Wodór postrzegany jest dziś jako klucz do czystszej przyszłości energetycznej, lecz jego produkcja może być bardzo różna zarówno pod względem technologii, jak i wpływu na środowisko. Szczególnie wokół wodoru brązowego i czarnego narastają kontrowersje, których geneza tkwi w zastosowaniu węgla i związanych z tym emisjach. Warto przyjrzeć się, jak powstają te rodzaje wodoru, z jakimi wyzwaniami ekologicznymi się wiążą oraz jakie mają miejsce w polityce transformacji energetycznej.
Brązowy i czarny wodór – definicje i źródła
Wodór brązowy i czarny są terminami odnoszącymi się do gazu, który uzyskiwany jest dzięki procesowi zwanemu wygazowaniem węgla. To metoda polegająca na poddawaniu węgla brunatnego (dla wodoru brązowego) lub kamiennego (dla czarnego) działaniu wysokiej temperatury i kontrolowanego dopływu tlenu, by uzyskać mieszankę gazową o wysokiej zawartości wodoru.
Ten kolorystyczny podział ma na celu odróżnienie wodoru uzyskiwanego z paliw kopalnych, od tych bardziej ekologicznych wariantów, takich jak wodór zielony (pozyskiwany z elektrolizy z użyciem OZE), czy nieco mniej emisyjny wodór szary (z gazu ziemnego).
W praktyce oba procesy, choć różnią się rodzajem surowca, prowadzą do podobnych efektów – powstają nie tylko cząsteczki wodoru, ale także spora ilość szkodliwych gazów cieplarnianych, zwłaszcza dwutlenku węgla.
Proces produkcji i emisje
Proces produkcji wodoru brązowego i czarnego obejmuje kilka kluczowych etapów:
- Przygotowanie surowca – wybór i rozdrobnienie węgla brunatnego lub kamiennego.
- Wygazowanie – podgrzewanie węgla w zamkniętym reaktorze w obecności niewielkiej ilości tlenu lub pary wodnej. W wyniku tego powstaje gaz syntezowy.
- Oddzielenie wodoru – z gazu syntezowego, który jest mieszaniną wodoru, tlenku węgla, dwutlenku węgla i innych związków, wyodrębnia się czysty wodór.
Ważne, by podkreślić, że proces ten wiąże się z bardzo wysokimi emisjami CO2. W przypadku wodoru brązowego emisje z gazowania węgla brunatnego są szczególnie niekorzystne dla klimatu, ze względu na niską jakość surowca i dużą zawartość węgla organicznego oraz zanieczyszczeń. Podobnie wygląda to z wodorem czarnym, choć uzyskiwany jest z nieco innego rodzaju węgla.
Dla osób poszukujących ekologicznych rozwiązań, tego typu wodór daleki jest od ideału – odnawialność i zeroemisyjność są tutaj tylko hasłami z innego świata.
Kontrowersje i ograniczenia
Produkcja wodoru poprzez gazowanie węgla budzi gorące dyskusje wśród ekspertów, ekologów oraz instytucji regulujących politykę energetyczną. Poniżej najważniejsze kontrowersje wokół wodoru tej generacji:
- Wysokie emisje CO2 – wodór brązowy i czarny pozostają jednymi z najbardziej emisyjnych technologii produkcji wodoru, co bezpośrednio kłóci się z celami dekarbonizacji.
- Zależność od paliw kopalnych – dalsze promowanie tej metody oznacza utrwalenie rynku węgla, zamiast wspierania transformacji energetycznej w kierunku odnawialnych źródeł energii.
- Problematyczna opłacalność klimatyczna – nawet przy podłączeniu instalacji wychwytujących CO2 (technologie CCS), redukcja emisji jest kosztowna, trudna i nie zawsze skuteczna.
- Niska efektywność energetyczna – duża część energii tracona jest w procesach konwersji, a uzyskany wodór traci na atrakcyjności w porównaniu z czystszymi technologiami.
Te wyzwania sprawiają, że wodór gazowany z węgla często określany jest jako kontrowersyjny wybór, przynoszący więcej szkody niż pożytku dla środowiska.
Rola w strategiach transformacji
Mimo licznych zastrzeżeń, wodór brązowy i czarny wciąż pojawiają się w niektórych strategiach transformacji energetycznej, szczególnie w krajach dysponujących znacznymi rezerwami węgla. Wynika to z kilku czynników:
- Rozbudowana infrastruktura – wiele państw posiada już aktywne instalacje do gazowania węgla, a przestawienie ich na produkcję wodoru może wydawać się prostym krokiem.
- Próby łagodzenia skutków odejścia od węgla – produkcja wodoru z węgla bywa traktowana jako „pomost” w drodze do czystszych rozwiązań, pozwalając na stopniową transformację sektora energetycznego.
- Możliwość wykorzystania technologii wychwytu dwutlenku węgla (CCS) – choć nie jest to rozwiązanie idealne, umożliwia ono czasowe ograniczenie emisji w procesach gazowania węgla.
Jednak w dłuższej perspektywie coraz więcej ekspertów postuluje, aby stawiać na wodór zielony, powstający z odnawialnych źródeł energii i wolny od poważnych skutków środowiskowych. Dla rynku i branży transformacji energetycznej kluczowe staje się odważne odchodzenie od paliw kopalnych i podważanie zasadności rozwoju wodoru powstającego w tak kontrowersyjny sposób.
Wodór brązowy i czarny w przyszłości energetyki
W debacie o przyszłości energetyki wodór brązowy i czarny mają swoje miejsce głównie jako przykład konieczności świadomych wyborów w kontekście transformacji przemysłu i dążenia do neutralności klimatycznej. Chociaż metody produkcji wodoru z węgla mogą wydawać się łatwiejsze wdrożeniowo i oferować chwilowe korzyści, ich realny wpływ na środowisko jest trudny do pogodzenia z celami polityk klimatycznych. W perspektywie rozwoju technologii i oczekiwań społecznych coraz bardziej zyskują rozwiązania nisko- i zeroemisyjne. To na nich skupia się dziś uwaga zarówno przemysłu, jak i ustawodawców – a przyszłość wodoru gazowanego z węgla stoi pod znakiem poważnych pytań i rosnącej presji na odejście od kontrowersyjnych praktyk.
