ما هو تصنيف الهيدروجين ولماذا هو مفيد؟
Hydrogen plays a significant role in decarbonization as the world strives to limit global warming. With the increased spotlight on this critical clean energy source, colorful terms such as green hydrogen, blue hydrogen and grey hydrogen have entered the increasingly complex lexicon of sustainability buzzwords. But what does a system of color-coding mean, and why is it useful?
Hydrogen has been used as fuel for more than two centuries. Though thousands of vehicles and machines worldwide are powered by hydrogen fuel cells today, the complexities and cost of hydrogen production have hindered its wide-scale adoption in the past.
Hydrogen is the most abundant element in the universe, but it doesn’t occur naturally on its own. Hydrogen must be produced by separating it from other elements, such as water or fossil fuels. There are various ways to do this, and each process uses different amounts of energy and produces different greenhouse gas emissions.
As a clean energy source, it is crucial to differentiate hydrogen by the production method used to understand the full picture of its environmental impact.
Why a hydrogen "rainbow?"
يعد قوس قزح الهيدروجين طريقة بسيطة للأشخاص الذين لا يعملون في صناعة الطاقة النظيفة أو ليسوا على دراية بها لفهم الخيارات المتاحة حول حل الطاقة المثير هذا. ومن الجدير بالذكر أن الهيدروجين كله عبارة عن غاز غير مرئي عديم اللون. لسوء الحظ، لا يوجد هيدروجين في الواقع باللون الوردي أو الأصفر أو الفيروزي في اللون المرئي.
وبدلاً من ذلك، تعتبر الألوان أداة مفيدة لتصنيف وتذكر أنواع الهيدروجين.
The colors – while not reflecting scientific properties – used to label the production methods are meaningful in some cases and arbitrary in others. Green hydrogen, unsurprisingly, is the most sustainable option with the least environmental impact. Meanwhile, turquoise hydrogen gets its name because its production process is between green and blue. The hydrogen rainbow continues to expand as innovative new hydrogen production methods are introduced.
الهيدروجين الأخضر
لا يحتوي الهيدروجين الأخضر على أي انبعاثات كربونية ويتم إنتاجه باستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية لتحليل المياه بالكهرباء. تستخدم المحللات الكهربائية تفاعلًا كهروكيميائيًا لتقسيم الماء إلى مكوناته من الهيدروجين والأكسجين.
Green hydrogen is the only hydrogen that emits zero harmful emissions during production. While the benefits of green hydrogen are significant, its production is more expensive and makes up a very small percentage of hydrogen production. As new advances and innovations in green hydrogen are made, prices will come down, and usage will grow.
Green hydrogen is the primary focus of Accelera™ by Cummins electrolyzer technologies. With proton exchange membrane (PEM) technology in its portfolio, Accelera electrolyzers actively produce green hydrogen in Bécancour, Canada, with a نظام بقدرة 90 ميجاوات. Most recently, Accelera announced a 100MW system commissioned in partnership with bp.
الهيدروجين الأصفر
مجموعة فرعية من الهيدروجين الأخضر، يتم إنتاج الهيدروجين الأصفر من خلال التحليل الكهربائي الناتج عن الطاقة الشمسية.
الهيدروجين الرمادي
يتم إنشاء الهيدروجين الرمادي من الغاز الطبيعي - عادة الميثان - من خلال عملية تسمى إصلاح بخار الميثان (SMR). The most common form of hydrogen production, grey hydrogen, makes up 95% of hydrogen production in the United States and has the lowest cost. The greenhouse gases made in the process are not captured.
الهيدروجين الأزرق
مثل الهيدروجين الرمادي، يعتمد الهيدروجين الأزرق على عملية SMR التقليدية.
The key difference is the usage of carbon capture and storage (CSS). CSS traps the carbon dioxide from the reforming process and sequesters it underground. This technically lowers the emission threshold, but direct methane and hydrogen leakage from storage carbon pockets are a concern.
يُطلق على الهيدروجين الأزرق اسم منخفض الكربون بسبب CSS، ولكن لا يزال هناك جدل حول ما إذا كان استخدام SRM مع CSS يمكن اعتباره حقًا عملية "منخفضة الكربون".
هيدروجين الفيروز
أحد الألوان الأحدث التي انضمت إلى طيف الهيدروجين هو الهيدروجين الفيروزي. يقع الفيروز بين الهيدروجين الأخضر والأزرق، ويتم إنتاج الفيروز من خلال عملية تسمى الانحلال الحراري للميثان. هذه عملية ذات درجة حرارة عالية تحول الميثان إلى غاز الهيدروجين والكربون الصلب - مثل الفحم أو الكتلة الحيوية - في وجود محفز. لا يتم إنشاء أول أكسيد الكربون أو انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.
While turquoise hydrogen has no proven impact at scale yet, it has potential as a low-emission solution if scientists can find ways to power the thermal process with renewable energy and adequately use or store the carbon byproduct.
الهيدروجين الوردي
يستخدم الهيدروجين الوردي الطاقة النووية لتغذية التحليل الكهربائي اللازم لإنتاجه. توفر درجات الحرارة المرتفعة للمفاعلات النووية فائدة إضافية، حيث تنتج الحرارة الشديدة بخارًا يمكن استخدامه في التحليل الكهربائي أو إصلاح غاز الميثان البخاري القائم على الغاز الأحفوري في أشكال أخرى لإنتاج الهيدروجين.
الهيدروجين البني والأسود
Black and brown hydrogen represents the traditional process for making hydrogen – the gasification of coal. Black coal (anthracite and bituminous coal) releases less CO2 per unit of energy produced than brown coal (lignite), but that doesn’t mean the gasification of black coal is desirable. It is still the most environmentally damaging hydrogen production process.
هيدروجين أبيض
White hydrogen is a naturally occurring, geological hydrogen found in underground deposits. Universities, companies, and research and policy organizations are exploring the potential of this hydrogen and its extraction impact.
يُطلق على الهيدروجين الموجود طبيعيًا أيضًا اسم الهيدروجين "الذهبي"، ولكن قد ينتهي الأمر بالهيدروجين الذهبي في فئته الخاصة قريبًا. في حين لا يزال هناك جدل حوله، فإن هيدروجين الذهب هو استخراج الهيدروجين من تخمير الميكروبات الموجودة في آبار النفط المستنفدة.
تأثير قوس قزح
Hydrogen can provide a clean fuel source and heat for homes, transport and industry. But its green credentials vary depending on how it is produced. Though the rainbow has been criticized in some places for oversimplifying the nuances of the production processes, it has undoubtedly helped people to learn about the options and their upsides and downsides. The colors have made it easy to remember these potentially complex messages, which options are the best, and to better understand an exciting new clean energy solution.
