Beli vodik – potencialna sprememba na področju trajnostnega razvoja
Je lahko vodik odgovor na energetsko dilemo Evrope?
Vodik se pogosto predstavlja kot energetski vir prihodnosti, saj zgoreva čisto in proizvaja le toploto in vodo. Vendar je njegova sedanja proizvodnja odvisna predvsem od plina ali premoga, kar povzroča velike emisije CO2.
Zeleni vodik, ki se proizvaja iz obnovljivih virov energije, je obetavna, vendar draga alternativa. Vprašanje je: ali je mogoče zaobiti te drage proizvodne metode?
Zemeljska skorja vsebuje bogate naravne zaloge vodika, ki bi jih bilo mogoče uporabiti neposredno.
Nedavno odkritje naravnega “belega” vodika v Franciji je povzročilo veliko navdušenje. Zdaj se z zanimanjem pričakuje njegov potencial kot cenovno dostopnega in trajnostnega vira energije.
Po zgledu Francije je Švica spomladi odkrila naravni vodik v regiji Grisons. Nato so se začele raziskovalne študije v regiji Valais. Te raziskave za dodatne zaloge so se začele naslednje poletje.
Zaradi novega zanimanja za beli vodik se postavljajo ključna vprašanja: Ali je lahko rešitev za varno in čisto energetsko prihodnost in zakaj je bil njegov potencial spregledan?
Vodik je najpogostejši kemični element na Zemlji, ki se naravno pojavlja v vseh snoveh, od vode do rastlin. Do nedavnega je veljalo, da čisti plinasti vodik pod zemljo ne obstaja v večjih količinah.
Leta 2012 so v stari vrtini v Maliju, ki je bila prvotno izvrtana za vodnjak, odkrili, da se iz nje sprošča skoraj čisti naravni vodik. Odkritje je med geologi vzbudilo veliko zanimanje. Zato so začeli izvajati poskuse za pridobivanje tega plina, ki naj bi izhajal iz reakcij vode in mineralov pod površjem Zemlje.
Ta naravni vodik, znan tudi kot “beli” vodik, se v nasprotju s fosilnimi gorivi, ki nastajajo več milijonov let, nenehno obnavlja. Proces nastajanja nahajališč belega vodika še ni povsem pojasnjen in ni gotovo, ali jih je mogoče komercialno izkoriščati.
Odkrivanje skritega potenciala vodika
Ta potencial raziskujejo zagonska podjetja in znanstveniki, pri čemer so prvi rezultati spodbudni. Dr. Michael Webber, ugledni profesor za energetske vire na teksaški univerzi v Austinu, je opazil omembe vreden pojav. Ugotovil je, da so na Zemlji številne lokacije, kjer so pogoji naravno ugodni za proizvodnjo in kopičenje vodika. Te lokacije zagotavljajo okolju prijaznejšo metodo proizvodnje v primerjavi s prevladujočimi postopki, ki vključujejo uplinjanje premoga, reforming metana in elektrolizo vode.
Večina naravnega vodika se verjetno nahaja na nedostopnih lokacijah na morju, vendar so bila najdišča odkrita v Avstraliji, vzhodni Evropi, Franciji, Omanu, Španiji, ZDA in Maliju.
Nedavna raziskava v francoski regiji Lorraine je pokazala precejšnje nahajališče naravnega vodika. To odkritje je uspelo sodelujoči ekipi iz laboratorija GeoRessources Univerze v Loreni, CNRS in La Française de l’Énergie. Njihova začetna raziskava je bila osredotočena na preverjanje ravni metana v tleh. Ocenili so, da je v nahajališču približno 46 milijonov ton vodika, kar je potencialno več kot polovica svetovne letne proizvodnje okolju manj prijaznega “sivega” vodika.
Na severovzhodu Španije je raziskovalno podjetje Helios Aragón odkrilo nahajališče, v katerem naj bi bilo po ocenah več kot milijon ton vodika, vrtanje pa namerava začeti leta 2024.
Beli vodik bi lahko bil poceni alternativa “zelenemu” vodiku, ki trenutno stane približno 5 evrov na kilogram. Poročila kažejo, da bi lahko beli vodik stal le 0,50 evra na kilogram, zaradi česar bi bil lahko cenejši in bolj trajnosten.
Vodik, zlasti “beli vodik”, se sicer raziskuje kot alternativni vir energije, vendar ni brez izzivov.
Strokovnjaki so izrazili zaskrbljenost zaradi vpliva vodika na okolje, če bi vodik uhajal v ozračje. Takšno uhajanje lahko zmanjša število molekul, ki pomagajo odstranjevati toplogredne pline, kar bi lahko ogrozilo okoljske koristi vodika. Poleg tega je trenutno pomanjkanje tehnologije za učinkovito spremljanje teh uhajanj precejšnja pomanjkljivost.
Upravljanje virov vodika za varnost
Dr. Webber poudarja, da je treba naravni vodik, tako kot druge vire vodika, skrbno upravljati, da bi zmanjšali varnostna tveganja in preprečili uhajanje. Raziskava teksaške univerze v Austinu, predstavljena na konferenci ASME IMECE, kaže na pomembno ugotovitev. Po njenih ugotovitvah je potencial emisij vodika za globalno segrevanje razmeroma skromen. Ta potencial je majhen, zlasti v primerjavi z emisijami drugih toplogrednih plinov.
Vendar pa ima prevoz vodika svoje težave. Vodik v plinastem stanju zavzema precejšnjo prostornino in ga je treba za utekočinjenje ohladiti na -253 °C, kar je drago. Tudi obstoječa distribucijska infrastruktura je neustrezna in obstaja bojazen, da bi vodik lahko razjedel in razpokal kovinske cevovode.
Zaradi majhnih in lahkih molekul vodika ga je težko zadržati, poleg tega pa je precej bolj eksploziven kot zemeljski plin, kar predstavlja dodatno varnostno tveganje.
Po navedbah revije Science imajo zaradi teh pomanjkljivosti toplotne črpalke in električna vozila na baterijski pogon prednost pred alternativami na vodikov pogon. Vodik bo morda prevzel pomembno vlogo pri napajanju težkih prevoznih sredstev, vključno s tovornjaki, ladjami in letali. Vodik ima potencial v industrijskih aplikacijah, vključno s proizvodnjo jekla in gnojil. To je še posebej pomembno tam, kjer uporaba baterij predstavlja izziv izvedljivosti.
