Ποια είναι τα διαφορετικά χρώματα του υδρογόνου και γιατί έχουν σημασία;

Όταν μιλάμε για το υδρογόνο ως καύσιμο, του αποδίδονται διαφορετικά χρώματα, όπως πράσινο, μπλε και γκρι ανάλογα με το πόσο καθαρό είναι.

Ναι, το υδρογόνο είναι ένα άχρωμο αέριο. Μπορεί να χρησιμοποιούμε μπλε ή πράσινο όταν οπτικοποιούμε μόρια υδρογόνου, αλλά αυτό είναι για λόγους αισθητικής περισσότερο από οτιδήποτε άλλο.

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ό,τι χρώματα θέλουμε για το υδρογόνο, αλλά είναι αναμφίβολα ένα άχρωμο στοιχείο. (Φωτογραφία:atk work/Shutterstock)

Τι είναι λοιπόν όλη αυτή η συζήτηση για τα διαφορετικά χρώματα του υδρογόνου; Αυτοί οι κωδικοί χρησιμοποιούνται όταν μιλάμε για χρήση υδρογόνου ως πηγή καυσίμου.

Το υδρογόνο ως καύσιμο

Σε έναν κόσμο που μαστίζεται από εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου και ελλείψεις καυσίμων, το υδρογόνο έχει χαιρετιστεί εδώ και καιρό ως μια πολλά υποσχόμενη λύση για το μέλλον. Οι οικονομίες υδρογόνου θεωρούνται ένας τρόπος για την καταπολέμηση του ευρέος φάσματος δυσμενών επιπτώσεων που σχετίζονται με τους παραδοσιακούς τρόπους κατανάλωσης καυσίμου.

Τα οχήματα που κινούνται με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου είναι ήδη σε λειτουργία σε όλο τον κόσμο. (Φωτογραφία :Paceman/Shutterstock)

Η ετικέτα «καθαρή» είναι ο λόγος που το υδρογόνο φαίνεται τόσο ελκυστικό όταν μιλάμε για την απαλλαγή από τον άνθρακα των ενεργειακών μας συστημάτων. Το υδρογόνο, στην πραγματικότητα, αξίζει τη διαφημιστική εκστρατεία. Δεν εκπέμπει ρύπους όταν χρησιμοποιείται, αλλά αυτό δεν συμβαίνει απαραίτητα όταν παράγεται.

Το να πιστεύουμε ότι το καύσιμο υδρογόνου είναι πάντα εκατό τοις εκατό φιλικό προς το περιβάλλον θα ήταν λάθος.

Το υδρογόνο είναι φορέας ενέργειας. Δεν είναι πηγή καυσίμου. Το καύσιμο υδρογόνου δρα τελικά ως μέσο αποθήκευσης και παροχής ενέργειας από άλλες πηγές, και υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους παράγεται το καύσιμο υδρογόνου. Διαφορετικές μέθοδοι βασίζονται σε διαφορετικές πηγές και έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Αυτές οι πρωτογενείς πηγές επηρεάζουν την «καθαρότητα» του τελικού προϊόντος.

Επομένως, δεν είναι όλο το υδρογόνο ίσο. Στο σημείο τελικής χρήσης, το υδρογόνο δεν παράγει εκπομπές και είναι ουδέτερο από άνθρακα, αλλά δεν μπορεί να ειπωθεί το ίδιο για τις περισσότερες από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υδρογόνου σήμερα. Μόνο ένα μικρό μέρος του συνολικού παραγόμενου υδρογόνου είναι πραγματικά καθαρό.

Ανάλογα με τον τρόπο παραγωγής του, ο αντίκτυπος της παραγωγής υδρογόνου ποικίλλει από ελάχιστη/ήπια έως πιο σημαντική αιτία ανησυχίας.

Διαφορετικά χρώματα υδρογόνου

Ένα σημαντικό σημείο που πρέπει να σημειωθεί εδώ θα ήταν ότι οι χρωματικοί κώδικες του Hydrogen δεν έχουν ακόμη τυποποιηθεί παγκοσμίως. Διαφορετικές χώρες, οργανισμοί και συγγραφείς χρησιμοποιούν διαφορετικούς κωδικούς με διαφορετικό αριθμό χρωμάτων.

Πράσινο Υδρογόνο

Πράσινο υδρογόνο είναι το υδρογόνο που είναι το πιο καθαρό από όλα. Αυτό το υδρογόνο παράγεται κυρίως μέσω ηλεκτρόλυσης. Ο ηλεκτρισμός περνά μέσα από το νερό, με αποτέλεσμα να διασπαστεί σε υδρογόνο και οξυγόνο. Η διαδικασία δεν παράγει επιβλαβή αέρια θερμοκηπίου.

Ηλεκτρόλυση νερού. (Φωτογραφία:VectorMine/Shutterstock)

Επιπλέον, αυτό που το κάνει πραγματικά καθαρό είναι ότι η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για την ηλεκτρόλυση παράγεται μέσω ανανεώσιμων μέσων, όπως ηλιακή ή αιολική ενέργεια. Η καθαρή ηλεκτρική ενέργεια μας δίνει πραγματικά καθαρό υδρογόνο.

