Jotta vety voisi olla ilmastoratkaisu, vuodot on korjattava.
Tämän artikkelin on julkaissut Environmental Defense Fund, ja sen ovat kirjoittaneet Steven Hamburg ja Ilissa OckoIt. Siinä tiivistetään vedyn varastoinnin ja kuljetuksen haasteet erittäin hyvin, ja se on kirjoittajien ansiota, sillä he selittävät monimutkaisen asian hyvin yksinkertaisella tavalla.
Keskeisimpiä asioita meille ovat:
Öljy- ja kaasuyhtiöt ja hallitukset ympäri maailmaa katsovat yhä enemmän vedyn olevan tie kohti hiilidioksidipäästöjen vähentämistä. Hydrogen Councilin mukaan viime aikoina on ilmoitettu yli 350 uudesta hankkeesta, joiden arvo on $500 miljardia euroa. Kansainvälisen energiajärjestön mukaan kysyntä voi kuusinkertaistua vuoteen 2050 mennessä.
Ennen kuin sitoudutaan tähän laajaan rakentamiseen, on tärkeää ymmärtää, miten vety voi vaikuttaa ilmastonmuutokseen - mukaan luettuna vedyn oma merkittävä lämpenemispotentiaali, joka jää laajalti huomiotta.
Vetyä koskevan tieteen tutkiminen
Arvioimme nykyistä tieteellistä tietämystä nyt vertaisarvioinnissa olevassa artikkelissa ja totesimme, että vety voisi oikeissa olosuhteissa todellakin olla osa puhtaan energian siirtymää. Väärin tehtynä se voi kuitenkin olla lähitulevaisuudessa huonompi ilmastolle kuin fossiiliset polttoaineet, jotka se korvaisi.
Hiilidioksidi voi olla vedyntuotannon sivutuote, mutta vetyä poltettaessa tai polttokennossa käytettäessä ei synny hiilidioksidipäästöjä. Kun vety kuitenkin päästetään ilmakehään, se vaikuttaa ilmastonmuutokseen lisäämällä muiden kasvihuonekaasujen, kuten metaanin, otsonin ja vesihöyryn määrää, mikä johtaa epäsuoraan lämpenemiseen.
Tämä on ongelma, koska vedyn pientä molekyyliä on vaikea hallita. Sen tiedetään vuotavan helposti ilmakehään koko arvoketjussa. Mitä pidemmälle se kulkee tuotannon ja loppukäytön välillä, sitä suurempi on vuotomahdollisuus.
Se on hyvin tiedossa. Kävi kuitenkin ilmi, että tiedämme hyvin vähän siitä, kuinka paljon vetyä todellisuudessa karkaa todellisista järjestelmistä. Se ei ole ollut selvää, koska ei ole ollut mitään syytä tarkastella perusturvarajoja pidemmälle - tähän asti.
Tämä johtuu siitä, että perinteiset mittarit jättävät systemaattisesti huomiotta vedyn ja muiden lyhytikäisten ilmastoa lisäävien aineiden lyhyen aikavälin vaikutukset, sillä ne ilmaisevat kertaluonteisen päästöpulssin lämpenemisvaikutukset 100 vuoden aikajänteellä (GWP-100), mikä peittää alleen paljon suuremman ja välittömämmän vaikutuksen.
Vedyn lämpenemisvaikutuksia on aliarvioitu toisestakin syystä. Viime aikoihin asti kaikissa arvioissa vedyn ilmastoa lämmittävästä vaikutuksesta on otettu huomioon vain troposfääri eikä vaikutuksia stratosfäärissä. Molempien huomioon ottaminen paljastaa, että vedyn lämpenemispotentiaali on suurempi kuin yleensä tunnustetaan.
Kun yhdistettyjä ilmakehävaikutuksia sovelletaan lyhyemmällä, merkityksellisemmällä ajanjaksolla, arvioimme, että viiden vuoden lämpenemisteho, joka aiheutuu vetypulsseista suhteessa hiilidioksidiin, on 20 kertaa suurempi kuin nykyiset laskelmat, jotka perustuvat tavanomaiseen 100 vuoden lähestymistapaan.
Ja kun tarkastelemme jatkuvien päästöjen suhteellista lämpenemisvaikutusta pulssipäästöjen sijasta - jotka edustavat paremmin todellista maailmaa - vety on 100 kertaa voimakkaampi kuin hiilidioksidipäästöt 10 vuoden ajanjaksolla.
Vuodon määrän arvioinnin merkitys
Ymmärtääksemme, mitä tämä voisi tarkoittaa, tarkastelimme kirjallisuudessa esitettyjä mahdollisia vuotoasteita.
Suurissa vuototilanteissa vetypäästöt voivat aiheuttaa lähes kaksi kertaa enemmän lämpenemistä ensimmäisten viiden vuoden aikana sen jälkeen, kun ne ovat korvanneet fossiiliset polttoaineet. Jos vuotojen määrä on kuitenkin minimaalinen, vety voisi vähentää lämpenemistä 80% samana aikana.
