Fornybare eller fossile brensler? Måten hydrogen produseres på, utgjør en stor forskjell i utslippsintensiteten. Shutterstock 

Det er stor spenning om at Australia potensielt kan produsere hydrogen som et rent drivstoff i stor skala for eksport til land som Tyskland, Japan og Sør-Korea.

Hydrogen (H₂) er en nyttig energibærer, og frigjør ikke klimagass når den energien gjenvinnes. Men karbondioksid (CO₂) kan slippes ut når hydrogen produseres, avhengig av om prosessen bruker fornybar energi eller fossilt brensel.

Dr Alan Finkel - den føderale regjeringens spesielle rådgiver for lavutslippsteknologi og tidligere sjefforsker - sa denne måneden: “Verdens vil trenge mye hydrogen, og jo flere måter vi kan få det hydrogen på, desto bedre”.

Men vår analyse, utgitt i dag, viser produksjon av hydrogen fra fossilt brensel medfører betydelig risiko. Prosessen kan avgi betydelige klimagassutslipp - og å fange disse utslippene i høy hastighet kan gjøre prosessen dyrere enn hydrogen produsert fra fornybar energi. Disse funnene har store implikasjoner ettersom Australia ser ut til å bli en hydrogen-supermakt.

'Rengjør' hydrogen fra kull eller gass?

Nullutslipp av "grønt hydrogen" produseres via elektrolyse av vann når prosessen drives av fornybar energi.

Hydrogen kan også produseres fra fossile brensler - inkludert kull og gass. Dette kan føre til mye CO₂-utslipp, selv når noe karbon fanges opp og lagres.

Flere strategidokumenter lar døren stå åpen for Australia for å produsere “lavutslipp” hydrogen fra fossilt brensel. Disse inkluderer Nasjonal hydrogenstrategi Finkel var i spissen som sjefforsker, og den føderale regjeringen Kjøreplan for teknologiinvesteringer.

I en fersk Kvartalsoppgave, Sa Finkel CO₂ fra hydrogenproduksjon må fanges opp og lagres - faktisk argumenterte han for at importland ville insistere på det. Dette, sier Finkel, betyr at hydrogen fra fossile brensler vil være "rent hydrogen".

Men frekvensen av karbonfangst og lagring (CCS) varierer. Og jo større utslippshastighet som er fanget og lagret sikkert under jorden, jo dyrere blir prosessen.

Fokus på utslippsintensitet

Globalt er det for tiden bare noen få store hydrogenanlegg som opererer, og hvor mye karbonfangst som oppnås i praksis, rapporteres sjelden.

Når vi vurderer om en drivstoffkilde har lite karbon, beregner vi dens "utslippsintensitet". Dette refererer til hvor mange kilo CO₂ som er forbundet med produsert energi.

Vår analyse fant utslippsintensiteten til fossilbrenselbaserte hydrogenproduksjonssystemer er betydelig, selv med karbonfangst.

For eksempel har produksjonen av hydrogen fra kull, hvis 90% av utslippene fanges opp, en utslippsintensitet som ikke er mye lavere enn for bruk av gass til samme energiinnhold. Det samme gjelder hydrogen fra gass, med en fangstrate på 56%.

Vår analyse tar også hensyn til såkalte "flyktige utslipp" som frigjøres under utvinning og prosessering av fossile brensler. De blir vanligvis ignorert, men er viktige.

Under globale regnskapsregler vil utslipp fra hydrogenproduksjon telle med i produsentlandets varelager. Men mange hydrogenimportører som er bekymret for klimaendringene, vil vite hvilke utslipp som ble frigjort i produksjonen.

Dette kan gjøres gjennom hydrogensertifiseringsordninger. For eksempel har EU utviklet CertifHy-opprinnelsesgarantien ordningen som står for opprinnelsen til brukt hydrogen. Den inneholder informasjon om hvorvidt hydrogenet ble produsert ved hjelp av fornybare eller ikke-fornybare energikilder (for eksempel kjernefysisk eller fossilt drivstoff med CCS).

I henhold til denne ordningen kan bare hydrogen produsert av naturgass med høy karbonfangsthastighet (mot 90%) kalles "hydrogen med lite karbon".

