Không phải tất cả hydro đều giống nhau. Ngay cả khi khí luôn cháy thành nước tinh khiết, nó vẫn có thể thải ra lượng khí thải carbon xấu.
Hầu hết hydro cho xe H2 đều có màu xám
Nguồn: BMW
SPX/Cologne. Hydro sẽ trở thành nguyên tố hóa học trung tâm của quá trình chuyển đổi năng lượng. Khí không màu và không mùi có thể đóng một vai trò quan trọng trong tương lai, không chỉ trong giao thông. H2 cũng sẽ được sử dụng trên quy mô lớn làm nguồn năng lượng và nguyên liệu thô trong ngành công nghiệp hóa chất và thép. Ngoài các ứng dụng sẵn sàng cho sản xuất và vận chuyển hàng loạt, việc tạo ra hydro vẫn còn là một vấn đề. Về nguyên tắc, có một số cách để làm điều này - nhưng chỉ có một cách thực sự “xanh”. Một chút lý thuyết về màu sắc.
Hydro xanh: Biến thể mà về cơ bản mọi người đều mong muốn. Và là phương án duy nhất có thể làm cho các phương tiện sử dụng pin nhiên liệu hoặc nhiên liệu điện tử thực sự trung hòa với khí hậu. Nó thu được bằng cách điện phân: sự phân hủy điện của nước thành các khối xây dựng cơ bản của nó là oxy và hydro. Nếu sử dụng điện “xanh” cho việc này thì sản phẩm cuối cùng cũng là “xanh”. Vấn đề là sự sẵn có của nguồn điện xanh dư thừa. Chỉ khi có nhiều hơn mức cần thiết hiện tại thì việc điện phân thua lỗ mới đáng giá. Hiện tại, đây chỉ là trường hợp ở Đức ở quy mô nhỏ, ví dụ như việc lưu trữ cục bộ năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời dư thừa trực tiếp tại địa điểm sản xuất.
Hydro xám: Biến thể thường được sử dụng ngày nay trong cả công nghiệp và giao thông. Thay vì H2O, nó được làm từ nguyên liệu hóa thạch - chủ yếu là khí tự nhiên - cũng chứa nhiều nguyên tử H. Ngoài oxy (“O”), thứ còn lại còn là carbon (“C”), thường ở dạng CO2 hoặc các loại khí khác, thậm chí còn gây hại cho khí hậu hơn như metan. Hydro hóa thạch không giúp ích gì cho khí hậu, ngay cả khi nó cũng đốt cháy mà không phát thải cục bộ trong pin nhiên liệu hoặc động cơ đốt. Nếu hỗn hợp điện hiện tại được sử dụng trong sản xuất thì lượng CO2 chảy vào cân bằng thậm chí còn nhiều hơn. Đến lúc đó, việc đốt trực tiếp khí tự nhiên có thể sẽ là một lựa chọn thuận lợi hơn cho khí hậu.
Hydro xanh lam: Biến thể hiện đang nổi lên như một sự dung hòa giữa hydro xám hiện có và hydro xanh thân thiện với khí hậu. Kể từ mùa hè, chính phủ liên bang cũng đã công nhận phiên bản khí xanh lam, chứ không chỉ là màu xanh lá cây, đủ điều kiện nhận tài trợ, kể cả trong khuôn khổ Đạo luật Năng lượng Xây dựng. Sự khác biệt với khí xám: CO2 sinh ra trong quá trình sản xuất từ khí tự nhiên được thu giữ và lưu trữ để nó không còn lọt vào khí quyển nữa. Tuy nhiên, về mặt kỹ thuật, thu hồi carbon (CCS) chưa sẵn sàng để sử dụng trên quy mô lớn. Và vấn đề lưu trữ cuối cùng cũng sẽ trở thành một vấn đề. Ngoài ra, câu hỏi vẫn là về chi phí, có thể sẽ cao do nỗ lực rất lớn trong sản xuất và lưu trữ.
Hydro trắng: Biến thể tốt như hydro xanh. Vấn đề: Khí chỉ xuất hiện ở dạng cơ bản trên Trái đất ở các lớp đá sâu hơn. Ở một số nơi có thể đạt được nó với độ sâu khoan có thể quản lý được - nhưng việc chiết xuất rất khó khăn vì các phân tử cực kỳ phản ứng và dễ bay hơi. Tiềm năng của việc này hầu như là vô hạn - khí liên tục được hình thành từ nước ngầm trong lõi trái đất. Không có CO2 được tạo ra. Niềm hy vọng của các bộ phận nền kinh tế cũng cao tương ứng. Gần đây chúng đã được tiếp nhiên liệu khi trữ lượng lớn nhất (46 triệu tấn) ở châu Âu cho đến nay được phát hiện ở Pháp. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu chúng có thể được khai thác hay không và khi nào.
Hydro màu hồng: Biến thể được tạo ra từ năng lượng hạt nhân, được sản xuất thông qua điện phân hoặc nhiệt phân. Bởi vì ít nhất nhà máy điện hạt nhân hoạt động không có CO2 nên nó thường được coi là tương đương với hydro xanh về mặt công nghệ khí hậu. Tuy nhiên, cả lượng phát thải từ việc khai thác, làm giàu uranium cũng như quá trình lưu trữ cuối cùng đều không được tính đến. Những con số này cao đến mức nào thì khó ước tính vì một mặt là do thiếu kinh nghiệm, mặt khác là nhiều con số mang màu sắc ý thức hệ. Tuy nhiên, điều rõ ràng là CO2 được tạo ra với số lượng không thể bỏ qua. Ngoài ra, công nghệ này không được ưa chuộng ở nhiều xã hội vì hậu quả nghiêm trọng của tai nạn và vấn đề lưu trữ cuối cùng chưa được giải quyết. Ít nhất là ở châu Âu, tương lai của công nghệ rất không chắc chắn đối với các tòa nhà mới. Ngay cả khi những thứ này xuất hiện, có lẽ sẽ phải mất hàng thập kỷ trước khi chúng xuất hiện trực tuyến, như trường hợp của Olkiluoto-3 của Phần Lan.
Hydro trung hòa khí hậu có thể vẫn khan hiếm và đắt đỏ trong nhiều năm tới. Sự cởi mở chính trị đối với hydro xanh tốt nhất chỉ là một giải pháp giả cho vấn đề sẵn có. Trong bối cảnh đó, khó có thể tưởng tượng rằng khí đốt được sản xuất ở châu Âu sẽ là nguồn thay thế cho pin cho ô tô trong tương lai gần. Và thậm chí sử dụng nó trong xe tải có thể sẽ rất tốn kém. Liệu có cơ hội lâu dài cho hydro trong vận tải đường bộ hay không phụ thuộc ít nhất vào sự phát triển của công nghệ pin. Nếu những thông báo về mật độ năng lượng vượt xa 500 watt giờ trên mỗi kg trở thành hiện thực, pin nhiên liệu cũng sẽ bị thiếu hụt trên xe tải.
