Hva det tar for at hydrogen skal være et virkelig rent drivstoff

Hva det tar for at hydrogen skal være et virkelig rent drivstoff Hydrogen fra fornybar energi som sol kan produseres uten nullutslipp. Lucas Coch / AAP

Å bruke hydrogen som et rent drivstoff er en idé hvis tid kan komme. For Australia er det lokkende å produsere hydrogen: det kan skape en lukrativ ny innenlandsk industri og hjelpe verden med å oppnå en karbonfri fremtid.

De nasjonal hydrogenstrategi som ble sluppet forrige måned, argumenterer for at Australia bør være i forkant av det globale hydrogenløpet. Ledet av sjefforsker Alan Finkel tar strategien en teknologinøytral tilnærming ved ikke å favorisere noen måte å gjøre "rent" hydrogen på.

Men det har betydning om hydrogen produseres fra fornybar elektrisitet eller fossilt brensel. Mens fossil brenselruten for øyeblikket er billigere, kan den ende med å avgi betydelige mengder karbondioksid.

Hva det tar for at hydrogen skal være et virkelig rent drivstoff Dr Finkel og energiminister Angus Taylor i forkant av et møte om hydrogenstrategien. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Ikke alt 'rent' hydrogen er det samme

Hydrogen kan produseres ved hjelp av elektrisitet gjennom elektrolyse, som deler vann i hydrogen og oksygen. Når du bruker fornybar elektrisitet, produserer dette ikke noe karbondioksid og er kjent som grønt hydrogen.

Hydrogen kan også produseres fra kull eller gass. Denne prosessen frigjør karbondioksid. Det meste hydrogen produsert i dag lages på denne måten.

Noen - men kritisk, ikke alt - karbondioksid fra denne prosessen kan bli fanget og lagret i underjordiske reservoarer - en prosess kjent som karbonfangst og lagring (CCS).

Men CCS er teknisk sammensatt og dyrt. Bare to planter som produserer hydrogen fra fossile brensler bruker det for tiden: en i Canada, med et karbondioksid fangstfrekvens på 80%og en i USA med lavere retensjonsgrad.

I Australia er det eneste som driver CCS-prosjekt i stor skala, Chevron Gorgon gass (ikke hydrogen) prosjekt i Vest-Australia. Etter en betydelig forsinkelse, og tre år siden prosjektet startet å levere gass, fangst og lagring av karbon begynte i år.

Høye karbonfangsthastigheter er ikke sikret

Hydrogenstrategien bruker uttrykket “rent hydrogen” for hydrogen produsert fra fornybar elektrisitet, og fra kull eller gass med karbonfangst. Og det forutsetter et "best case" -scenario der 90-95% av karbondioksid blir fanget opp fra fossilt brensel.

Slike priser er teknisk mulig, men er ikke oppnådd til dags dato. Lavere fangstfrekvens blir ikke undersøkt i strategien.

Ved fangsthastighet på 90-95% er kull- og gassbasert hydrogen mye mindre karbonintensivt enn tradisjonelt fossilt brensel bruker. Men en fangstgrad på 60% betyr at hydrogen fra kull har en lignende utslippsintensitet som å brenne naturgass direkte.

Hva det tar for at hydrogen skal være et virkelig rent drivstoff Utslippsintensitet for drivstoff med og uten CCS. Hydrogenantall er bare for produksjon; utslippsintensiteten er høyere for eksportert hydrogen. Kilde: forfatteres beregninger ved bruk av data fra International Energy Agency og US Energy Information Administration

Den nasjonale strategien beskriver ikke en mekanisme som sikrer at fangstfrekvensene for best case blir oppfylt. Produksjon av hydrogen kan øke mye raskere enn fasilitetene som kreves for å fange opp utslipp, slik at store mengder klimagass kan komme inn i atmosfæren - i likhet med Gorgon-saken.

En annen risiko er at karbonfangst ikke vil være i stand til å oppnå best case-rater av tekniske eller kostnadsmessige årsaker.