Disse høye fangsthastighetene antas i store rapporter og nasjonale strategier - inkludert Australias - men har ikke blitt oppnådd på et stort kommersielt anlegg. Japans Tomakomai CCS demonstrasjonsprosjekt har oppnådd en fangstrate på 90% - men til en veldig høye kostnader.

 Utslippsintensitet for forskjellige drivstoff. Forfattere levert

Nå, se på kostnadene

For øyeblikket koster det vanligvis å produsere hydrogen med fossilt brensel mindre enn å produsere det med fornybar-drevet elektrolyse. Men kostnadene ved elektrolyse med fornybar energi faller, og kan bli billigere enn fossilt drivstoff med karbonfangstalternativer, som grafen nedenfor viser.

Vår analyse ble funnet hydrogen fra gass eller kull koster mellom US $ 1.66 og $ 1.84 per kilo uten at karbonet fanges opp og lagres. Dette stiger til mellom USD 2.09 og $ 2.23 per kilogram med høye karbonfangsthastigheter.

En karbonstraff, slik den brukes i Europa, vil gjøre hydrogen fra fossile brensler dyrere. En straff på 50 dollar per tonn CO₂ skyver det sentrale anslaget til produksjonskostnad opp til mellom 2.24 dollar og 3.15 dollar per kilo.

Til sammenligning er Australias Kjøreplan for teknologiinvesteringer sette et mål for at "rent hydrogen" skal produseres for under A $ 2 per kilo, eller US $ 1.43.

De sanne kostnadene ved å unngå karbon ved bruk av CCS varierer mye og er ofte ikke godt definert. Nåværende kostnadsprognoser er avhengige av optimistiske estimater av CO₂ transport- og lagringskostnader, og inkluderer vanligvis ikke overvåking og verifiseringskostnader for langtidslagring.

Så hvordan sammenligner alt dette seg med "grønt" hydrogen?

Vår analyse fant det mediane anslaget for fornybar-basert elektrolyse faller fra US $ 3.64 per kilo i dag til godt under US $ 2 per kilo.

Kostnaden for å produsere hydrogen med fornybar energi avhenger hovedsakelig av kostnadene for elektrisitet, samt kapitalkostnaden og hvor intensivt elektrolysøren brukes. Kostnadene for sol- og vindkraft har falt dramatisk det siste tiåret, og dette trolig vil trolig fortsette.

Etter hvert som elektrolysører distribueres i stor skala, kan kostnadene reduseres raskt - noe som presser kostnadene for grønt hydrogen.

Mer er kanskje ikke bedre

Så hva betyr alt dette? Hvis Australia fortsetter å produsere hydrogen fra fossilt brensel, oppstår to mulige risikoer.

Hvis karbonfangsten er lav, kan vi låse et nytt energisystem med høy utslipp. Og hvis fangstfrekvensen er høy, kan disse produksjonsanleggene fremdeles bli konkurransedyktige. Dette øker risikoen for strandede eiendeler - investeringer med kort økonomisk levetid, som ikke gir en levedyktig avkastning.

Investeringsbeslutninger for storskala hydrogenproduksjon vil til slutt bli tatt av bedrifter på grunnlag av kommersiell levedyktighet. Men regjeringer har en viktig rolle tidlig når de stiller forventninger og bistår pilotprosjekter. Den fossile drivstoffruten blir en mer risikabelt innsats.

Om forfatteren

Thomas Longden, Stipendiat, Crawford School of Public Policy, Australian National University; Fiona J Beck, Seniorforsker, Australian National Universityog Frank Jotzo, Direktør, senter for klima- og energipolitikk, Australian National University

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Med effekten av klimaendringene som allerede er over oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp intet mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den eksisterer i dag. Et lite sett med energipolitikk, designet og implementert godt, kan sette oss på veien mot en fremtid med lite karbon. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. En-størrelse-passer-alle-tilnærminger vil ganske enkelt ikke få jobben gjort. Politiske beslutningstakere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil ha størst innvirkning på klimafremtiden vår, og beskriver hvordan vi kan utforme disse retningslinjene. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.