Hvorfor rosa hydrogen produsert ved hjelp av kjernekraft kan ha en stor rolle å spille

Fra Teslas Elon Musk til EU-kommisjonens president Ursula von der Leyen de siste årene har mange høyprofilerte navn snakket om rollen hydrogen kan – eller kanskje ikke – spille i planetens overgang til en mer bærekraftig fremtid.

Musk har uttrykte skepsis om hydrogens nytteverdi, men mange tror det kan bidra til å kutte utslippene i en rekke sektorer, inkludert transport og tungindustri.   

Mens det er en stor buzz om hydrogen og dets betydning som et verktøy for å sikre en lavkarbon-fremtid - et tema som er generert mye debatt de siste månedene — det store flertallet av produksjonen er fortsatt basert på fossilt brensel.

Faktisk, ifølge en Sporingsrapport for september 2022 fra Det internasjonale energibyrået utgjorde lavutslippsproduksjonen av hydrogen i 2021 mindre enn 1 % av den globale hydrogenproduksjonen.

Hvis det skal ha noen rolle i den planlagte energiomstillingen, må hydrogenproduksjonen endres ganske mye.   

"Det første å si er at hydrogen egentlig ikke eksisterer naturlig, så det må produseres," sa Rachael Rothman, meddirektør for Grantham Center for Sustainable Futures ved University of Sheffield.

"Det har mye potensiale til å hjelpe oss med å avkarbonisere fremover, men vi må finne måter å produsere det på med lavt karbon i utgangspunktet," sa hun og la til at forskjellige produksjonsmetoder hadde blitt "betegnet forskjellige farger."

"Omtrent 95% av hydrogenet vårt i dag kommer fra reformering av dampmetan og har et stort assosiert karbonavtrykk, og det er det som kalles "grått" hydrogen," sa Rothman til CNBC.

Grått hydrogen er ifølge energiselskapet National Grid, "laget av naturgass eller metan." Det står at drivhusgassene knyttet til prosessen er ikke fanget, derav karbonfotavtrykket som Rothman refererer til.

Dominansen til en slik metode er helt klart på kant med nett-null mål. Som et resultat blir en rekke kilder, systemer og farger av hydrogen nå fremsatt som alternativer.

Disse inkluderer grønt hydrogen, som refererer til hydrogen produsert ved hjelp av fornybare energikilder og elektrolyse, med elektrisk strøm spalte vann til oksygen og hydrogen.

Blått hydrogen indikerer derimot bruken av naturgass – et fossilt brensel – og utnyttelse og lagring av karbonfangst. Det har vært en ladet debatt rundt rollen blått hydrogen kan spille i avkarboniseringen av samfunnet.

Ved siden av blått og grønt er en annen farge som tiltrekker oppmerksomhet rosa. Som grønt hydrogen, inkluderer prosessen elektrolyse, men det er en viktig forskjell: rosa bruker kjernekraft.

"Hvis du deler ... vann, får du hydrogen og oksygen," sa Rothman. "Men å splitte vann krever energi, så det rosa hydrogen handler om er å splitte vann ved å bruke energi som kommer fra kjernekraft."

Dette betyr at "hele systemet er lavkarbon, fordi ... det ikke er karbon i vann ... men også energikilden er også veldig lavkarbon fordi den er kjernefysisk."

Ved siden av elektrolyse bemerket Rothman at kjernekraft også kunne brukes med noe som kalles en termokjemisk syklus.

Dette, forklarte hun, utnyttet svært høye temperaturer for å splitte vann til oksygen og hydrogen. 

Rosa hydrogen har allerede noen potensielt betydelige støttespillere. Disse inkluderer EDF Energy, som har lansert ideen om å produsere hydrogen ved Sizewell C, et 3.2-gigawatt kjernekraftverk planlagt for Storbritannia

«Hos Sizewell C utforsker vi hvordan vi kan produsere og bruke hydrogen på flere måter.» sier firmaets hjemmeside. "For det første kan det bidra til å redusere utslippene under byggingen av kraftstasjonen."

