• Według polityków, wodór ma być paliwem przyszłości
  • Sam wodór jest nietoksyczny i niegroźny dla środowiska
  • Większość wodoru wytwarzana jest w instalacjach wykorzystujących paliwa kopalne i mnóstwo energii
  • Wytwarzanie tzw. zielonego wodoru – przez elektrolizę wody z wykorzystaniem prądu z OZE – nadal jest nieefektywne i opłacalne tylko w pewnych przypadkach
  • Naukowcy z renomowanych amerykańskich uczelni ostrzegają, że tzw. niebieski wodór zagraża klimatowi bardziej, niż spalanie węgla!
  • Więcej takich informacji znajdziesz na stronie głównej Onet.pl

Z wodorem sprawa jest bardziej skomplikowana, niż się politykom i biznesowym wizjonerom wydaje. Z jednej strony nie ulega wątpliwości, że wodór jest paliwem czystym i świetnym nośnikiem energii. Jest bezwonny i nietoksyczny, produkty jego spalania nie powodują kwaśnych deszczy, nie niszczą warstwy ozonowej. Pod względem możliwości magazynowania energii w przeliczeniu na jednostkę masy przebija wszystkie inne paliwa konwencjonalne. Można go spalać – tak jak LPG czy benzynę, ale też używać go w ogniwach paliwowych do wytwarzania energii – tak jak np. w "czyszczącej powietrze" Toyocie Mirai, czy w ogniwach stosowanych w statkach kosmicznych. W dodatku jest niemal wszędzie. I tu zaczynają się "schody" – bo wodór rzeczywiście nas otacza, tyle że praktycznie nigdy w postaci czystej, niemal zawsze w formie związków chemicznych z innymi pierwiastkami.

Wodór nas otacza, ale trudno z niego skorzystać

Żeby móc z wodoru skorzystać, trzeba go wyprodukować. Obecnie wciąż najtańszą i najprostszą metodą uzyskania wodoru są tzw. reforming metanu lub zgazowanie węgla – a to technologie, które do przyjaznych środowisku z całą pewnością nie należą, w dodatku większość instalacji tego typu daje produkt końcowy o przeciętnych parametrach w dziedzinie czystości - nadający się świetnie np. do zastosowań w przemyśle rafineryjnym i przy wytwarzaniu nawozów sztucznych, ale zawierający zbyt wiele zanieczyszczeń, żeby używać go np. do wrażliwych ogniw paliwowych. To dlatego w Polsce, która na papierze jest piątym producentem wodoru na świecie i trzecim w Europie, do niedawna nie było nawet jednej stacji tankowania wodoru do aut!

Bezbarwny wodór w różnych kolorach

Wodór wykorzystywany do celów przemysłowych umownie dzieli się na wodór szary, niebieski i zielony. Podział jest umowny, bo to ten sam gaz, tyle że uzyskiwany przy użyciu różnych technologii.

  • Wodór szary to ten wytwarzany z metanu lub w procesie zgazowania węgla. O ile sam produkt końcowy jest ekologiczny, to już o procesie produkcji powiedzieć się tego nie da, bo wykorzystywane są do tego paliwa kopalne, a szkodliwe produkty uboczne – m.in. tlenek i dwutlenek węgla – trafiają wprost do środowiska.
  • Wodór niebieski uchodzi za rozwiązanie przejściowe – jest produkowany z użyciem surowców kopalnych i jego produkcji towarzyszą szkodliwe emisje, ale tu różnica względem wodoru szarego polega na tym, że szkodliwe produkty uboczne powinny być przechwytywane i składowane lub wykorzystywane do innych zastosowań.
  • Wodór zielony to z kolei ten, do którego uzyskiwania wykorzystywana jest energia odnawialna – jedną z najprostszych, ale niezbyt efektywnych metod produkcji wodoru jest elektroliza wody, do której można wykorzystać prąd produkowany w instalacjach fotowoltaicznych, elektrowniach wodnych lub wiatrowych. Brzmi to doskonale, tyle że na obecnym etapie rozwoju technologii ma to sens głównie wtedy, kiedy mamy do dyspozycji nadmiar prądu, a produkcję wodoru można potraktować jako sposób magazynowania energii, na którą doraźnie nie ma zapotrzebowania. Jeśli da się produkowany prąd wykorzystać inaczej, to nie ma sensu najpierw produkować z niego wodoru, żeby później wodór ten znów "przerabiać" na prąd, bo procesowi temu towarzyszą olbrzymie straty energii – to się po prostu nie opłaca. Oczywiście, do produkcji wodoru wykorzystać można też tani prąd pochodzący z elektrowni jądrowych – ale w kwestii "zieloności" takiego paliwa zdania są podzielone.