Mot eksport av nullutslipp

Land inkludert Japan, Sør-Korea og Tyskland undersøker muligheten for å bruke hydrogen på en rekke måter, inkludert i kraftproduksjon, transport, varme og industrielle prosesser.

Noen fremtidige importører bryr seg kanskje ikke om hvor rent hydrogenet vårt blir produsert, men andre kan det.

For å illustrere hvorfor karbonfri eksport betyr noe, beregnet vi utslipp hvis Australia produserte 12 millioner tonn hydrogen for eksport per år - tilsvarer omtrent 30% av vår nåværende flytende naturgasseksport og i tråd med produksjonsanslag i den nasjonale strategien.

Det vil kreve omtrent 37 millioner tonn naturgass eller 88 millioner tonn kull. Hvis 90% av karbondioksid ble fanget opp, vil utslippene fra gass utgjøre 1.9% av Australias nåværende (2018) årlige utslipp av klimagasser, eller 4.4% ved bruk av kull.

Hvis bare 60% av karbondioksid ble fanget opp, ville hydrogen fra gass og kull utgjøre ytterligere 7.8% og 17.9% av dagens nasjonale utslipp - noe som gjør det mye vanskeligere for Australia å nå eksisterende og fremtidige utslippsmål.

Hvor du skal investere

Akkurat nå er det billigere å produsere hydrogen fra fossile brensler enn fra fornybar energi, selv med fangst og lagring av karbon.

Australia har også store og klare reserver av brunkull i Victorias Latrobe Valley som ikke vil bli brukt av den synkende kullkraftindustrien. Oppfanget karbon kan lagres under Bass Strait. Og nasjonens rikelige gassreserver kan bli omgjort til hydrogen, i tillegg til eller delvis erstatte eksport av flytende naturgass. Så det er ikke overraskende at den nasjonale strategien la alle alternativer på bordet.

Hva det tar for at hydrogen skal være et virkelig rent drivstoff Et diagram som viser de mange potensielle bruksområdene for hydrogen. Nasjonal hydrogenstrategi

Å etablere hydrogenproduksjonsanlegg med karbonfangst vil imidlertid bety store utgifter til utstyr med svært lang levetid. Dette er risikabelt, da kapitalen ville bli kastet bort hvis markedet for utslippskrevende hydrogen kollapset, enten gjennom offentlige holdninger eller et globalt imperativ for å gå over til energisystemer med null utslipp.

Verden er allerede langt utenfor tempoet nødvendig for å nå sine utslippsreduksjonsmål, og må til slutt komme til netto null for å forhindre de verste konsekvensene av klimaendringene.

Australia bør investere i forskning og utvikling for å gjøre grønt hydrogen billigere. Dette krever reduksjon i elektrolysekostnadene og ytterligere reduksjoner i storskala fornybar energiproduksjon. Det kan føre til store fordeler for klimaet, og Australias fremtidige eksportøkonomi.Den Conversation

Om forfatteren

Frank Jotzo, direktør, Senter for klima- og energipolitikk, Australian National University; Fiona J Beck, seniorforsker, Australian National University, og Thomas Longden, stipendiat, Australian National University

