Водородът ще бъде едно от ключовите оръжия на човечеството във войната срещу емисиите на въглероден диоксид, но трябва да се третира внимателно. Нови доклади показват как неконтролируемите водородни емисии могат косвено да предизвикат затоплящи ефекти, 11 пъти по-лоши от тези на CO2.
Водородът може да се използва като чист енергиен носител и преминаването му през горивна клетка за производство на електричество не произвежда нищо друго освен вода като страничен продукт. Той носи много повече енергия за дадено тегло от литиевите батерии и е по-бързо да се пълни резервоар, отколкото да се зарежда батерия, така че водородът се разглежда като много обещаваща зелена опция в няколко трудни за декарбонизиране приложения, където батериите няма да се режат горчицата – например авиация, корабоплаване и камиони на дълги разстояния.
Но когато се отдели директно в атмосферата, самият водород може да взаимодейства с други газове и пари във въздуха, за да произведе мощни затоплящи ефекти. Наистина, ново проучване на правителството на Обединеното кралство постави тези взаимодействия под микроскоп и определи, че потенциалът за глобално затопляне (GWP) на водорода е около два пъти по-лош, отколкото се разбираше преди; за 100-годишен период от време един тон водород в атмосферата ще затопли Земята около 11 пъти повече от тон CO2 с несигурност ± 5.
Как водородът действа като парников газ?
Един от начините е чрез удължаване на живота на атмосферния метан. Водородът реагира със същите тропосферни окислители, които “почистват” емисиите на метан. Метанът е невероятно мощен парников газ, причиняващ около 80 пъти повече затопляне от еквивалентно тегло на CO2 през първите 20 години. Но хидроксилните радикали в атмосферата я почистват сравнително бързо, докато CO2 остава във въздуха в продължение на хиляди години, така че CO2 е по-лош в дългосрочен план.
Когато има водород, обаче, тези хидроксилни радикали реагират с водорода. Има по-малко почистващи препарати, така че има директно повишаване на концентрациите на метан и метанът остава в атмосферата по-дълго.
Нещо повече, наличието на водород увеличава концентрацията както на тропосферния озон, така и на стратосферната водна пара, засилвайки ефекта на “радиационно принудително” действие, което също повишава температурите.
Как водородът излиза в атмосферата?
Голяма част от това е теч, според втори доклад от Frazer-Nash Consultancy. Съхранявайте водорода в цилиндър със сгъстен газ и можете да предположите, че ще губите между 0,12% и 0,24% от него всеки ден. Той ще изтече от тръби и клапани, ако го разпределите по този начин, губейки около 20 процента повече обем от метан газ, който сега преминава през общинските тръбопроводи – въпреки че тъй като водородът е много по-лек от метана, този по-голям обем се равнява на само 15 процента от теглото.
Когато водородът се транспортира като криогенна течност, изпаряването е неизбежно и можете да очаквате да губите средно около 1% от него на ден. В момента това се изпуска в атмосферата.
Действително, операциите по обезвъздушаване и прочистване понастоящем са често срещани в целия жизнен цикъл на водорода. Те се появяват по време на електролиза, по време на компресия, по време на зареждане с гориво и по време на процеса на преобразуване обратно в електричество чрез горивна клетка.
Когато има обезвъздушаване или продухване, процентите са склонни да намаляват това, което се губи чрез просто изтичане – например се приема, че настоящите процедури на електролиза, използващи обезвъздушаване и продухване, губят между 3,3-9,2 процента от целия произведен водород, в зависимост до голяма степен от това колко често започва процесът се включва и изключва – това е малко притеснение в ситуации, когато производството на водород се разглежда като начин за съхраняване на излишната енергия от възобновяеми източници, която не се използва от незабавно търсене.
Емисиите от прочистване и обезвъздушаване могат да бъдат почистени значително чрез добавяне на системи за рекомбиниране на изпуснатия или продухвания водород обратно във вода и връщането му обратно в процеса – но ще мине известно време, преди тези видове операции да станат икономически жизнеспособни.
Като цяло, докладът на Frazer-Nash очаква, че между 1-1,5 процента от целия водород в неговия централен моделен сценарий ще бъде излъчен в атмосферата, като транспортните емисии са отговорни за около половината от това, а емисиите при производството и потреблението в крайна сметка поемат приблизително една четвърт всяка.
Междувременно, работейки при различни предположения, първият свързан доклад очаква някъде между 1% и 10% от целия водород в неговия глобален сценарий ще бъде излъчен в атмосферата,
Това означава ли, че “зеленият водород” трябва да се избягва в надпреварата за нулеви емисии?
Не. Докладът на правителството на Обединеното кралство обяснява, че „увеличението на еквивалентните емисии на CO2 на базата на 1% и 10% процент на изтичане на H2 компенсира съответно приблизително 0,4 и 4% от общото еквивалентно намаление на емисиите на CO2“, така че дори да приемем най-лошия сценарий на изтичане, това е все още огромно подобрение.
„Докато ползите от еквивалентно намаляване на емисиите на CO2 значително надвишават ползите, произтичащи от изтичането на H2,“ продължава той, „те ясно демонстрират важността на контролирането на изтичането на H2 в рамките на водородната икономика“.
Източник: Атмосферни последици от увеличената употреба на водород/Неконтролируеми водородни емисии в бъдеща водородна икономика чрез Презареждане на новини
Публикациите се превеждат автоматично с google translate