Wodór produkuje się z metanu lub węgla – bo tak jest taniej

W praktyce, dopóki produkcja wodoru zielonego będzie zbyt droga, a wodór szary w sposób oczywisty nie ma ekologicznego sensu, koncerny energetyczne i paliwowe stawiają na wodór niebieski, produkowany głównie w technologii reformingu parowego gazu ziemnego (metanu) – w skrócie: gaz ziemny, taki, jakiego używany w domowych kuchenkach, jest poddawany w obecności katalizatora działaniu wysokiej temperatury, pary wodnej i ciśnienia. Produktami są wodór i (szkodliwy) tlenek węgla lub dwutlenek węgla. Przy tej technologii zużycie energii do wyprodukowania jednostki wodoru jest znacznie mniejsze niż przy zastosowaniu procesu elektrolizy.

Naukowcy ostrzegają: niebieski wodór to zagrożenie dla klimatu!

Niestety, wygląda jednak na to, że to co w teorii wydaje się świetnym sposobem na dekarbonizację gospodarki, w rzeczywistości wcale takim nie jest.

W raporcie przygotowanym przez naukowców z uniwersytetów Stanford i Cornell (Howarth, RW, Jacobson, MZ. (2021) "How green is blue hydrogen?") mowa jest o tym, że wodór niebieski oznacza jedynie najwyżej kilkunastoprocentową obniżkę emisji w porównaniu z wodorem szarym. Największym problemem jednak ma być samo zastosowanie przy jego produkcji metanu – gazu, którego spalanie jest znacznie "czystsze" niż w przypadku węgla czy paliw węglowodorowych, ale który sam w sobie jest bardzo mocnym gazem cieplarnianym. Jak twierdzą twórcy raportu, w ciągu 20 lat tona metanu wypuszczonego do atmosfery dwadzieścia razy bardziej ogrzewa atmosferę niż tona dwutlenku węgla.

Ślad węglowy niebieskiego wodoru: węgiel wypada lepiej!

Według wyliczeń twórców raportu, tzw. ślad węglowy (czyli suma emisji gazów cieplarnianych) powodowany przez wykorzystywanie niebieskiego wodoru jest większy niż przy wykorzystywaniu samego metanu, oleju napędowego a nawet przy… spalaniu węgla! Za tak wysoki ślad węglowy – mimo zastosowania technologii przechwytywania tlenku i dwutlenku węgla – odpowiadają przede wszystkim znaczne wycieki metanu z instalacji wydobywczych i produkcyjnych, szacowane na 3,5 proc. (wartość uśredniona, w wielu przypadkach parametr ten jest znacznie wyższy). Przy takich zakładanych wyciekach metanu ślad węglowy dla niebieskiego wodoru okazuje się ok. 20 proc. wyższy niż w przypadku spalania metanu czy węgla do celów grzewczych i nawet o ok. 60 proc. wyższy, niż przy spalaniu oleju napędowego! Nawet przy założeniu, że uda się ograniczyć przedostawanie się metanu o ponad połowę, to i tak ślad węglowy dla niebieskiego wodoru będzie wyższy niż dla spalania gazu ziemnego.

Wodór zamiast węgla – chwytliwe hasło

To niepierwszy taki przypadek, kiedy po wykonaniu dokładniejszych analiz i obliczeń okazuje się, że to, co miało być ekologiczne, w rzeczywistości okazuje się potencjalnie niebezpieczne dla środowiska. Kilka lat temu, po wybuchu mody na biopaliwa, naukowcy też zaczęli ostrzegać, że stawianie na nie nie ma sensu – bo nie dość, że ich produkcja pochłania więcej energii, to jeszcze efektem ubocznym ich lansowania jest wycinanie cennych lasów tropikalnych po to, żeby w ich miejsce sadzić rośliny używane do produkcji biokomponentów. Problem polega jednak na tym, że o kierunkach rozwoju nie decydują naukowcy, a politycy, którzy z reguły wiedzą nie grzeszą, a chwytliwe hasła są dla nich ważniejsze, niż trudne do zrozumienia analizy naukowe.