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

books_technology

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}

SENESTE VIDEOER

Metanutslipp Hit Record Breaking Levels
Metanutslipp Hit Record Breaking Levels
by Josie Garthwaite
Globale utslipp av metan har nådd de høyeste nivåene på rekord, viser forskning.
tare forrest 7 12
Hvordan skogene i verdens hav bidrar til å lindre klimakrisen
by Emma Bryce
Forskere ønsker å ta hjelp for å lagre karbondioksid langt under havoverflaten.
Liten plankton-stasjon prosesser i havet som fanger dobbelt så mye karbon som forskere trodde
Liten plankton-stasjon prosesser i havet som fanger dobbelt så mye karbon som forskere trodde
by Ken Buesseler
Havet spiller en viktig rolle i den globale karbonsyklusen. Drivkraften kommer fra bittesmå plankton som produserer ...
Klimaendringer truer drikkevannskvaliteten over de store innsjøene
Klimaendringer truer drikkevannskvaliteten over de store innsjøene
by Gabriel Filippelli og Joseph D. Ortiz
“Ikke drikk / ikke kok opp” er ikke det noen vil høre om byens tappevann. Men de kombinerte effektene av ...
Å snakke om energiforandring kan ødelegge klimainnviket
Å snakke om energiforandring kan ødelegge klimainnviklingen
by InnerSelf Staff
Alle har energihistorier, enten de handler om en slektning som jobber på en oljerigg, en foreldre som lærer et barn å snu seg…
Avlinger kan få dobbeltproblemer fra insekter og et varmende klima
Avlinger kan få dobbeltproblemer fra insekter og et varmende klima
by Gregg Howe og Nathan Havko
I årtusener har insekter og plantene de lever av vært engasjert i en co-evolusjonær kamp: å spise eller ikke være ...
For å nå nullutslipp Regjeringen må ta opp hindringer som setter folk i fare for elbiler
For å nå nullutslipp Regjeringen må ta opp hindringer som setter folk i fare for elbiler
by Swapnesh Masrani
Ambisiøse mål er satt av Storbritannia og skotske myndigheter for å bli netto null karbonøkonomier innen 2050 og 2045 ...
Våren ankommer tidligere over hele USA, og det er ikke alltid gode nyheter
Våren ankommer tidligere over hele USA, og det er ikke alltid gode nyheter
by Theresa Crimmins
Over store deler av USA har et oppvarmende klima avansert vårens ankomst. I år er intet unntak.

SISTE ARTIKLER

Rutinemessig fakkel av gass er sløsing, forurensning og undermåling
Rutinemessig fakkel av gass er sløsing, forurensning og undermåling
by Gunnar W. Schade
Hvis du har kjørt gjennom et område hvor selskaper utvinner olje og gass fra skiferformasjoner, har du sannsynligvis sett flammer ...
Flight Shaming: Hvordan spre kampanjen som gjorde at svensker ga seg å fly for godt
Flight Shaming: Hvordan spre kampanjen som gjorde at svensker ga seg å fly for godt
by Avit K Bhowmik
Europas store flyselskaper vil sannsynligvis se omsetningen synke med 50% i 2020 som et resultat av COVID-19-pandemien, ...
Vil klimaet varme så mye som fryktet av noen?
Vil klimaet varme så mye som fryktet av noen?
by Steven Sherwood et al
Vi vet klimaendringene når klimagasskonsentrasjonen øker, men den nøyaktige mengden forventet oppvarming forblir ...
Slik lager du flytende vindparker Fremtiden for grønn elektrisitet
Slik lager du flytende vindparker Fremtiden for grønn elektrisitet
by Susan Gourvenec
Siden 2010 har vindenergi hatt en vedvarende vekst over hele verden, med mengden energi generert av havvind ...
Hva om vi i stedet tok ut alle husdyr og plantet avlinger og trær?
Hva om vi i stedet tok ut alle husdyr og plantet avlinger og trær?
by Sebastian Leuzinger
Jeg vil gjerne vite hvor stor forskjell vi kunne gjøre for vårt engasjement under Parisavtalen og vår totale ...
Metanutslipp Hit Record Breaking Levels
Metanutslipp Hit Record Breaking Levels
by Josie Garthwaite
Globale utslipp av metan har nådd de høyeste nivåene på rekord, viser forskning.
Hvordan banker prøver å fange den grønne overgangen
Hvordan banker prøver å fange den grønne overgangen
by Tomaso Ferrand, og Daniel Tischer
Banker i privat sektor i Storbritannia bør ha en sentral rolle i finansieringen av klimatiltak og støtte en rettferdig overgang ...
Å bygge et bedre Canada etter at COVID-19 lanserer en fossilfri fremtid
Å bygge en bedre verden etter at COVID-19 lanserer en fossilfri fremtid
by Kyla Tienhaara et al
Etterspørselen etter fossilt brensel kollapset under COVID-19-pandemien da lockdown-tiltak ble innført. I den andre ...