Kde se bere vodík?

Vodík je nejjednodušší a nejrozšířenější chemický prvek ve vesmíru, který má mnoho potenciálních využití jako zdroj energie. Existují různé způsoby výroby vodíku, které se liší podle zdroje, z něhož je vodík získáván, podle způsobu výroby a podle množství emisí skleníkových plynů, které při výrobě vznikají. Druhy výroby vodíku jsou obvykle označovány barvami, které mají naznačovat jejich ekologickou přívětivost, plyn samotný má barvu stále stejnou, respektive žádnou.

Výroba vodíku je proces, při kterém se získává vodík z jiných zdrojů, jako je voda, fosilní paliva nebo biomasa. Výroba vodíku se obvykle rozděluje na tři hlavní kategorie podle zdroje a metody výroby - termickou, elektrolytickou a biologickou.

Termická výroba vodíku spočívá v použití tepla k rozkladu nebo reformování látek obsahujících vodík, jako je zemní plyn, uhlí nebo biomasa. Příklady termických procesů jsou parní reforming, autotermální reforming, parní pyrolýza nebo termochemické cykly. Termická výroba vodíku je nejrozšířenější a nejlevnější způsob výroby vodíku, ale má také nejvyšší emise skleníkových plynů.

Elektrolytická výroba vodíku spočívá v použití elektrického proudu k rozdělení molekul vody na vodík a kyslík pomocí elektrolyzéru. Elektrolytická výroba vodíku je čistší a flexibilnější způsob výroby vodíku, protože může používat obnovitelné zdroje energie, jako je slunce, vítr nebo voda. Nevýhodou elektrolytické výroby vodíku je vyšší spotřeba energie a náklady na elektrolyzéry.

Biologická výroba vodíku spočívá ve využití mikroorganismů, jako jsou bakterie, řasy nebo kvasinky, k produkci vodíku z organických látek, jako je cukr, škrob nebo celulóza. Biologická výroba vodíku je nejméně rozvinutá a nejméně efektivní způsob výroby vodíku, ale má potenciál být ekologičtější a udržitelnější.

S ohledem na různé způsoby výroby je produkce vodíku také rozlišována barevnými kódy.

Šedý vodík je nejčastěji používaným typem vodíku, který se vyrábí z fosilních paliv, zejména zemního plynu nebo metanu. Při tomto procesu se používá parní reformace, kdy se směs metanu a vodní páry zahřívá na vysokou teplotu a reaguje s katalyzátorem. Tím se uvolňuje vodík a oxid uhličitý. Tento způsob je sice levný a účinný (okolo 80 %), ale produkuje velké množství CO2 (asi 5,5 kg na 1 kg vodíku).

Modrý vodík je také vyráběn z fosilních paliv parní reformací, ale s tím rozdílem, že oxid uhličitý, který při tom vzniká, je zachycován a ukládán technologiemi CCS (carbon capture and storage). Tím se snižuje množství emisí skleníkových plynů do atmosféry. Tento způsob je ale dražší a složitější než šedý vodík.

Zelený vodík je považován za nejekologičtější typ vodíku, protože se vyrábí elektrolýzou vody za použití elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie, jako je slunce, vítr nebo voda. Při elektrolýze se elektrický proud rozdělí molekuly vody na vodík a kyslík. Při tomto procesu se neuvolňují žádné skleníkové plyny. Tento způsob je ale nákladný a má nižší účinnost (70-80 %) než parní reformace.

Tyrkysový vodík je vyroben termochemickou reakcí štěpením metanu za pomoci solární energie. Tento způsob má nízké emise CO2, ale je technologicky náročný a vyžaduje vysoké teploty.

Růžový nebo také fialový vodík je vyroben elektrolýzou za použití elektrické energie z jaderného štěpení. Tento způsob má nulové emise CO2, ale vyžaduje dostupnost jaderné energie a řešení problémů s jaderným odpadem.

Hnědý vodík je vyroben z uhlí pomocí uhelné plynotvornosti nebo uhelné pyrolýzy. Tento způsob má velmi vysoké emise CO2 a není považován za udržitelný.

Každá z těchto metod má své výhody a nevýhody z hlediska efektivity, nákladů a environmentálního dopadu. Výběr konkrétní metody závisí na dostupných zdrojích, ekonomických podmínkách a cílech udržitelnosti.