Czy to naturalne paliwo może być rozwiązaniem kryzysu energetycznego Europy?
Wodór jest reklamowany jako „paliwo przyszłości”. Podczas spalania emituje ciepło i wodę, co czyni go atrakcyjną alternatywą dla paliw kopalnych.
Jednak większość produkcji wodoru opiera się obecnie na gazie lub węglu, a procesy te powodują emisję dużej ilości CO2.
„Ekologiczny” wodór wytwarzany przy użyciu energii odnawialnej stanowi obiecującą, ale kosztowną alternatywę. A co by było, gdyby istniał sposób na całkowite wyeliminowanie tych procesów produkcyjnych?
Ziemia posiada ogromne zasoby naturalnego wodoru, który można wydobyć z ziemi.
Ogromne odkrycie tak zwanego „białego” wodoru we Francji na początku tego roku wzbudziło podekscytowanie perspektywą, że może on stać się czystym, tanim i odnawialnym źródłem energii.
Wkrótce do poszukiwań dołączyła Szwajcaria, która wiosną znalazła naturalny wodór w kantonie Gryzonia. Latem kraj zaczął badać skały w Wallis w poszukiwaniu dalszych złóż.
Czy biały wodór może być kluczem do bezpiecznej i czystej energii i dlaczego dopiero bada się go?
Co to jest biały wodór?
Wodór jest najobficiej występującym pierwiastkiem chemicznym na Ziemi i występuje naturalnie we wszystkim, od wody po rośliny.
Jednak do niedawna nie sądzono, że na Ziemi występują znaczące ilości gazowego wodoru w czystej postaci.
Przypadkowego odkrycia dokonano w Mali w 2012 roku. Stwierdzono, że odwiert wiercony kilkadziesiąt lat wcześniej emituje niemal czysty, naturalny wodór.
Od tego czasu geolodzy coraz częściej eksperymentują z wydobywaniem gazu ziemnego – który, jak się uważa, powstaje w wyniku reakcji wody i minerałów – spod powierzchni ziemi.
W przeciwieństwie do magazynów paliw kopalnych, których tworzenie zajmuje miliony lat, naturalny lub „biały” wodór jest stale uzupełniany.
Czy biały wodór to przyszłość bezpiecznej i czystej energii?
Nie jest jeszcze jasne, w jaki sposób powstają złoża białego wodoru i czy nadają się one do komercyjnego wykorzystania.
Startupy i naukowcy badają tę możliwość – z obiecującymi wynikami.
„Na Ziemi istnieje wiele miejsc, w których współistnieją odpowiednie warunki do naturalnej produkcji i akumulacji wodoru, który można następnie wydobywać do użytku społecznego” – mówi dr Michael Webber, profesor zasobów energetycznych na Uniwersytecie Teksasu w Austin w USA Zielony TylkoGliwice.
„Dobra wiadomość jest taka, że pozwalając ziemi wykonać pracę za nas, produkcja tego źródła wodoru będzie prawdopodobnie znacznie czystsza w produkcji niż obecne metody zgazowania węgla, reformingu metanu czy elektrolizy wody”.
Chociaż większość naturalnego wodoru można znaleźć w niedostępnych lokalizacjach na morzu, złoża odkryto w Australii, Europie Wschodniej, Francji, Omanie, Hiszpanii i USA, a także w Mali w Afryce Zachodniej.
W maju w Lotaryngii we Francji przypadkowo odkryto duże złoża naturalnego wodoru. Zespół badawczy z Laboratorium GeoRessources Uniwersytetu Lotaryngii, francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS) i producenta energii La Française de l’Energie odkrył to podczas badania poziomu metanu w glebie.
Obecnie prowadzą głębsze odwierty, aby dowiedzieć się, ile dokładnie znajduje się w nim wodoru, ale szacuje się, że według CNRS może to być około 46 milionów ton, co stanowi równowartość ponad połowy obecnej rocznej produkcji szarego wodoru na świecie.
Tymczasem w północno-wschodniej Hiszpanii firma poszukiwawcza Helios Aragón twierdzi, że zlokalizowała zbiornik o pojemności ponad miliona ton wodoru, którego wiercenie ma rozpocząć w 2024 r.
Jest obiecujący jako tania alternatywa dla zielonego wodoru, który obecnie kosztuje około 5 euro za kilogram. Biały wodór kosztuje zaledwie 0,50 euro za kilogram – podaje serwis informacyjny Science.
Jakie są problemy z energią wodorową?
Biały wodór może jednak nie być lekarstwem na kryzys energetyczny.
Niektórzy naukowcy twierdzą, że brak danych na temat wycieków wodoru i potencjalnych szkód, jakie mogą one spowodować, stanowi problem dla powstającego przemysłu.
Jeśli wodór przedostanie się do atmosfery, może zmniejszyć stężenie cząsteczek, które niszczą znajdujące się tam gazy cieplarniane, przeciwdziałając korzyściom dla środowiska.
Przy braku technologii monitorowania wycieków wodoru może to być poważny martwy punkt.
„Podobnie jak w przypadku innych źródeł wodoru, z (wodorem naturalnym) należy obchodzić się ostrożnie, aby zmniejszyć ryzyko dla bezpieczeństwa i uniknąć wycieków” – mówi dr Webber.
Ale może nie być tak znaczące zagrożenie dla środowiska, jak niektórzy sądzą.
„Nasze badania na UT Austin, które zostały zaprezentowane (w środę) na konferencji ASME IMECE w Nowym Orleanie, dowodzą, że pośredni wpływ niezorganizowanych emisji wodoru na globalne ocieplenie jest w rzeczywistości dość niewielki w porównaniu z wpływem innych gazów cieplarnianych w cyklu życia, więc efekt cieplarniany ryzyko wynikające z niepożądanych wycieków wodoru jest niewielkie.”
Jednak wycieki nie są jedynym problemem podczas transportu wodoru. W postaci gazowej zajmuje dużo miejsca, a do skroplenia wymaga temperatury -253°C, co może być zbyt drogie.
Brakuje także rurociągów i systemów dystrybucji wodoru. Branża paliw kopalnych ma nadzieję, że w końcu będzie mogła wykorzystywać istniejącą infrastrukturę, np. gazociągi. Naukowcy twierdzą jednak, że wodór może powodować korozję metalowych rur i prowadzić do pękania.
Cząsteczki wodoru są nie tylko znacznie mniejsze i lżejsze niż cząsteczki metanu, przez co trudniej je powstrzymać, ale są także znacznie bardziej wybuchowe niż gaz ziemny, co budzi obawy dotyczące bezpieczeństwa.
Według Science to tylko niektóre z powodów, dla których pompy ciepła i pojazdy elektryczne zasilane bateryjnie zwyciężyły nad alternatywami opartymi na wodorze.
Paliwo mogłoby lepiej nadawać się do pojazdów ciężkich, w których nie można łatwo korzystać z akumulatorów, takich jak ciężarówki, statki i samoloty, a także do zastosowań w przemyśle stalowym i procesach chemicznych, takich jak produkcja nawozów.
