Водень в 11 разів небезпечніший для клімату, ніж СО2, – дослідження shutterstock

Водень в 11 разів небезпечніший для клімату, ніж СО2, – дослідження

Катерина Бєлоусова

Коли водень викидається безпосередньо в атмосферу, він може взаємодіяти з іншими газами та парами, створюючи потужний ефект потепління

Дослідження уряду Великобританії показали, що протягом 100-річного періоду часу тонна водню в атмосфері нагріє Землю приблизно в 11 разів більше, ніж тонна CO2, з невизначеністю ± 5.

Він потрапляє в атмосферу через неминучі витоки при зберіганні та транспортуванні, повідомляє New Atlas.

Хоча водень стає однією з ключових знарядь людства у війні проти викидів вуглекислого газу, поводитися з ним потрібно обережно.

Водень можна використовувати як чистий енергоносій, адже пропускання його через паливний елемент для виробництва електроенергії утворює лише воду, як побічний продукт. Н2 несе набагато більше енергії для заданої ваги, ніж літієві батареї, і швидше заповнювати бак, ніж заряджати акумулятор.

Його використання допоможе з декарбонізацією, наприклад авіації, судноплавстві та далекомагістральних вантажоперевезеннях.

Коли водень викидається безпосередньо в атмосферу, він може взаємодіяти з іншими газами та парами, створюючи потужний ефект потепління.

Нове дослідження уряду Великобританії визначило, що потенціал глобального потепління водню (GWP) приблизно вдвічі нижчий, ніж вважалося раніше.

Водень діє як парниковий газ

Водень подовжує термін життя атмосферного метану, адже реагує з тими ж тропосферними окислювачами, які "очищають" викиди метану. 

Метан є неймовірно потужним парниковим газом, який за перші 20 років викликає потепління приблизно в 80 разів більше, ніж еквівалентна маса CO2. Проте гідроксильні радикали в атмосфері очищають її відносно швидко, тоді як CO2 залишається в повітрі протягом тисяч років. Тому CO2 гірше в довгостроковій перспективі.

Однак, коли присутній водень, ці гідроксильні радикали реагують з воднем замість метану. Існує менше засобів для очищення, тому відбувається пряме підвищення концентрації метану, і він залишається в атмосфері довше.

Також присутність водню збільшує концентрацію як тропосферного озону, так і стратосферної водяної пари, посилюючи ефект "радіаційного впливу", який також підвищує температури.

Як водень потрапляє в атмосферу

Другий звіт Frazer-Nash Consultancy показав, що основним шляхом потрапляння водню в атмосферу є витоки.

При його зберігання у балоні зі стисненим газом втрачається від 0,12% до 0,24% щодня. Він витече з труб і клапанів, втративши приблизно на 20% відсотків більше об’єму, ніж метан, який зараз проходить через муніципальні трубопроводи. Хоча, оскільки водень набагато легший за метан, цей більший об’єм дорівнює лише 15% від ваги.

У разі транспортування водню у вигляді кріогенної рідини википання неминуче. В середньому втрати складатимуть близько 1% щодня.

Наразі це викидається в атмосферу.

Операції вентиляції та продувки в даний час є поширеними впродовж життєвого циклу водню. Вони виникають під час електролізу, під час стиснення, під час заправки та під час процесу перетворення назад в електрику через паливний елемент.

Там, де є вентиляція або продування, відсотки, як правило, зменшують те, що втрачається через простий витік. Наприклад, припускається, що поточні процедури електролізу з використанням вентиляції та продування втрачають від 3,3%-9,2% всього виробленого водню, в основному залежно від того, як часто процес запускається. Це викликає занепокоєння в ситуаціях, коли виробництво водню розглядається як спосіб накопичення надлишку відновлюваної енергії, який не вичерпується негайною потребою.

Викиди продувки та вентиляції можна значно зменшити, додавши системи для рекомбінації видаленого або очищеного водню назад у воду та подачі його назад у процес, але пройде деякий час, перш ніж такі операції стануть економічно вигідними.

Загалом, у звіті Фрейзера-Неша очікується, що від 1% до 1,5% всього водню в його центральному сценарії моделювання буде викидатися в атмосферу, причому на транспортні викиди прийдеться приблизно їх половина, а викиди наприкінці виробництва та споживання займатимуть близько 25% кожен.

У першому зв’язаному звіті очікується, що в атмосферу буде викидатися від 1% до 10% усього водню за його глобальним сценарієм.

"Зеленого водню" не слід уникати для досягнення нульових викидів

У звіті уряду Великобританії пояснюється, що збільшення еквівалентних викидів CO2 на основі витоків на 1% та 10% H2 компенсує приблизно 0,4% та 4% загального скорочення еквівалентних викидів CO2 відповідно. Тому, навіть припускаючи найгірший сценарій витоку, це все ще величезне покращення.

"Хоча переваги від еквівалентного скорочення викидів СО2 значно переважають переваги, які виникають від витоку H2, вони чітко демонструють важливість контролю над витоком H2 в рамках водневої економіки", – йдеться у звіті.

Нагадаємо, Європейський Союз виділяє 1,1 мільярда євро на розвиток семи великомасштабних промислових низьковуглецевих ініціатив.

Як повідомляла ЕкоПолітика раніше, Європа відмовиться від російського газу й фактично декарбонізується швидше через вторгнення Росії в Україну.

Читайте також
В ЄС запровадять вуглецеві контракти для переходу з “сірого” на “зелений” водень
В ЄС запровадять вуглецеві контракти для переходу з “сірого” на “зелений” водень

Наявні проєкти з відновлюваної енергетики не дозволять використовувати REPowerEU  для виробництва зеленого водню за принципом "додатковості" в країнах-експортерах

ЄС має забезпечити постачання енергії та прискорити водневу інфраструктуру – EUROFER
ЄС має забезпечити постачання енергії та прискорити водневу інфраструктуру – EUROFER

Швидкий доступ сталеливарної промисловості до зеленого водню сприятиме розвитку ринків водню у Європі, упевнені у Європейській асоціації сталі

Ілон Маск назвав найдурнішу ідею зберігання енергії
Ілон Маск назвав найдурнішу ідею зберігання енергії

Такою, на його думку, є використання водню

Порт Роттердама спрогнозував зростання поставок водню у Європу до 2030 року
Порт Роттердама спрогнозував зростання поставок водню у Європу до 2030 року

Найбільший порт Європи зможе доставляти щороку в північно-західну частину материку втричі більше водню, ніж прогнозували раніше