Choć sam wodór jest bezbarwny, to w świecie energii przypisano mu całą paletę kolorów. Kolory opisują tu nie jego wygląd, lecz sposób, w jaki został stworzony. To prosty, ale niezwykle użyteczny system klasyfikacji, który pozwala szybko ocenić, jak „czysty” i przyjazny środowisku jest dany rodzaj wodoru.

Produkcja tego gazu może przebiegać różnymi metodami – od procesów opartych na paliwach kopalnych po technologie wykorzystujące energię odnawialną. Poszczególne sposoby różnią się nie tylko kosztami i sprawnością, lecz także ilością emitowanych gazów cieplarnianych. Dlatego kolory wodoru stały się czytelnym kodem, który pozwala jednym spojrzeniem rozpoznać, z jakiego źródła pochodzi wodór^[1].

Podział wodoru na kolory w zależności od źródła energii i technologii produkcji (opracowanie własne)

CZARNY lub BRĄZOWY

Czarny i brązowy wodór powstaje w procesie zgazowania węgla, czyli przekształcania go w mieszaninę gazów w wysokiej temperaturze. Kolor określa rodzaj surowca: czarny wodór otrzymuje się z węgla kamiennego, a brązowy – z węgla brunatnego. Choć technologia ta pozwala wytwarzać duże ilości wodoru, ma istotną wadę – towarzyszy jej wysoka emisja dwutlenku węgla, co czyni ją jedną z najmniej przyjaznych dla środowiska metod produkcji. Z tego powodu czarny i brązowy wodór uznaje się za najmniej ekologiczny spośród wszystkich rodzajów wodoru.

SZARY

Szary wodór to obecnie najczęściej wytwarzany rodzaj wodoru na świecie. Powstaje głównie z gazu ziemnego w procesie reformingu parowego, w którym metan pod wpływem wysokiej temperatury rozkłada się na wodór i dwutlenek węgla. Technologia ta jest dobrze znana, wydajna i stosunkowo tania, dlatego dominuje w globalnej produkcji wodoru. Jej główną wadą jest jednak duża ilość CO₂ uwalniana do atmosfery, co sprawia, że proces ten ma wysoki ślad węglowy i negatywnie wpływa na środowisko. Z tego powodu szary wodór coraz częściej traktowany jest jako rozwiązanie tymczasowe, poprzedzające rozwój bardziej ekologicznych technologii, takich jak wodór niebieski czy zielony.

NIEBIESKI

Niebieski wodór wytwarza się z gazu ziemnego lub węgla, podobnie jak wodór szary, czarny czy brązowy, jednak różni się sposobem postępowania z powstającym dwutlenkiem węgla. W procesie jego produkcji część CO₂ jest wychwytywana i bezpiecznie składowana pod ziemią przy użyciu technologii CCS (Carbon Capture and Storage). Dzięki temu ilość uwalnianego dwutlenku węgla jest znacznie mniejsza, a sam proces uznaje się za czystszy i bardziej przyjazny dla środowiska. Mimo to niebieski wodór nadal opiera się na paliwach kopalnych, dlatego traktowany jest jako rozwiązanie przejściowe w drodze do całkowicie bezemisyjnej energetyki wodorowej.

TURKUSOWY

Turkusowy wodór to jedna z nowszych i bardziej obiecujących technologii produkcji wodoru. Powstaje z gazu ziemnego w procesie pirolizy metanu, w którym gaz ten rozkłada się w wysokiej temperaturze na wodór i węgiel w postaci stałej. W przeciwieństwie do produkcji niebieskiego wodoru, proces ten nie wytwarza dwutlenku węgla, co czyni go znacznie bardziej przyjaznym dla środowiska. Dodatkowo powstający węgiel stały może być wykorzystany w przemyśle, np. do produkcji materiałów węglowych czy elektrod. Choć technologia turkusowego wodoru znajduje się jeszcze na etapie rozwoju i testów, łączy w sobie zalety niskiej emisji z potencjalnie niższymi kosztami, dlatego uznawana jest za jedno z perspektywicznych źródeł wodoru.

ZIELONY

Zielony wodór uznawany jest za najbardziej ekologiczny i pożądany kierunek rozwoju technologii wodorowych. Powstaje w procesie elektrolizy wody, w którym energia elektryczna z odnawialnych źródeł – takich jak wiatr, słońce czy energia wodna – rozdziela cząsteczki wody na wodór i tlen. W tym procesie nie powstają żadne emisje dwutlenku węgla, dzięki czemu zielony wodór jest całkowicie bezemisyjny. Choć jego produkcja jest obecnie droższa niż w przypadku wodoru szarego czy niebieskiego, koszty systematycznie spadają wraz z rozwojem technologii i spadkiem cen energii odnawialnej. Zielony wodór może być wykorzystywany do magazynowania nadwyżek energii, napędzania pojazdów, a także w przemyśle i energetyce, stając się kluczowym elementem przyszłej gospodarki neutralnej klimatycznie.

RÓŻOWY, CZERWONY i FIOLETOWY

Różowy, czerwony i fioletowy wodór to trzy odmiany wodoru powstające z wykorzystaniem energii jądrowej, różniące się jednak sposobem jej zastosowania. Różowy wodór produkowany jest w procesie elektrolizy wody zasilanej energią elektryczną z elektrowni jądrowych. Czerwony wodór wykorzystuje ciepło i parę wytwarzaną w reaktorach jądrowych do wysokotemperaturowego rozkładu wody, dzięki czemu proces ten wymaga znacznie mniej energii elektrycznej i charakteryzuje się większą efektywnością. Fioletowy wodór natomiast łączy obie te metody – w jego produkcji stosuje się jednocześnie energię elektryczną i ciepło z reaktora jądrowego, co pozwala jeszcze skuteczniej ograniczyć zużycie energii i emisję gazów cieplarnianych. Wszystkie trzy formy wodoru uznawane są za czyste i stabilne źródła energii, które mogą wspierać rozwój niskoemisyjnej gospodarki.

BIAŁY

Biały wodór to wodór występujący w sposób naturalny w skorupie ziemskiej. Powstaje w wyniku reakcji chemicznych zachodzących głęboko pod powierzchnią Ziemi, najczęściej między wodą a minerałami bogatymi w żelazo w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury. Gaz ten może gromadzić się w szczelinach skalnych podobnie jak gaz ziemny. Biały wodór jest w pełni czysty i bezemisyjny, ponieważ nie wymaga żadnego procesu przemysłowego do jego wytworzenia.

Zobacz także

• Charakterystyka wodoru i jego znaczenie dla podziemnego magazynowania
• Zastosowanie wodoru
• Historia wodoru

Literatura

[1] Incer-Valverde J., Korayem A., Tsatsaronis G., Morosuk T., 2023. “Colors” of hydrogen: Definitions and carbon intensity. Energy Conversion and Management 291, 117294