Потенциалът на водорода като чисто гориво може да бъде ограничен от химическа реакция в ниските слоеве на атмосферата, според изследване от Принстънския университет и Националната асоциация по океанология и атмосфера на САЩ (National Oceanic and Atmospheric Association).
Това е така, защото водородният газ лесно реагира в атмосферата със същата молекула ОH, отговорна основно за разграждането и на мощния парников газ – метана, т.е. остава по-малко количество ОH, която да разгражда метана. Ако водородните емисии надхвърлят определен праг, тази споделена реакция вероятно ще доведе до натрупване на метан в атмосферата – с десетилетия последици за климата.
Въпреки, че първоначално водородът е бил обявен за “горивото на бъдещето“, според учените на практика водородните технологии създават много екологични и технологични проблеми, които трябва да бъдат разгледани.
Д-р Матео Бертани от Института за околна среда High Meadows е първият автор на изследователска статия, публикувана в Nature Communications, в която изследователите моделират ефекта на водородните емисии върху атмосферния метан. Те откриха, че над определен праг, ако заменим използването на изкопаеми горива с производство на енергия от водород, това може да причини вреди на околната среда чрез увеличаване на количеството метан. Рискът от вреди се усложнява при методите за производство на водород, използващи метан (изкопаем газ) като суровина, подчертавайки критичната необходимост от управление и минимизиране на емисиите от производството на водород.
Според Бертани ефектите от рязък скок на водорода, който може да възникне, когато правителствените стимули за производство на водород се разширят, могат да имат последици за климата на планетата в продължение на десетилетия.
Проблемът се свежда до една малка, трудна за измерване молекула, известна като хидроксилен радикал (ОН). Често наричан „чистачът на тропосферата“, OH играе критична роля в елиминирането на парникови газове като метан и озон от атмосферата.
Хидроксилният радикал също реагира с водородния газ в атмосферата. И тъй като всеки ден се генерира ограничено количество OH, всеки скок в емисиите на водород означава, че повече OH ще се използва за разграждане на водород, оставяйки по-малко OH наличен за разграждане на метан. В резултат на това метанът ще остане по-дълго в атмосферата, разширявайки въздействието си върху затоплянето.
В проучването изследователите са идентифицирали повратната точка, при която емисиите на водород ще доведат до увеличаване на атмосферния метан и по този начин ще подкопаят някои от краткосрочните ползи от водорода като чисто гориво. Чрез идентифициране на този праг, изследователите са изработили цели за управление на водородните емисии.
За водорода, наричан зелен водород, който се произвежда чрез разделяне на водата на водород и кислород с помощта на електричество от възобновяеми източници, Бертани твърди в доклада си, че критичният праг за водородни емисии е около 9%. Това означава, че ако повече от 9% от произведения зелен водород изтече в атмосферата – независимо дали това е в точката на производство, по време на транспортиране или където и да е другаде по веригата – атмосферният метан ще се увеличи през следващите няколко десетилетия, анулирайки някои от ползите за климата от преминаването отвъд изкопаеми горива.
А за синия водород, който се отнася до водород, произведен чрез метода паров реформинг на природен газ с последващо улавяне и съхранение на въглерод, прагът за емисии е дори по-нисък. Тъй като самият метан е в основата на процеса на преобразуване на водород, производителите на син водород трябва да вземат предвид директното изтичане на метан в допълнение към изтичането на водород. Например, изследователите са установили, че дори при ниво на изтичане на метан от 0,5%, изтичането на водород трябва да се поддържа под около 4,5%, за да се избегне увеличаването на концентрациите на метан в атмосферата.
Източници:
