Hvorfor pink brint produceret ved hjælp af nuklear kan have en stor rolle at spille

Fra Teslas Elon Musk til formand for Europa-Kommissionen Ursula von der Leyen I de sidste par år har mange højt profilerede navne talt om den rolle, brint kan – eller måske ikke – spiller i planetens skifte til en mere bæredygtig fremtid.

Musk har udtrykte skepsis om brints nytteværdi, men mange mener, at det kan være med til at skære ned på emissionerne i en række sektorer, herunder transport og tung industri.   

Mens der er en stor brummer omkring brint og dets betydning som et værktøj til at sikre en fremtid med lavt kulstofindhold - et emne, der er genereret en masse debat i de seneste måneder — langt størstedelen af ​​dens produktion er stadig baseret på fossile brændstoffer.

Faktisk ifølge en September 2022 sporingsrapport fra Det Internationale Energiagentur udgjorde lavemissionsbrintproduktionen i 2021 mindre end 1 % af den globale brintproduktion.

Hvis det skal have nogen rolle i den planlagte energiomstilling, så skal brintproduktionen ændres ret meget.   

"Den første ting at sige er, at brint ikke rigtig eksisterer naturligt, så det skal produceres," sagde Rachael Rothman, meddirektør for Grantham Center for Sustainable Futures ved University of Sheffield.

"Det har et stort potentiale til at hjælpe os med at dekarbonisere fremadrettet, men vi er nødt til at finde måder at producere det på med lavt kulstofindhold i første omgang," sagde hun og tilføjede, at forskellige produktionsmetoder var blevet "benævnt forskellige farver."

"Omkring 95% af vores brint i dag kommer fra damp-metan-reformering og har et stort associeret kulstofaftryk, og det er det, der kaldes 'grå' brint," sagde Rothman til CNBC.

Grå brint er ifølge energifirmaet National Grid, "skabt af naturgas eller metan." Det siger, at de drivhusgasser, der er forbundet med processen er ikke fanget, deraf COXNUMX-fodaftrykket, som Rothman henviser til.

Dominansen af ​​en sådan metode er klart i modstrid med netto-nul mål. Som et resultat bliver en række kilder, systemer og farver af brint nu fremsat som alternativer.

Disse omfatter grøn brint, som refererer til brint produceret ved hjælp af vedvarende energi og elektrolyse, med en elektrisk strøm spaltning af vand til ilt og brint.

Blå brint indikerer på den anden side brugen af ​​naturgas - et fossilt brændstof - og kulstoffangst og -lagring. Der har været en ladet debat omkring den rolle blå brint kunne spille i dekarboniseringen af ​​samfundet.

Ved siden af ​​blå og grøn er en anden farve, der tiltrækker opmærksomhed, pink. Ligesom grøn brint inkorporerer dens proces elektrolyse, men der er en vigtig forskel: pink bruger atomkraft.

"Hvis du deler ... vand, får du brint og ilt," sagde Rothman. "Men at spalte vand kræver energi, så det, pink brint handler om, er at spalte vand ved hjælp af energi, der er kommet fra atomkraft."

Det betyder, at "hele systemet er kulstoffattigt, fordi ... der ikke er kulstof i vand ... men også energikilden er også meget kulstoffattigt, fordi det er nukleart."

Ved siden af ​​elektrolyse bemærkede Rothman, at nuklear også kunne bruges med noget, der kaldes en termokemisk cyklus.

Dette, forklarede hun, udnyttede meget høje temperaturer til at opdele vand i ilt og brint. 

Pink brint har allerede nogle potentielt betydelige bagmænd. Disse omfatter EDF Energy, som har drevet ideen om at producere brint ved Sizewell C, et 3.2-gigawatt atomkraftværk planlagt til Storbritannien

"Hos Sizewell C undersøger vi, hvordan vi kan producere og bruge brint på flere måder," siger han siger firmaets hjemmeside. "For det første kan det hjælpe med at sænke emissionerne under opførelsen af ​​kraftværket."

