Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Nová správa tvrdí, že vodík je pre klímu 11-krát horší ako CO2

Nová správa tvrdí, že vodík je pre klímu 11-krát horší ako CO2
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
12. 4. 2022
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Vodík môže byť jedným z kľúčových spôsobov ľudstva v boji proti emisiám oxidu uhličitého, no treba s ním zaobchádzať naozaj opatrne. Nové správy ukazujú, že fugitívne emisie vodíka môžu nepriamo spôsobiť 11-krát horšie účinky na globálne otepľovanie ako CO2.

Vodík sa dá použiť ako čistý nosič energie a jeho prečerpávaním cez palivový článok na výrobu elektriny vzniká ako vedľajší produkt len voda. Na danú hmotnosť prenáša oveľa viac energie ako lítiové batérie a jeho doplnenie je rýchlejšie ako nabitie batérie. Vodík sa tak považuje za veľmi sľubnú ekologickú možnosť v niekoľkých ťažko dekarbonizovateľných aplikáciách, kde batérie nestačia - napríklad v letectve, lodnej doprave a diaľkovej nákladnej doprave.

Keď sa však vodík uvoľňuje priamo do atmosféry, môže sám interagovať s inými plynmi a parami v ovzduší a spôsobovať silné otepľovanie. Nová štúdia vlády Spojeného kráľovstva skutočne podrobila tieto interakcie skúmaniu a zistila, že potenciál globálneho otepľovania (GWP) vodíka je približne dvakrát vyšší, ako sa doteraz predpokladalo; v priebehu 100 rokov jedna tona vodíka v atmosfére oteplí Zem približne 11-krát viac ako jedna tona CO2, pričom odchýlka je ± 5.

Ako sa vodík správa ako skleníkový plyn?

 

Jedným zo spôsobov je predĺženie životnosti atmosférického metánu. Vodík reaguje s rovnakými troposférickými oxidantmi, ktoré „čistia“ emisie metánu. Metán je neuveriteľne silný skleníkový plyn, ktorý počas prvých 20 rokov spôsobuje približne 80-krát väčšie otepľovanie ako ekvivalentná hmotnosť CO2. Hydroxylové radikály v atmosfére ho však relatívne rýchlo vyčistia, zatiaľ čo CO2 zostáva vo vzduchu tisíce rokov, takže CO2 je z dlhodobého hľadiska horší.

Keď je však prítomný vodík, tieto hydroxylové radikály namiesto toho reagujú s vodíkom. Čistiacich látok je menej, takže koncentrácia metánu priamo stúpa a metán zostáva v atmosfére dlhšie. Prítomnosť vodíka navyše zvyšuje koncentráciu troposférického ozónu aj vodnej pary v stratosfére, čím sa zvyšuje efekt „radiačnej sily“, ktorý tiež zvyšuje teploty.

Ako vodík uniká do atmosféry?

 

Podľa druhej správy od Frazer-Nash Consultancy je veľká časť z neho úniková. Ak skladujete vodík vo fľaši so stlačeným plynom, môžete predpokladať, že každý deň ho stratíte 0,12 až 0,24 %. Ak ho budete distribuovať týmto spôsobom, bude unikať z potrubí a ventilov, čím stratí približne o 20 percent väčší objem ako metán, ktorý v súčasnosti prúdi mestským potrubím - hoci keďže vodík je oveľa ľahší ako metán, tento väčší objem sa rovná len 15 percentám hmotnosti.

Ak sa vodík prepravuje ako kryogénna kvapalina, odparovaniu sa nedá vyhnúť a môžete očakávať, že sa ho denne stratí v priemere asi 1 percento. V súčasnosti sa tento únik vypúšťa do atmosféry.

Operácie vypúšťania a preplachovania sú v súčasnosti bežné v celom životnom cykle vodíka. Vyskytujú sa počas elektrolýzy, počas kompresie, počas tankovania a počas procesu spätnej premeny na elektrickú energiu prostredníctvom palivového článku.

Tam, kde dochádza k odvzdušňovaniu alebo preplachovaniu, sa percentuálne hodnoty pohybujú na úrovni straty spôsobenej jednoduchým únikom. Napríklad pri súčasných postupoch elektrolýzy, pri ktorých sa využíva odvzdušňovanie a preplachovanie, sa predpokladá strata 3,3 až 9,2 % všetkého vyrobeného vodíka. Závisí to najmä od toho, ako často sa proces spúšťa a vypína. To je trochu znepokojujúce v situáciách, keď sa výroba vodíka považuje za spôsob uskladnenia prebytočnej obnoviteľnej energie, ktorá nie je spotrebovaná okamžitým dopytom.

Emisie z preplachovania a vypúšťania sa dajú výrazne vyčistiť pridaním systémov na rekombináciu vypúšťaného alebo preplachovaného vodíka späť do vody a jeho vrátenie do procesu. No bude ešte chvíľu trvať, kým budú tieto druhy operácií ekonomicky životaschopné.

Celkovo sa v správe od Frazer-Nash Consultancy očakáva, že v jej hlavnom modelovom scenári sa do atmosféry vypustí 1 až 1,5 % všetkého vodíka, pričom emisie z dopravy budú zodpovedné za približne polovicu tohto množstva a emisie na konci výroby a spotreby budú predstavovať približne štvrtinu.

Prvá súvisiaca správa, ktorá vychádza z iných predpokladov, očakáva, že v globálnom scenári sa do atmosféry uvoľní od 1 do 10 % všetkého vodíka,

Znamená to, že „zelený vodík“ by sa mal v pretekoch za nulovými emisiami vylúčiť?

 

Nie. Správa vlády Spojeného kráľovstva vysvetľuje, že „zvýšenie ekvivalentných emisií CO2 na základe 1 % a 10 % miery úniku H2 kompenzuje približne 0,4 %, resp. 4 % celkového ekvivalentného zníženia emisií CO2“, takže aj za predpokladu najhoršieho scenára úniku ide stále o obrovské zlepšenie.

„Hoci výhody vyplývajúce z ekvivalentného zníženia emisií CO2 výrazne prevyšujú nevýhody vyplývajúce z úniku H2,“ uvádza sa ďalej, „jasne dokazujú dôležitosť kontroly úniku H2 v rámci vodíkového hospodárstva.“

Zdroje: Atmospheric Implications of Increased Hydrogen Use (Atmosférické dôsledky zvýšeného využívania vodíka), Fugitive Hydrogen Emissions in a Future Hydrogen Economy (Fugitívne emisie vodíka v budúcom vodíkovom hospodárstve), prostredníctvom Recharge News.