Водород в 11 раз хуже для климата, чем CO2 – исследование правительства Великобритании

12.04.2022 Водород станет одним из ключевых видов оружия человечества в борьбе с выбросами углекислого газа, но с ним нужно обращаться осторожно. Новые отчеты показывают, как летучие выбросы водорода могут косвенно вызывать потепление в 11 раз сильнее, чем у CO2. Водород можно использовать в качестве чистого энергоносителя, и пропуская его через топливный элемент для производства электроэнергии, в качестве побочного продукта не образуется ничего, кроме воды. Он несет гораздо больше энергии при заданном весе, чем литиевые батареи, и пополнить бак быстрее, чем зарядить батарею, поэтому водород рассматривается как очень многообещающий экологически чистый вариант в нескольких трудно поддающихся обезуглероживанию приложениях, где батареи не будут экономить энергию. горчица – например, авиация, судоходство и дальнемагистральные перевозки. Но когда он выбрасывается непосредственно в атмосферу, сам водород может взаимодействовать с другими газами и парами в воздухе, вызывая мощные эффекты потепления. Действительно, новое исследование правительства Великобритании рассмотрело эти взаимодействия под микроскопом и определило, что потенциал глобального потепления водорода (GWP) примерно в два раза выше, чем предполагалось ранее; за 100-летний период тонна водорода в атмосфере нагреет Землю примерно в 11 раз больше, чем тонна CO2, с погрешностью ± 5. Как водород ведет себя как парниковый газ? Одним из способов является продление срока службы атмосферного метана. Водород реагирует с теми же тропосферными окислителями, которые «очищают» выбросы метана. Метан является невероятно мощным парниковым газом, вызывающим потепление примерно в 80 раз больше, чем эквивалентный вес CO2 за первые 20 лет. Но гидроксильные радикалы в атмосфере очищают ее относительно быстро, в то время как CO2 остается в воздухе тысячи лет, так что в долгосрочной перспективе CO2 хуже. Однако, когда присутствует водород, эти гидроксильные радикалы вместо этого реагируют с водородом. Существует меньше очищающих агентов, поэтому происходит прямое увеличение концентрации метана, и метан дольше остается в атмосфере. Более того, присутствие водорода увеличивает концентрацию как тропосферного озона, так и стратосферного водяного пара, усиливая эффект «радиационного воздействия», который также повышает температуру. Как водород уходит в атмосферу? Согласно второму отчету Frazer-Nash Consultancy , во многом это утечки . Храните водород в баллоне со сжатым газом, и вы можете предположить, что вы будете терять от 0,12 до 0,24 процента его каждый день. Если распределить его таким образом, он будет вытекать из труб и клапанов, теряя примерно на 20 процентов больше объема, чем газообразный метан, который сейчас течет по муниципальным трубопроводам, хотя, поскольку водород намного легче метана, этот больший объем составляет всего 15 процентов от веса. Там, где водород транспортируется в виде криогенной жидкости, выкипание неизбежно, и вы можете ожидать потери в среднем около 1 процента в день. В настоящее время он выбрасывается в атмосферу. Действительно, операции вентиляции и продувки в настоящее время распространены на протяжении всего жизненного цикла водорода. Они возникают при электролизе, при сжатии, при заправке и в процессе преобразования обратно в электричество через топливный элемент. Там, где есть вентиляция или продувка, проценты, как правило, превышают потери из-за простой утечки – например, предполагается, что текущие процедуры электролиза с вентиляцией и продувкой теряют от 3,3 до 9,2 процента всего произведенного водорода, в основном в зависимости от того, как часто начинается процесс. включается и выключается — это немного беспокоит в ситуациях, когда производство водорода рассматривается как способ хранения избыточной возобновляемой энергии, которая не удовлетворяется немедленным спросом. Продувку и вентиляцию выбросов можно значительно сократить, добавив системы для рекомбинации сброшенного или очищенного водорода обратно в воду и подачи его обратно в процесс, но пройдет некоторое время, прежде чем такие операции станут экономически жизнеспособными. В целом, в отчете Фрэзера-Нэша ожидается, что от 1 до 1,5 процентов всего водорода в его основном сценарии моделирования будет выбрасываться в атмосферу, при этом транспортные выбросы составляют около половины этого объема, а выбросы на этапах производства и потребления занимают примерно по четверти каждого. Между тем, исходя из различных предположений, в первом связанном отчете ожидается, что где-то от 1 до 10 процентов всего водорода в его глобальном сценарии будет выброшено в атмосферу. Означает ли это, что в гонке за нулевыми выбросами следует избегать «зеленого водорода»? Нет. В отчете правительства Великобритании поясняется, что «увеличение эквивалентных выбросов CO2 на основе коэффициента утечки H2 на 1 и 10 процентов компенсирует примерно 0,4 и 4 процента общего сокращения эквивалентных выбросов CO2 соответственно», поэтому даже при наихудшем сценарии утечки это все еще огромное улучшение. «Хотя выгоды от эквивалентного сокращения выбросов CO2 значительно перевешивают недостатки, связанные с утечкой H2, — продолжает он, — они ясно демонстрируют важность контроля утечки H2 в водородной экономике».   Елена Краснова     Источник The post Водород в 11 раз хуже для климата, чем CO2 – исследование правительства Великобритании appeared first on Поиск - новости науки и техники.