"For det andet, når Sizewell C er operationel, håber vi at bruge noget af den varme, den genererer (sammen med elektricitet) til at gøre brint mere effektivt," tilføjer den.

EDF Energy, som er en del af det multinationale EDF Gruppen, sagde i en erklæring sendt til CNBC: "Brint produceret fra atomkraft kan spille en væsentlig rolle i energiomstillingen."

Virksomheden erkendte også, at der var udfordringer for sektoren og dens udvikling.

"Brint er i øjeblikket et relativt dyrt brændstof, og derfor er den vigtigste udfordring for elektrolytisk brint med lavt kulstofindhold, uanset om det er produceret fra vedvarende energi eller kerneenergi, at reducere produktionsomkostningerne," hedder det.

Dette krævede "støttende politikker, der tilskynder til investeringer i tidlige brintproduktionsprojekter og tilskynder brugerne til at skifte fra fossile brændstoffer til brint med lavt kulstofindhold."

"At vokse markedet for lavt kulstofbrint vil give stordriftsfordele og "learning by doing", som vil bidrage til at reducere produktionsomkostningerne."

Selvom der er spænding omkring den rolle, nuklear kan spille i brintproduktion og den bredere energiomstilling - IEA siger for eksempel, at kernekraft har "betydeligt potentiale til at bidrage til energisektorens dekarbonisering" - siger det sig selv, at det ikke er begunstiget af alle .

Blandt kritikerne er Greenpeace. "Atomkraft er udråbt som en løsning på vores energiproblemer, men i virkeligheden er det komplekst og enormt dyrt at bygge," siger miljøorganisationen. "Det skaber også enorme mængder farligt affald."

En flerfarvet fremtid?

Under sit interview med CNBC talte Rothman fra University of Sheffield om det større billede og den rolle, forskellige typer brint kan spille. Kunne vi nogensinde se et tidspunkt, hvor niveauet af blå og grå brint falder til nul?

"Det afhænger af, hvor lang en tidsramme du ser på," sagde hun og tilføjede, at "i en ideel verden vil de til sidst falde meget lavt."

"I sidste ende slipper vi ideelt set af med alt vores grå brint, fordi grå brint har et stort kulstofaftryk, og vi er nødt til at slippe af med det," sagde Rothman.

"Når vi forbedrer kulstoffangst og -lagring, kan der være plads til blåt brint, og det er endnu ikke evalueret, afhængigt af ... udviklingen der."

"Det lyserøde og grønne, vi ved, der skal være plads til, for det er der, du virkelig får det lave kulstof [brint], og vi ved, at det burde være, det er muligt at komme dertil."

Fiona Rayment, chefforsker ved UK National Nuclear Laboratory - der ligesom EDF Energy er medlem af brancheforeningen Hydrogen UK - understregede vigtigheden af ​​at have en række muligheder tilgængelige i de kommende år.

"Udfordringen med netto nul kan ikke undervurderes; vi bliver nødt til at omfavne alle kilder til lavkulstofbrintgenerering for at erstatte vores afhængighed af fossile brændstoffer,” sagde hun til CNBC.

Mens der har været en del snak om at bruge farver til at differentiere de forskellige metoder til brintproduktion, er der også en livlig diskussion om, hvorvidt et sådant klassifikationssystem overhovedet burde eksistere.

"Det, vi ønsker, er hydrogen med lavt kulstofindhold," sagde Rothman. "Og jeg ved, at der er megen forvirring omkring de forskellige farver, og jeg har hørt nogle mennesker sige ... 'hvorfor har vi overhovedet farverne, hvorfor har vi ikke bare brint og brint med lavt kulstofindhold?'"

"Og i sidste ende er det den kulstoffattige bit, der er vigtig, og både pink og grøn ville gøre det."