هیدروژن سادهترین و سبکترین عنصر است و با نماد H در اولین جایگاه جدول تناوبی قرار دارد. این عنصر در زمین به میزان تقریبا نامحدود یافت میشود، اما تقریبا همیشه به صورت ترکیبات شیمیایی مانند آب و سایر ترکیبات آلی وجود دارد و بنابراین در تمام موجودات زنده نیز یافت میشود. خود هیدروژن منبع انرژی نیست، بلکه حامل انرژی است که میتواند انرژی را ذخیره و منتقل کند. برای تولید آن باید انرژی اولیه مصرف شود. بسته به نوع انرژی اولیهای که برای تولید هیدروژن استفاده میشود، این گاز بیرنگ و بیبو نامهای مختلفی دارد.
هیدروژن خاکستری
هیدروژن خاکستری بهطور کامل از سوختهای فسیلی تولید میشود. در فرآیند تولید آن، معمولا گاز طبیعی تحت حرارت به هیدروژن و دیاکسید کربن (CO2) تجزیه میشود. دیاکسید کربن تولید شده معمولا بدون استفاده و به جو آزاد میشود که به تشدید اثر گلخانهای کمک میکند. به طور کلی، تولید یک تن هیدروژن باعث انتشار حدود ده تن CO2 میشود. در صنعت شیمی، هیدروژن اغلب به عنوان محصول جانبی، مثلا در الکترولیز کلر-قلیا، تولید میگردد.
هیدروژن آبی
هیدروژن آبی همان هیدروژن خاکستری است که دیاکسید کربن حاصل از تولید آن توسط فناوری جداسازی و ذخیره کربن (CCS) گرفته شده و ذخیره میشود. به همین دلیل این روش تولید به عنوان روشی کربنخنثی محسوب میشود. بسیاری از فعالان، بهویژه صنعت گاز طبیعی، هیدروژن آبی را بهترین و مقرون به صرفهترین گزینه در حال حاضر میدانند. با این حال، نگرانیهایی وجود دارد مبنی بر اینکه ذخیرهسازی CO2 در معادن یا مخازن قدیمی گاز طبیعی ممکن است ایمن و پایدار نباشد و هزینههای مربوط به جداسازی، حمل و ذخیره این گاز نیز بالا است.
هیدروژن فیروزهای
هیدروژن فیروزهای از طریق تجزیه حرارتی متان (پیرولیز متان) تولید میشود. در این فرایند به جای CO2 گازی، یک مادهی جامد تولید میشود که میتواند در صنایع مختلف مانند تولید مواد سبک یا ساخت باتری مورد استفاده قرار گیرد. این روش تنها در صورتی کربنخنثی است که گرمای لازم برای واکنش در راکتور دمای بالا از منابع انرژی تجدیدپذیر تامین شود و کربن به صورت دائمی ذخیره گردد.
هیدروژن سبز
هیدروژن سبز از طریق الکترولیز آب تولید میشود. برای اینکه این هیدروژن واقعا سبز باشد، باید برق مصرفی الکترولیز فقط از منابع انرژی تجدیدپذیر تامین شود. کارایی الکترولیز آب در حال حاضر حدود 60 درصد است، به این معنی که تقریبا 60 درصد از انرژی مصرفی برای الکترولیز در هیدروژن ذخیره میشود. هیدروژن سبز به عنوان یکی از ارکان مهم پیشبرد انتقال انرژی پاک و رسیدن به اهداف توافقنامه اقلیمی پاریس شناخته میشود.
