Elszáll vagy megmarad?

A hidrogén több funkciójában is felválthatja a szénhidrogéneket, már ha olcsó és karbonsemleges módon állítjuk elő.

A hidrogén a periódusos rendszer egyes rendszámú eleme, amely minden más elemnél gyakrabban fordul elő az univerzumban. Emellett az első számú energiaforrás is, a csillagokban hidrogénatommagok fuzionálnak óriási energiakibocsátás kíséretében. A fúziós energia felhasználása áramtermelésre egyike a jövő ígéretes vállalkozásainak, ám sok évtizednyi kutatás és kísérletezés után még mindig nem tartunk ott, hogy ezzel reálisan számolni lehessen a közeljövőben. A hidrogént azonban el is lehet égetni, reakciója az oxigénnel simán vízgőzt termel, amely ugyan maga is üvegházhatású, de (a szén-dioxiddal vagy a metánnal ellentétben) nem ragad be a légkörbe, hanem részt vesz a globális vízkörzésben. Apró probléma, hogy bolygónkon gazdaságosan kitermelhető mennyiségben sehol sem találni elemi állapotú hidrogént. De kötött állapotban sűrűn előfordul: a vízben, számos ásványban és a komplett ökoszisztémában. Úgy is mondhatjuk, hogy a hidrogén nem energiaforrás, hanem másodlagos energiahordozó.

Mindez nem csupán azt jelenti, hogy tiszta hidrogént csak komoly energiabefektetéssel tudunk szintetizálni, hanem azt is, hogy a szóba jöhető nyersanyagforrások részben maguk is fontos energiahordozók. A talán legelterjedtebb hidrogéngyártási metódus a metán (a földgáz legfontosabb komponense) gőzreformálása: az SMR-nek nevezett eljárás során magas hőmérsékleten, 800–900 Celsius-fokon, ráadásul magas nyomáson a víz(gőz) reagál a metánnal, közben hidrogén és több lépcsőben szén-dioxid keletkezik. Hasonló módon izzó szén és vízgőz is reagálhat egymással, és ekkor is hidrogén (plusz szén-monoxid) képződhet. A hidrogén az ilyen elegyekből (pl. vízgáz) leválasztható, de jelentős a különbség a technológiai eljárások között abban a tekintetben, hogy mi történik a reakció közben keletkező más, széntartalmú, gáznemű, közvetlenül vagy közvetve egyaránt üvegházhatású komponensekkel (ha a hidrogéngyártás szokásos eljárásai közben rendre termelődő szén-monoxidot el­égetjük, akkor is szén-dioxid képződik). Ha a szén-dioxidot kártékony módon a levegőbe eregetjük, akkor az így kapott hidrogént szürke hidrogénnek nevezzük. Momentán ez a legolcsóbb hidrogén-előállítási eljárás, amelyet széles körben is alkalmaznak. Elvégre a vegyiparnak temérdek hidrogénre van szüksége; megannyi nehézvegyészeti (pl. petrolkémiai) eljárás mellett sok-sok hidrogén kell a műtrágyagyártás során az ammónia szintéziséhez. Ha ezt a relatíve olcsó processzust összekötjük a szén-dioxid megkötésével, az már kék hidrogént eredményez, ami még mindig nem túl drága. „Türkiz” hidrogént olyan metánalapú kémiai reakciók nyomán (pl. hőbontással) kapunk, amelyek eredményeként nem is képződik szén-dioxid, ám ezek már korántsem olcsók.