"For det andre, når Sizewell C er operativ, håper vi å bruke noe av varmen den genererer (sammen med elektrisitet) for å gjøre hydrogen mer effektivt," legger den til.

EDF Energy, som er en del av det multinasjonale EDF Group, sa i en uttalelse sendt til CNBC: "Hydrogen produsert fra kjernekraft kan spille en betydelig rolle i energiomstillingen."

Selskapet erkjente også at det var utfordringer for sektoren og dens utvikling.

"Hydrogen er for tiden et relativt dyrt drivstoff, og derfor er hovedutfordringen for elektrolytisk hydrogen med lavt karbon, enten det er produsert fra fornybar energi eller kjernekraft, å få ned produksjonskostnadene," het det.

Dette trengte "støttende retningslinjer som oppmuntrer til investeringer i tidlige hydrogenproduksjonsprosjekter og oppmuntrer brukere til å bytte fra fossilt brensel til lavkarbonhydrogen."

«Å vokse markedet for lavkarbonhydrogen vil gi stordriftsfordeler og «learning by doing» som vil bidra til å redusere produksjonskostnadene.»

Selv om det er spenning rundt rollen kjernekraft kan spille i hydrogenproduksjon og den bredere energiovergangen - IEA sier for eksempel at kjernekraft har "betydelig potensial til å bidra til avkarbonisering av kraftsektoren" - sier det seg selv at det ikke er foretrukket av alle .

Kritikere inkluderer Greenpeace. "Atomkraft er utpekt som en løsning på energiproblemene våre, men i virkeligheten er det komplekst og enormt dyrt å bygge," sier miljøorganisasjonen. "Det skaper også enorme mengder farlig avfall."

En flerfarget fremtid?

Under intervjuet hennes med CNBC snakket Rothman fra University of Sheffield om det større bildet og rollen forskjellige typer hydrogen kan spille. Kunne vi noen gang se en tid da nivået av blått og grått hydrogen synker til null?

"Det kommer an på hvor lang tidsramme du ser på," sa hun og la til at "i en ideell verden vil de til slutt falle veldig lavt."

"Til syvende og sist blir vi ideelt sett kvitt alt det grå hydrogenet vårt, fordi grått hydrogen har et stort karbonavtrykk, og vi må bli kvitt det," sa Rothman.

"Når vi forbedrer karbonfangst og -lagring, kan det være plass til blått hydrogen, og det er ennå ikke evaluert, avhengig av ... utviklingen der."

"Det rosa og grønne vi vet at det må være plass til fordi det er der du virkelig får lavkarbon [hydrogen], og vi vet at det burde være det, det er mulig å komme dit."

Fiona Rayment, sjefforsker ved UK National Nuclear Laboratory – som i likhet med EDF Energy er medlem av bransjeorganisasjonen Hydrogen UK – understreket viktigheten av å ha en rekke alternativer tilgjengelig i årene fremover.

«Utfordringen med netto null kan ikke undervurderes; vi må omfavne alle kilder til lavkarbon-hydrogenproduksjon for å erstatte vår avhengighet av fossilt brensel, sa hun til CNBC.

Mens det har vært mye snakk om å bruke farger for å differensiere de ulike metodene for hydrogenproduksjon, er det også en livlig diskusjon om hvorvidt et slikt klassifiseringssystem i det hele tatt burde eksistere.

"Det vi ønsker er lavkarbonhydrogen," sa Rothman. "Og jeg vet at det er mye forvirring om de forskjellige fargene, og jeg har hørt noen si ... 'hvorfor har vi til og med fargene, hvorfor har vi ikke bare hydrogen og hydrogen med lavt karbon?'"

"Og til syvende og sist er det lavkarbonbiten som er viktig, og både rosa og grønn ville gjøre det."