Серый, голубой, бирюзовый: сколько цветов у водорода

Представьте, что вы выбираете молоко в магазине. На витрине десятки разноцветных пакетов: в белой упаковке — фермерское, в синей — обычное пастеризованное, в зеленой — без лактозы. Цветовой маркировкой пользуются и в энергетике, когда говорят о водороде. Две абсолютно идентичные молекулы бесцветного газа H_₂ могут быть «зелеными», «белыми», «изумрудными» — все зависит от способа их производства.

Зеленый

Так называют водород, производство которого считается самым экологичным: его получают с помощью энергии возобновляемых источников — например, солнечных, ветровых и гидроэлектростанций. Воду расщепляют на водород и кислород методом электролиза. При таком способе не образуются парниковые газы.

Серый

Это самый распространенный сегодня водород. Для его получения метан перерабатывают вместе с водяным паром методом паровой конверсии, при этом образуется углекислый газ. Доля серого водорода в энергетике по-прежнему велика из-за дешевизны его производства, но с ростом экологических стандартов его вытесняет газ других цветов.

Синий (голубой)

Тот же серый, но с одним уточнением: образующийся углекислый газ улавливают и хранят, а не отправляют в атмосферу. Такой подход делает водород чище, однако технологии улавливания углерода пока мало распространены.

Бирюзовый

Это нечто среднее между серым, синим и зеленым. Такой водород производят методом пиролиза метана: газ нагревают до высоких температур при недостатке кислорода и получают водород и твердый углерод. Углерод не улетает в атмосферу, как в случае с серым водородом, а хранится или используется в промышленности.

Бирюзовый водород считается одним из самых перспективных в мире. По уровню экологичности он стоит наравне с водородом других цветов, полученным методом электролиза воды. Технология позволяет получить несколько полезных продуктов одновременно. 

Артем Власов

Эксперт «Газпром нефти» по газовым технологиям

Изумрудный

Новинка в водородной палитре. Этот водород получают из биометана и природного газа с помощью термоплазменного электролиза — за счет воды, электричества и плазмы. Ученые изучают и тестируют  технологию.

Желтый (оранжевый)

Как и зеленый, желтый водород производят методом электролиза, но с использованием атомной энергии, что минимизирует образование углерода при производстве. Однако называть его полностью экологичным нельзя из-за ядерных отходов, которые нужно утилизировать, переработать или захоронить.

Розовый

Этот водород получают, как и желтый, методом электролиза воды за счет ядерной энергии, но прямо на атомных электростанциях. 

Красный

Технология его получения повторяет способ производства розового водорода, но воду разлагают не электролизом, а с помощью химических реакций и катализаторов при высокой температуре.

Пурпурный

Этот газ можно будет получить, когда создадут термоядерные установки. За счет ядерной энергии и пиролиза можно будет разложить воду на кислород и водород

Коричневый (бурый)

Такой водород производят путем газификации бурого угля, одного из самых углеродоемких видов топлива. Уголь превращается в водородсодержащий газ в результате его окисления при высокой температуре. При этом образуется много углекислого газа, из-за чего способ считается наименее экологичным.

Черный

Это водород, полученный по той же технологии, что и коричневый, но из черного угля.

Белый

Это природный водород — его можно найти в недрах Земли. Ученые не подозревали о его существовании до конца XX века, поскольку водород бесцветен, не имеет запаха и его сложно обнаружить из-за живущих в почве микробов, которые им питаются. Потенциально на нашей планете есть большие запасы белого водорода, однако они залегают глубоко под землей. Такой водород не нужно производить, но пока его сложно найти и еще сложнее добыть.

Что дальше?

Цветовая палитра водорода, скорее всего, продолжит пополняться новыми цветами: инженеры изобретают всё новые способы его производства в погоне за экологичностью и экономической эффективностью. Сегодня тестируют технологии получения этого газа из отходов пластика, отработанных солнечных панелей и даже из воздуха.