Исследователи из Принстонского университета и Национальной ассоциации океанических и атмосферных исследований установили пороговые значения для утечки водорода, превышение которых усилит климатические изменения в течение десятилетий.
В атмосфере водород реагирует с гидроксильным радикалом ОН вместо метана, что приводит к его накоплению в атмосфере, сообщает Phys.org.
Как известно, метан является мощным парниковым газом, увеличивающим потепление климата более чем в 80 раз за первые 20 лет по сравнению с углеродом.
Исследователи подчеркнули, что водород рассматривают как топливо будущего. Однако его утечки создают много экологических и технологических проблем, которые могут даже превысить влияние ископаемого топлива. Необходимые решения все еще отсутствуют.
Они обнаружили, что риск причинения вреда возрастает при методах производства водорода с использованием метана в качестве сырья. Это подчеркивает критическую потребность в управлении и минимизации утечек водорода.
Отмечается, что гидроксильный радикал играет решающую роль в выведении из атмосферы парниковых газов, таких как метан и озон. В атмосферу попадает ограниченное количество этого вещества. Чем больше водорода попадает в атмосферу, тем больше в ней будет накапливаться метан. Это усугубит нагрев планеты.
"Если вы сейчас выбросите немного водорода в атмосферу, это приведет к прогрессивному накоплению метана в последующие годы, — сказал один из авторов исследования Маттео Бертаньи. – Несмотря на то, что водород живет в атмосфере всего около двух лет, через 30 лет вы все равно будете иметь обратную связь с метаном из этого водорода".
Исследователи обнаружили, что для "зеленого" водорода критический порог утечек достигает 9%. То есть если более 9% производимого "зеленого" водорода вытечет в атмосферу – то ли в точке производства, то ли во время транспортировки, то ли где-нибудь вдоль цепочки создания стоимости – количество метана в атмосфере увеличится в течение следующих нескольких десятилетий. Это отменит некоторые климатические преимущества отказа от ископаемого топлива.
Авторы исследования подчеркнули, что для "голубого" водорода, производимого путем риформинга метана с последующим улавливанием и хранением углерода, порог выбросов еще ниже. Ведь при производстве создаются утечки метана. Если уровень утечки метана достигает 0,5% – критический порог утечек водорода составляет 4,5%.
Исследователи подчеркнули важность временного масштаба, в котором рассматривается влияние водорода на метан в атмосфере.
По словам Бертаньи, в долгосрочной перспективе (например, в течение столетия) переход на водородную экономику, вероятно, принесет преимущества для климата, даже если уровень утечки метана и водорода будет достаточно высоким. Со временем концентрация газа в атмосфере достигнет нового равновесия и переход на водородную экономику продемонстрирует свои климатические преимущества. Но прежде чем это произойдет, потенциальные ближайшие последствия утечек водорода могут привести к невосполнимому экологическому и социально-экономическому ущербу.
Он подчеркнул, что переход на водородное топливо должен учитывать контроль утечек водорода и метана. Трудность процесса связана с тем, что водород – маленькая молекула, которую трудно контролировать и измерять. Управление его утечками, вероятно, потребует от исследователей разработки лучших методов отслеживания потерь водорода в цепочке создания стоимости.
"Если компании и правительства серьезно планируют инвестировать деньги в развитие водорода как ресурса, они должны убедиться, что делают это правильно и эффективно", – сказал ученый.
Напомним, развитие водородного сектора потребует минимизации утечек Н2, чтобы сохранить максимальные климатические преимущества. Хотя он не имеет прямого влияния на климат, его взаимодействие с другими загрязнителями приблизительно в 11 раз превышает углекислый газ в 100-летнем потенциале глобального потепления.
Как сообщала ЭкоПолитика ранее, исследования правительства Великобритании показали, что в течение 100-летнего периода времени тонна водорода в атмосфере нагреет Землю примерно в 11 раз больше, чем тонна CO2, с неопределенностью ±5.
