Europa ma stać się niezależna, zróżnicowana i klimatycznie neutralna w dostawie energii – i to w ciągu zaledwie kilku lat. Chociaż cele klimatyczne mają być osiągnięte szybko, aby zminimalizować skutki zmian klimatu, jednocześnie należy uwzględnić ryzyko geopolityczne wynikające z zależności od dostaw energii z kilku krajów i zbudować szeroką podstawę dostaw energetycznych.
Niezbędna restrukturyzacja systemu energetycznego może się udać tylko wtedy, gdy wykorzystane zostaną wszystkie istotne technologie i opcje, które szybko redukują emisje gazów cieplarnianych – i to w akceptowalnych kosztach i ryzyku.
Rozwój energii odnawialnych i rozpowszechnienie rozwiązań elektrycznych są uzupełniane przez wprowadzenie na rynek klimatycznie przyjaznych cząsteczek: tylko w ten sposób można zastąpić ogromne ilości energii, które wciąż są wytwarzane z surowców kopalnych.
Należy pamiętać, że większość końcowego zużycia energii w Europie jest obecnie pokrywana przez cząsteczki – tj. gaz ziemny, ropę naftową lub węgiel – a tylko jedna piąta przez energię elektryczną, chociaż połowa z niej jest już odnawialna. Oznacza to, że w ciągu najbliższych dwóch dekad paliwa kopalne muszą zostać szybko zastąpione przez cząsteczki przyjazne dla klimatu. Z tego powodu źródła energii gazowej są kluczowe dla osiągnięcia neutralności klimatycznej i zrównoważonego zabezpieczenia dostaw energii.
Wodór
Wodór (H₂) jest nośnikiem energii, który może zapewnić drogę do społeczeństwa klimatycznie neutralnego we wszystkich dziedzinach – w procesach przemysłowych, mobilności, w centralnym i zdecentralizowanym zaopatrzeniu w ciepło dla gospodarstw domowych oraz jako nośnik energii.
Wodór jest zatem fundamentalnym elementem przemiany energetycznej: nie tylko spala się bezemisyjnie, ale może być również produkowany w różny sposób. W tym celu dostępnych jest już kilka procesów, które w zależności od materiału wyjściowego i rodzaju energii, pozostawiają bardzo niski lub nawet ujemny ślad CO₂. Obecnie wyróżnia się dwa powszechnie stosowane sposoby produkcji wodoru: reforming pary wodnej i elektroliza.
Kolory wodoru
Tzw. szary wodór uzyskuje się z surowców kopalnych, takich jak ropa naftowa lub gaz ziemny, poprzez reforming pary wodnej. Wadą tego procesu jest to, że CO₂ produkowane w procesie jest uwolnione do atmosfery.
Natomiast niebieski wodór także jest produkowany przez reforming pary wodnej, ale produkowane CO₂ jest przechwytywane i składowane (Carbon Capture and Storage, CCS), co oznacza, że nie wchodzi ono do atmosfery.
Wodór produkowany za pomocą elektrolizy nazywamy zielonym wodorem. Wykorzystuje się tutaj odnawialną energię elektryczną do rozdzielenia wody (H₂O) na składniki, wodór (H₂) i tlen (O).
Piroliza
Innym obiecującym procesem jest piroliza. W procesie pirolizy, metan (CH₄) jest rozdzielany bezpośrednio na wodór i stały węgiel w bardzo wysokich temperaturach w braku tlenu – ten ostatni jest znacznie łatwiejszy do przetwarzania niż gazowy CO₂ produkowany w reformingu pary wodnej.
Może być on używany w swojej stałej postaci w różnych procesach produkcyjnych lub bezpiecznie składowany. Specjalnym przypadkiem jest „superzielony” wodór. Piroliza biometanu, biomasy, odpadów lub ścieków z następującym składowaniem stałego węgla jest technologią ujemnych emisji, ponieważ dwutlenek węgla wcześniej usunięty z atmosfery i zneutralizowany w biometanie nie jest ponownie uwalniany podczas reakcji pirolizy i wykorzystania wyprodukowanego wodoru, co oznacza, że nie powoduje to szkodliwych efektów cieplarnianych. Ostatecznie to nie kolor decyduje o tym, czy i jaki wodór jest wykorzystywany. Raczej należy korzystać z technologii i procesów, które pozwalają obniżyć jak najbardziej emisję CO2.
Warto zauważyć, że zastosowanie wodoru w przemysłowych procesach produkcji i w transporcie wymagać będzie znaczącego wzrostu produkcji wodoru w oparciu o źródła energii odnawialnej. W związku z tym, rozwój technologii wytwarzania wodoru z zastosowaniem energii odnawialnej jest kluczowy dla osiągnięcia celów klimatycznych.
Pyrolyza i inne technologie wytwarzania „zielonego” wodoru oferują bardzo ciekawe możliwości związane z dekarbonizacją systemów energetycznych, a tym samym są bardzo ważnym elementem przemiany energetycznej. Ich rozwój i wdrożenie w skali przemysłowej może przyczynić się do realizacji ambitnych celów klimatycznych, które stoją przed Europą i światem.
