Modrý vodík? Horší nápad ako uhlie!

Nová správa vedcov z univerzít Cornell a Stanford uvádza, že „modrý vodík“ je pre klímu horší ako zemný plyn alebo uhlie a varuje, že modrý vodík je „strašným“ medzistupňom, v ktorom sú zahrnuté skryté „prchavé emisie“. Tie môžu pôsobiť na zhoršenie atmosféry z hľadiska skleníkových plynov dramatickejšie ako spaľovanie uhlia.

Pripomeňme si, čo znamenajú farebné prívlastky, používané na označovanie vodíka. „Čierny“ vodík sa vyrába splyňovaním čierneho uhlia. „Sivý“ pochádza z reformy zemného plynu (respektíve v ňom obsiahnutého metánu) a „hnedý“ sa vyrába čiastočnou oxidáciou lignitu alebo hnedého uhlia pod vysokým tlakom. Všetko sú to technológie znečisťujúce životné prostredie, ale v súčasnosti do týchto „špinavých“ kategórií spadá 96 % produkcie H₂.

Ako „modrý“ sa bežne označuje vodík takisto vyrábaný z fosílnych palív, ale s emisiami CO₂ zníženými používaním postupov CCUS (carbon capture, utilisation and storage), čiže zachytávania, využitia a skladovanie uhlíka.

A nakoniec „zelený“ vodík je vyrábaný elektrolýzou vody pomocou elektriny z obnoviteľných zdrojov. Vo všeobecnosti pre vodík vyrobený z biomasy, alebo pomocou jadrovej energie nie je ustálené „farebné“ označenie, aj keď z hľadiska emisií skleníkových plynov by bol podľa mňa rovnako „zelený“ aj vodík z elektrolyzéra pri jadrovej elektrárni.

V súčasnosti sa ponúka „modrý“ vodík ako technologická alternatíva s „nižšími emisiami“. Je to „sivý“ vodík vyrábaný parnou reformou metánu (CH₄), ale s pridaním zachytávania a skladovania uhlíka, teda oxidu uhličitého, vznikajúceho pri výrobe. Ide o pomerne nový koncept, ktorý sa v súčasnosti realizuje v komerčnom meradle len v dvoch závodoch – v továrni Shell v kanadskej Alberte (úvodný obrázok) a v rafinérii Valero spoločnosti Air Products v Port Arthur v Texase (obrázok nižšie).

Ak sa vodík používa na výrobu tepla – napríklad pri domácom vykurovaní, varení, alebo pri spaľovaní v generátoroch pôvodne navrhnutých na zemný plyn, správa uvádza, že uhlíková stopa modrého vodíka je o vyše 20 % väčšia ako pri spaľovaní zemného plynu, alebo uhlia.  V porovnaní so spaľovaním nafty na teplo je tento dopad údajne vyšší až o 60%. Ako je to možné?

Môžu za to emisie pri výrobe, aj takzvané „prchavé emisie“ pri ťažbe. Pri ťažbe zemného plynu zo zeme z neho časť unikne ako „prchavé emisie“. Správa predpokladá 3,5- percentný únik metánu. Najjednoduchší uhľovodík CH₄ má dve nepríjemné vlastnosti: je to 100x účinnejší skleníkový plyn, ako medializovaný oxid uhličitý a v atmosfére zostáva pomerne stabilný až 20 rokov. Preto je zlou správou rozmŕzanie sibírskeho permafrostu, z ktorého sa uvoľňuje do atmosféry veľké množstvo metánu a ďalší môže uniknúť z morského dna v arktických oblastiach. Ale to je iný príbeh.

Problémom modrého vodíka je, že proces zachytávania uhlíka vyžaduje energiu a tá sa tiež vyrába pomocou zemného plynu. Takže aj keď sú všetky emisie z reformného procesu  na výrobu modrého vodíka zachytené, dodatočný únik metánu, ktorý s tým súvisí, eliminuje takmer všetky výhody CCUS.

Analýza navyše predpokladá, že zachytený oxid uhličitý je možné skladovať neobmedzene dlho, čo je optimistický a nedokázaný predpoklad. Uvádza sa to v správe, ktorá bola publikovaná v časopise Energy Science and Engineering.

Je teda vodík čistým energetickým nosičom, alebo nie je? Zelený vodík môže určite zohrať pozitívnu úlohu v sektoroch s vysokou produkciou CO₂, od ťažkej, lodnej a leteckej dopravy, po železnice a výrobu tepla pre fabriky, aj domácnosti. Modrý vodík však zrejme pri znižovaní emisií skleníkových plynov nie je dobrou cestou.