Rozszczepianie wody

Nie, zależy to od metody produkcji wodoru. W zależności od niej wodorowi przypisuje się inny „kolor”.

Zielony wodór produkowany jest w procesie elektrolizy wody, przy czym elektroliza zachodzi wyłącznie przy użyciu energii elektrycznej wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii. Niezależnie od wybranej technologii elektrolizy, produkcja tego wodoru jest wolna od CO₂, ponieważ wykorzystywana energia elektryczna pochodzi w 100% ze źródeł odnawialnych.

Szary wodór produkowany jest z paliw kopalnych. Zasadniczo produkcja odbywa się w drodze przekształcenia gazu ziemnego w wodór i CO₂ pod wpływem ciepła (tzw. reforming parowy). Następnie CO₂ jest uwalniany do atmosfery i zwiększa globalny efekt cieplarniany: podczas produkcji jednej tony wodoru powstaje około 10 ton CO₂.

Niebieski wodór to szary wodór, w którym CO₂ podlega wychwyceniu i składowaniu (ang. carbon capture and storage, CCS). Ponieważ CO₂ powstający przy produkcji wodoru nie jest uwalniany do atmosfery, można uznać tę metodę produkcji za neutralną pod względem emisji CO₂.

Turkusowy wodór powstaje w wyniku termicznego rozszczepienia metanu (piroliza metanu). W miejsce CO₂ w tym procesie powstaje węgiel stały. Warunkiem neutralności tej metody produkcji pod względem emisji CO₂ jest to, że ciepło do reaktora wysokotemperaturowego dostarczane jest z odnawialnych źródeł energii, a węgiel zostaje trwale związany.

Żółty lub różowy wodór powstaje z energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowni jądrowej – a więc również bez emisji CO₂.

Najważniejszym obszarem jest przemysł: zielony wodór można wykorzystywać jako alternatywne paliwo do pieców lub jako wsparcie w zastąpieniu bazy paliw kopalnych w przemyśle chemicznym poprzez wykorzystanie CO₂ np. jako komponentu polimerów.

Dzięki ogniwom paliwowym zielony wodór można przekształcić w energię i ciepło. Jego zastosowanie może posłużyć zatem do wyrównania wahań w sieci elektroenergetycznej, napędzania pojazdów, a także ogrzewania budynków i zaopatrzenia ich w energię elektryczną.

Zielony wodór można wykorzystywać także jako paliwo w sektorze transportowym – zwłaszcza tam, gdzie elektryfikacja nie jest opłacalna lub możliwa; może napędzać ciężarówki, statki i samoloty.

Obecna efektywność wynosi około 60 procent przy zastosowaniu elektrolizy wody do produkcji wodoru z odnawialnej energii elektrycznej. To oznacza, że około 60 procent energii zużytej do elektrolizy jest wykorzystane stricte na produkcję wodoru, pozostała część energii to w większości straty cieplne. Jeśli jednak wykorzystamy ciepło wytworzone w procesie elektrolizy, możemy osiągnąć znacznie wyższy stopień efektywności. Produkcja wodoru jest obecnie szeroko badana i według niemieckiego Ministerstwa Badań Naukowych w najbliższych latach oczekuje się wzrostu efektywności właśnie dzięki badaniom nad rozwojem tej technologii.

W tej chwili nie można przewidzieć dokładnych kosztów produkcji zielonego wodoru. Jednak będzie coraz niższy w miarę obniżania się kosztów produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Koszt pozwolą zbić także dalsze postępy w rozwoju badań nad procesem elektrolizy wody. Jak podaje „Handelsblatt”, według badań Instytutu Ekonomiki Energii (EWI) przy Uniwersytecie w Kolonii, koszty produkcji wodoru metodą elektrolizy z wykorzystaniem energii z morskich farm wiatrowych w Niemczech mogą wynosić 3,5 euro za kilogram w perspektywie do 2030 r., a w szczególnie korzystnych warunkach mogą spaść poniżej 3 euro. Konsorcjum składające się z różnych firm europejskich uważa, że w Hiszpanii przy użyciu energii słonecznej można obniżyć cenę zielonego H₂ pochodzącego z elektrolizy nawet do 1,5 euro za kilogram. Dla porównania: tyle obecnie kosztuje wodór produkowany tradycyjnymi metodami.

Jedynym sposobem przewożenia wodoru jest transportowanie go w postaci skroplonej pod wysokim ciśnieniem. Jest to proces skomplikowany i kosztowny. W związku z tym naukowcy pracują nad tymczasowym wiązaniem wodoru z płynnymi organicznymi nośnikami wodoru (LOHC), aby ułatwić jego transport.

Wodór może być już w pewnych ilościach wprowadzany do istniejącej sieci gazowej. Obecnie limit ten wynosi dziesięć procent, ale prawdopodobnie z czasem będzie większy. O tym, jak można zintegrować wodór z siecią energetyczną przyszłości, można przeczytać tutaj: Kopernikus-Projekt ENSURE. Co więcej, podobnie jak gaz ziemny, nadmiar wodoru można spalić i wytwarza on wyłącznie parę wodną. Za pomocą ogniw paliwowych można wytwarzać z niego także ciepło i energię elektryczną.

Tak. Unia Europejska ma opracowaną strategię wodorową. Więcej szczegółów znajduje się tutaj. Niemcy również posiadają krajową strategię wodorową. Rząd federalny i kraje związkowe wspierają 62 duże projekty wodorowe kwotą 8,3 miliardów euro. Dzięki tym środkom wspierane są również projekty badawcze, takie jak Kopernikus.

Szwajcaria jest na razie w tyle za Unią i Niemcami; na razie nie wypracowano krajowej strategii wodorowej. Nie mniej wodór stanowi ważny temat w „Perspektywach Energetycznych 2050+” oraz istotną część nowej ustawy o dostawach gazu. Badania nad H₂ wspierane są w ramach programu badawczego „Szwajcarskie badania nad energią na rzecz transformacji energetycznej” (Swiss Energy Research for the Energy Transition – SWEET).