Vetyä korvaamalla vältetyt hiilidioksidipäästöt vuosikymmenien ajan merkitsevät sitä, että ilmastohyötyjä kertyy vuotoasteesta riippumatta. Vaikka vuotojen määrä olisi suuri, lämpenemisvaikutus 100 vuoden kuluttua vedyn käyttöönotosta olisi 80% pienempi kuin fossiilisilla polttoaineilla (vaikka impulssimaisiin eikä jatkuviin päästöihin perustuva hyöty paisuttaakin hyötyjä huomattavasti).
Nämä havainnot pätevät myös uusiutuvalla energialla tuotettuun vetyyn: Jopa kohtuullisenkin vuotamisen vuoksi tämä "vihreä" vety voi lisätä lämpenemistä lähitulevaisuudessa. Vaikutukset ovat vielä suuremmat maakaasusta tuotetun "sinisen" vedyn osalta, koska maakaasun toimitusketjussa syntyvät metaanipäästöt lisäävät lämpenemistä.
Tämä tarkoittaa, että vetyintensiivisissä skenaarioissa (50% tai enemmän vedyn avulla tuotetusta energian loppukysynnästä), joissa vuotojen määrä on suuri, jopa vihreä vety voi aiheuttaa kymmenesosan celsiusasteen lämpenemisen vuonna 2050.
Koska vedyn lähi- ja keskipitkän aikavälin lämpenemisvaikutukset ovat niin paljon suuremmat kuin yleensä tunnustetaan, on järkevää, että vaikutukset otetaan selkeästi huomioon ja minimoidaan aktiivisesti, jotta fossiilisten polttoaineiden korvaamisesta vedyllä saataisiin mahdollisimman suuri ilmastohyöty. Onhan paljon helpompaa minimoida vetyvuodot järjestelmää suunniteltaessa kuin jälkiasennettaessa.
Vedyn saaminen oikein alusta alkaen
Seuraavassa on viisi asiaa, jotka auttavat varmistamaan myönteisen ilmastotuloksen:
Lisää tutkimusta vedyn lämpenemisvaikutuksista suhteessa muihin kasvihuonekaasuihin ja kehittää malleja, joilla voidaan lisätä luottamusta siihen, miten vedyn käyttöönotto vaikuttaisi globaaliin lämpötilaan eri vuotoasteilla.
Mittaa vuoto tarkasti, mikä edellyttää laitteita, jotka pystyvät mittaamaan vetypitoisuuksia miljardin kappaleen tasolla, jotta voimme systemaattisesti mitata vuotojen määrän.
Ilmastomittareiden käyttö jotka heijastavat vetyjen vuotamisen mahdollista merkitystä politiikan kannalta merkityksellisellä lähitulevaisuudella sen sijaan, että tukeuduttaisiin yksinomaan 100-vuotislaskentaan.
Sisällytetään vetyvuodon todennäköisyys ja sen vaikutukset. päätöksissä siitä, missä ja miten vetyä käytetään. Käyttö olisi keskitettävä sinne, missä sitä tuotetaan ja käytetään lähellä ja missä sen kuljetustarve on vähäinen.
Tunnistetaan vuotojen vähentämistoimenpiteet ja parhaat käytännöt.. Viime vuosikymmenen aikana maakaasuvuotojen minimoimisesta saadut kokemukset voivat auttaa, vaikka näiden kahden kaasun ominaisuuksissa on eroja.
Uusiutuvalla energialla tuotetun sähkön ohjaaminen vihreän vedyn tuotantoon on myös huolenaihe. Koska vetyä ei synny itsestään, sen erottamiseen vedestä tai muista molekyyleistä tarvitaan valtavasti energiaa. Tämä tarkoittaa, että vedyn käyttöön tarvitaan enemmän energiaa kuin tapauksissa, joissa suora sähköistäminen on mahdollista.
Meidän on myös ymmärrettävä paremmin muita ilmasto- ja ympäristökysymyksiä, kuten vedyn poltosta aiheutuvien NOx-päästöjen terveysvaikutuksia paikallisyhteisöihin ja vaikutuksia vesivaroihin.
Emme voi myöskään unohtaa ottaa huomioon vetyä maakaasusta tuotettaessa tarvittavan hiilidioksidin talteenottoteknologian tehokkuutta ja pysyvyyttä sekä metaanivuodon minimoimista. Näiden päästöjen estäminen on olennaisen tärkeää, jotta sininen vety voisi tuottaa suuria nettohyötyjä ilmastolle.
Ala on vielä lapsenkengissä. Meillä on tilaisuus varmistaa, että vetyhankkeisiin maailmanlaajuisesti tehdyt valtavat investoinnit tuottavat niitä hyötyjä, joita niiden tukijat lupaavat - mutta vain, jos omaksumme ennakoivan ja tieteellisen lähestymistavan siihen, miten, milloin ja missä vetyä käytetään.
Triton Hydrogen -tiimin alaviite: Tritonex tarjoaa 100% tieteellisesti todistetun ratkaisun vetyvuodon estämiseksi.