Не поспішайте з водневою економікою, поки ми не дізнаємось про всі ризики для нашого клімату

Існує глобальний інтерес до потенціалу водневої економіки, що частково зумовлене занепокоєнням щодо зміни клімату та необхідності відійти від викопних видів палива.

Наприклад, цього місяця австралійське національне наукове агентство CSIRO оприлюднило звіт про те, що використання чистого водню в якості палива може зменшити викиди в авіацію, включаючи повний перехід від звичайного реактивного палива близько 2050 року.

Воднева економіка могла б використати багаті ресурси Австралії та сонячної та вітрової енергії в Австралії, і забезпечує спосіб зберігання та транспортування енергії.

Але, на сьогоднішній день, мало уваги стосується потенційних екологічних проблем.

Використання водню як палива може погіршити глобальне потепління, впливаючи на хімічні реакції в атмосфері. Ми повинні знати більше про цей ризик, перш ніж зануритися з головою в перехід водню.

Водневий світанок Австралії

Водень — найпоширеніший елемент у Всесвіті. На Землі його знаходять переважно у воді, з якої його можна видобути. Якщо для цього процесу використовується поновлювана енергія, водень, в принципі, може вироблятися без викидів.

Національна стратегія Водороду в Австралії, опублікована в листопаді минулого року, визначила експорт водню головною економічною можливістю.

Такі країни, як Німеччина, Японія та Південна Корея, мають великі енергетичні потреби та зобов'язання щодо скорочення викидів. Але у них обмежені можливості для розробки власних відновлюваних ресурсів. Це створює для Австралії велику можливість поставляти водень у світ.

Водневі проекти в Австралії готуються. Наприклад, нещодавно уряд штату Квінсленд оголосив $ 4,2 мільйона на дослідний проект з введення водню в газову мережу Гладстона.

Аналогічний проект також запропонований для Південної Австралії, підтриманий державним грантом у розмірі 4,9 мільйонів доларів. У Новому Південному Уельсі пропонується об'єднати водень у існуючій газовій мережі.

Але мало приділено уваги можливим наслідкам для навколишнього середовища водню як джерела енергії.

Реакції в атмосфері

В атмосфері озон і водяна пара реагують із сонячним світлом, утворюючи так звані гідроксильні радикали.

Ці потужні окислювачі реагують та допомагають виводити інші хімічні речовини, що потрапляють в атмосферу за допомогою природних та людських процесів, таких як спалювання викопного палива. Однією з таких хімікатів є метан, потужний парниковий газ.

Але водень також реагує з гідроксильними радикалами і, тим самим, знижує їх концентрацію. Будь-який водень, що просочився в атмосферу — наприклад, під час виробництва, транспорту або в місці використання — може викликати цю реакцію.

Це зменшило б кількість доступних гідроксильних радикалів для їх важливої ​​функції очищення.

Водень на підйомі

Концентрації водню в атмосфері контролюють у всьому світі. У сукупності дані показують зростання з часом. Це стосується Ірландії та на мисі Грим на північному заході Тасманії, де концентрація водню зросла приблизно на 4% за останні 25 років.

З нашим сучасним розумінням циклу водню не можна сказати, чому це сталося. Дійсно, це завдання: покращити розуміння, щоб ми могли передбачити будь-які наслідки витоку водню та вирішити, які можуть бути прийнятні показники витоку.

Виходячи з того, що ми знаємо, водень може збільшити глобальне потепління на 20-30%, ніж метан, якщо він просочиться в атмосферу.

Наше розуміння поки що говорить про те, що якби економія водню замінила енергетичну систему, що базується на викопному паливі і мала витоку в 1%, її вплив на клімат складе 0,6% від системи викопного палива.

Але нам потрібно краще зрозуміти водневий кругообіг, наприклад, як земельні поверхні поглинають водень. Тим часом ми повинні намагатися мінімізувати витоки водню у виробництві, зберіганні та використанні.

Уроки метану

Прихильність до водневої економіки повинна уникати підводних каменів, які супроводжували розширення економіки природного газу.

Дослідження, опубліковані в цьому році, показали, що викиди від нашого більшого використання викопного метану приблизно на 25% до 40% перевищують попередньо оцінені.

Інші дослідження показують, що викиди метану зросли майже на 10% з 2000-2006 рр. До останнього року дослідження, 2017 року.

Захоплюватися витоком метану важко через багато способів, зокрема:

  • під час видобутку вугілля
  • з вибухів свердловин природного газу
  • під час розвідки та експлуатації сланцевого газу
  • через несправну сантехніку під час промислового, комерційного та побутового розподілу газу.

Навпаки, викиди водню, швидше за все, відбуватимуться в основному під час розподілу та кінцевого використання через несправну арматуру для труб, враховуючи відсутність видобутку в економіці водню.

Забігаючи наперед

Можливо, викид водню з сітчастої та розподільної системи буде низьким. Але уточнення того, наскільки це має бути низьким, і які інженерні підходи підходять, має бути частиною процесу розробки.

Енергетичне майбутнє на основі водню може, ймовірно, забезпечити привабливий варіант у пошуках економії з нульовим викидом вуглецю. Але всі аспекти водневого варіанту слід враховувати в цілісній та обґрунтованій доказом оцінці.

Це забезпечило б будь-який перехід до водневої економіки приносить переваги клімату, що перевищує енергетичні системи на основі викопного палива.

Facebook Comments