Μπλε υδρογόνο

Μπλε υδρογόνο παράγεται από φυσικό αέριο και άλλες πηγές ορυκτών καυσίμων. Το Steam Methane Reforming (SMR) χρησιμοποιείται για την εξαγωγή υδρογόνου από αυτές τις πηγές. Μια πηγή ορυκτών καυσίμων που περιέχει μεθάνιο αντιδρά με τον ατμό για να παράγει υδρογόνο και άλλα υποπροϊόντα.

Αυτό που το κάνει καλύτερο από άλλες μεθόδους είναι ότι εδώ χρησιμοποιείται μια διαδικασία που ονομάζεται δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα (CCS). Οι εκπομπές μειώνονται σημαντικά εξαιτίας αυτού. Το παραγόμενο υδρογόνο είναι χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, αλλά δεν είναι ουδέτερο από άνθρακα σε καμία περίπτωση.

Γκρι υδρογόνο

Το γκρι υδρογόνο είναι η πιο «βρώμικη» μορφή καυσίμου υδρογόνου, καθώς η κύρια πηγή ενέργειας είναι τα ορυκτά καύσιμα. Ο άνθρακας χρησιμοποιείται ευρύτερα για αυτό. Η χρήση ορυκτών καυσίμων σημαίνει ότι οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα παράγονται ως υποπροϊόν. Χρησιμοποιεί SMR, το ίδιο με το μπλε υδρογόνο. Η βασική διάκριση είναι ότι δεν χρησιμοποιούνται μέθοδοι CCS, επομένως οι εκπομπές είναι περίπου διπλάσιες από αυτές του μπλε υδρογόνου.

Η παραγωγή γκρίζου υδρογόνου είναι η φθηνότερη και η πιο κοινή προς το παρόν. Ωστόσο, τέτοιες μέθοδοι παραγωγής σημαίνουν ότι το γκρίζο υδρογόνο, παρόλο που είναι το ίδιο με άλλα στο σημείο τελικής χρήσης, δεν είναι πολύ καλύτερο από τη συμβατική χρήση ορυκτών καυσίμων.

Η απομάκρυνση από το γκρίζο υδρογόνο είναι εκεί που πρέπει να οδηγήσει το μέλλον. (Φωτογραφία:Olivier Le Moal/Shutterstock)

Άλλα χρώματα

Σύμφωνα με ορισμένους, η ηλεκτρόλυση που χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια από πυρηνική ενέργεια έχει επίσης ως αποτέλεσμα πράσινο υδρογόνο. Άλλοι το τοποθετούν σε μια ξεχωριστή κατηγορία ως ροζ υδρογόνο ή μωβ υδρογόνο . Το υδρογόνο που παράγεται μέσω ηλεκτρόλυσης με χρήση ηλεκτρικής ενέργειας του δικτύου ονομάζεται συχνά κίτρινο υδρογόνο .

Μια διάσπαση του μπλε υδρογόνου σε τιρκουάζ υδρογόνο γίνεται επίσης συχνά. Η διαφορά εδώ είναι ότι η πυρόλυση του μεθανίου γίνεται αντί για SMR. Το υποπροϊόν που απελευθερώνεται είναι στερεός άνθρακας, ο οποίος θεωρείται καλύτερη εναλλακτική λύση.

Ορισμένες ταξινομήσεις διαχωρίζουν περαιτέρω το γκρι υδρογόνο σε καφέ υδρογόνο και μαύρο υδρογόνο, με βάση τον τύπο του άνθρακα που χρησιμοποιείται.

Εκτός από αυτά, το λευκό, το aqua και άλλα χρώματα κάνουν επίσης σπάνια εμφάνιση σε αυτό το νέο πεδίο της επιστημονικής βιβλιογραφίας.

Πράσινο υδρογόνο για ένα πιο πράσινο μέλλον

Είναι προφανές ότι είναι προς το συμφέρον όλων να παράγουμε όσο το δυνατόν περισσότερο ουδέτερο από άνθρακα, πράσινο υδρογόνο.

Δυστυχώς, οι ενοχλητικές λεπτομέρειες της οικονομίας εμποδίζουν αυτό να συμβεί αυτή τη στιγμή. Η ηλεκτρόλυση είναι δύσκολο να γίνει οικονομικά εφικτή σε μεγάλη ή βιομηχανική κλίμακα.

Επιπλέον, υπάρχει μεγάλη ασάφεια και αβεβαιότητα σχετικά με τον τρόπο μέτρησης της καθαρότητας του υδρογόνου. Δεν υπάρχει καθορισμένο πρότυπο για το πώς ορίζονται τα διαφορετικά χρώματα ή ποιες πτυχές του υδρογόνου λαμβάνονται υπόψη κατά την αξιολόγησή του. Η επιστήμη και η πολιτική πρέπει να προχωρήσουν πολύ και πρέπει να συνεργαστούν, προκειμένου το καύσιμο υδρογόνου να είναι πραγματικά καθαρό για ένα λαμπρότερο μέλλον.