство водорода с низким уровнем выбросов в 2021 году составляло менее 1% мирового производства водорода.

Если он должен сыграть какую-то роль в запланированном переходе к энергетике, то производство водорода должно измениться довольно сильно.   

«Первое, что нужно сказать, это то, что водород на самом деле не существует в природе, поэтому его нужно производить», — сказала Рэйчел Ротман, содиректор Центра устойчивого будущего Грэнтэма в Университете Шеффилда.

«У него есть большой потенциал, чтобы помочь нам обезуглерожиться в будущем, но нам нужно в первую очередь найти низкоуглеродные способы его производства», — сказала она, добавив, что разные методы производства «обозначены разными цветами».

«Около 95% нашего водорода сегодня поступает из парового риформинга метана и имеет большой связанный с этим углеродный след, и это то, что называется «серым» водородом», — сказал Ротман CNBC.

Серый водород, по данным энергетической компании Национальная сеть, «созданный из природного газа или метана». В нем говорится, что парниковые газы, связанные с процессом не захвачены, отсюда и углеродный след, на который ссылается Ротман.

Доминирование такого метода явно противоречит нулевым голам. В результате в качестве альтернативы сейчас выдвигается множество источников, систем и цветов водорода.

К ним относится зеленый водород, который относится к водороду, полученному с использованием возобновляемых источников энергии и электролиза с электрическим током. расщепление воды на кислород и водород.

Синий водород, с другой стороны, указывает на использование природного газа — ископаемого топлива — и утилизацию и хранение углерода. Был заряженные дебаты вокруг роли голубого водорода в обезуглероживании общества.

Наряду с синим и зеленым цветом привлекает внимание еще один цвет — розовый. Как и в зеленом водороде, в его процессе используется электролиз, но есть ключевое отличие: в розовом используется атомная энергия.

«Если вы разделите… воду, вы получите водород и кислород», — сказал Ротман. «Но для расщепления воды требуется энергия, поэтому розовый водород предназначен для расщепления воды с использованием энергии, полученной от атомной энергии».

Это означает, что «вся система низкоуглеродистая, потому что… в воде нет углерода… но и источник энергии тоже низкоуглеродный, потому что он ядерный».

Наряду с электролизом Ротман отметил, что атомную энергетику также можно использовать с так называемым термохимическим циклом.

Она объяснила, что при этом используются очень высокие температуры для расщепления воды на кислород и водород. 

У розового водорода уже есть несколько потенциально значительных сторонников. К ним относится EDF Energy, которая выдвинула идею производства водорода на Sizewell C, атомной электростанции мощностью 3.2 гигаватт, планируемой для Великобритании.

«В Sizewell C мы изучаем, как мы можем производить и использовать водород несколькими способами», говорится на сайте фирмы. «Во-первых, это может помочь снизить выбросы при строительстве электростанции».

«Во-вторых, как только Sizewell C заработает, мы надеемся использовать часть вырабатываемого им тепла (наряду с электричеством) для более эффективного производства водорода», — добавляет он.

EDF Energy, входящая в состав многонациональной Группа ЭДФОб этом говорится в заявлении, направленном CNBC.: «Водород, полученный в результате использования ядерной энергии, может сыграть существенную роль в переходе на новую энергию».

Компания также признала наличие проблем, стоящих перед сектором и его развитием.

«Водород в настоящее время является относительно дорогим топливом, поэтому ключевой задачей для низкоуглеродного электролитического водорода, независимо от того, производится ли он из возобновляемых источников или ядерной энергии, является снижение себестоимости производства», — говорится в сообщении.

Для этого требовалась «поддерживающая политика, которая поощряла бы инвестиции в ранние проекты по производству водорода и побуждала пользователей переходить с ископаемого топлива на водород с низким содержанием углерода».

«Рост рынка низкоуглеродного водорода обеспечит экономию за счет масштаба и «обучение на практике», что поможет снизить производственные затраты».

Хотя существует воодушевление по поводу роли атомной энергетики в производстве водорода и более широком переходе к энергетике — например, МЭА заявляет, что ядерная энергетика обладает «значительным потенциалом для декарбонизации энергетического сектора», — само собой разумеется, что ее поддерживают не все. .

Критики включают Гринпис. «Ядерная энергетика рекламируется как решение наших энергетических проблем, но на самом деле ее создание сложно и чрезвычайно дорого», — говорит экологическая организация. «Это также создает огромное количество опасных отходов».

Разноцветное будущее?

В своем интервью CNBC Ротман из Университета Шеффилда рассказала о более широкой картине и роли, которую могут играть различные типы водорода. Можем ли мы когда-нибудь увидеть время, когда уровень синего и серого водорода упадет до нуля?

«Это зависит от того, на какой период времени вы смотрите», — сказала она, добавив, что «в идеальном мире они в конечном итоге упадут очень низко».

«В идеале мы должны избавиться от всего нашего серого водорода, потому что серый водород имеет большой углеродный след, и нам нужно избавиться от него», — сказал Ротман.

«По мере того, как мы улучшаем улавливание и хранение углерода, может появиться место для голубого водорода, и это еще предстоит оценить, в зависимости от … развития там».

«Мы знаем, что для розового и зеленого должно быть место, потому что именно там вы действительно получаете низкоуглеродный [водород], и мы знаем, что это должно быть, это возможно».

Фиона Реймент, главный научный сотрудник Национальной ядерной лаборатории Великобритании, которая, как и EDF Energy, является членом торговой ассоциации Hydrogen UK, подчеркнула важность наличия ряда вариантов, доступных в ближайшие годы.

«Проблему чистого нуля нельзя недооценивать; нам нужно будет использовать все источники производства водорода с низким содержанием углерода, чтобы заменить нашу зависимость от ископаемого топлива», — сказала она CNBC.

Хотя было много разговоров об использовании цветов для различения различных методов производства водорода, также идет оживленная дискуссия о том, должна ли такая система классификации вообще существовать.

«Нам нужен водород с низким содержанием углерода», — сказал Ротман. «И я знаю, что существует много путаницы в отношении различных цветов, и я слышал, как некоторые люди говорят…« Почему у нас вообще есть цвета, почему у нас нет просто водорода и низкоуглеродистого водорода?»

«И, в конечном счете, важен низкий уровень выбросов углерода, и и розовый, и зеленый подойдут для этого».