A megújuló energiaforrásokból, például a napenergiából származó hidrogén nulla kibocsátású. Lucas Coch / AAP
A hidrogén tiszta üzemanyagként való felhasználása ötlet, amelynek ideje várható. Ausztrália számára a hidrogéntermelés csábító: ez jövedelmező új hazai ipart hozhat létre, és segíthet a világnak szénmentes jövőben.
A nemzeti hidrogénstratégia A múlt hónapban megjelent állítása szerint Ausztráliának a globális hidrogénverseny élen kell lennie. Alan Finkel vezető tudós vezetésével a stratégia technológiai szempontból semleges megközelítést alkalmaz, mivel nem támogatja a „tiszta” hidrogén előállításának egyik módját.
De számít, hogy a hidrogént megújuló villamos energiaból vagy fosszilis üzemanyagokból állítják-e elő. Noha a fosszilis tüzelőanyagok útja jelenleg olcsóbb, a végén jelentős mennyiségű szén-dioxidot bocsáthat ki.
Dr Finkel és Angus Taylor energiaügyi miniszter a hidrogénstratégiáról szóló találkozó előtt. RICHARD WAINWRIGHT / AAP
Nem minden „tiszta” hidrogén azonos
A hidrogén elektrolízissel villamos energiával állítható elő, amely a vizet hidrogénné és oxigénné hasítja. Megújuló villamos energia használatakor ez nem termel szén-dioxidot, és zöld hidrogén néven ismert.
A hidrogén szénből vagy gázból is előállítható. Ez a folyamat széndioxidot bocsát ki. A legtöbb manapság előállított hidrogént ilyen módon állítják elő.
Néhány - de kritikus szempontból nem minden - ebből a folyamatból származó szén-dioxid befogható és tárolható a föld alatti tartályokban - ezt a folyamatot szén-dioxid-leválasztás és -tárolás (CCS) néven ismerték el.
A CCS azonban technikailag összetett és drága. Jelenleg csak két fosszilis tüzelőanyagokból hidrogént előállító üzem használja ezt: egyet Kanadában, széndioxiddal elfogási arány 80%és egyet az Egyesült Államokban alacsonyabb visszatartási sebességgel.
Ausztráliában az egyetlen működő nagyszabású CCS-projekt a Chevron's Gorgon gáz (nem hidrogén) projekt Nyugat-Ausztráliában. Jelentős késés után, és három évvel azóta, hogy a projekt megkezdte a gázellátást, a szén-dioxid-leválasztás és -tárolás ebben az évben kezdődött.
A magas szén-dioxid-leválasztási sebesség nem biztos
A hidrogénstratégia a „tiszta hidrogén” kifejezést használja a megújuló villamos energiából, valamint szénből vagy szénnel megkötött gázból előállított hidrogénre. És feltételezi a „legjobb eset” forgatókönyvet, ahol a szén-dioxid 90-95% -át fosszilis tüzelőanyagokból gyűjtik be.
Ilyen arány technikailag lehetséges, de eddig nem sikerült elérni. Az alacsonyabb elfogási arányt a stratégia nem vizsgálja.
Az 90-95% elnyelési sebességnél a szén- és gázalapú hidrogén sokkal kevésbé szén-intenzív, mint a hagyományos fosszilis tüzelőanyagok használata. De az 60% elnyelési aránya azt jelenti, hogy a szénből származó hidrogén kibocsátási intenzitása hasonló a földgáz közvetlen elégetéséhez.
Üzemanyag-kibocsátás intenzitása CCS-sel és anélkül. A hidrogénszámok csak előállításra vonatkoznak; az exportált hidrogénnél a kibocsátási intenzitás magasabb. Forrás: a szerzők számításai, a Nemzetközi Energia Ügynökség és az Egyesült Államok Energiainformációs Igazgatóságának adatai alapján
A nemzeti stratégia nem írja le azt a mechanizmust, amely biztosítja a legjobb esetekben történő rögzítés arányának betartását. A hidrogéntermelés sokkal gyorsabban megy fel, mint a kibocsátások megkötéséhez szükséges létesítmények, így nagy mennyiségű üvegházhatást okozó gáz juthat a légkörbe - hasonlóan a Gorgon-esethez.
Egy másik kockázat az, hogy a szén-dioxid-leválasztás technikai vagy költség okokból nem lesz képes elérni a legjobb esetek arányát.
A nulla kibocsátású export felé
Az országok, köztük Japán, Dél-Korea és Németország, a hidrogén felhasználásának számos lehetőségét vizsgálják meg, ideértve a 2006 energiatermelés, szállítás, fűtés és ipari folyamatok.
Egyes jövőbeli importőröknek nem érdekli, hogy a hidrogéntermelés mennyire tiszta, de másoknak ez az lehet.
Annak szemléltetése érdekében, hogy miért fontos a szénmentes export, akkor kiszámítottuk a kibocsátásokat, ha Ausztrália évi 12 millió tonna hidrogént termelt exportra - ez megegyezik a jelenlegi folyékony földgáz-export körülbelül 30% -ával, és összhangban áll a nemzeti stratégiában szereplő termelési becslésekkel.
Nagyjából 37 millió tonna földgázra vagy 88 millió tonna szénre lenne szükség. Ha a szén-dioxid 90% -át elfognák, akkor a gázkibocsátás az Ausztrália jelenlegi üvegházhatású gázok éves kibocsátásának (1.9) 2018% -át, vagy szén felhasználásával 4.4% -ot jelentene.
Ha csak a szén-dioxid 60% -át fogják el, a gázból származó hidrogén a jelenlegi nemzeti kibocsátás további 7.8% -át és 17.9% -át teszi ki - ez megnehezíti Ausztrália számára a meglévő és a jövőbeli kibocsátási célok elérését.
Hol lehet befektetni
Jelenleg a hidrogén fosszilis tüzelőanyagokból történő előállítása olcsóbb, mint a megújuló energiaforrásokból, még a szén-dioxid-leválasztás és -tárolás esetén is.
Ausztrália szintén nagy és kész barnaszén-tartalékkal rendelkezik Victoria Latrobe-völgyében, amelyet a hanyatló széntüzelésű energiaipar nem fog felhasználni. Az elfogott szén a Bass-szoros alatt tárolható. És a nemzet gazdag gáztartalékait hidrogénné lehet alakítani, kiegészítve vagy részben helyettesítve a cseppfolyósított földgáz exportját. Tehát nem meglepő, hogy a nemzeti stratégia minden lehetőséget hagyott a táblázatban.
A hidrogén számtalan potenciális felhasználását ábrázoló diagram. Nemzeti hidrogénstratégia
A hidrogéngyártó létesítmények létesítése szén-dioxid-leválasztással azonban óriási kiadásokat jelentene a nagyon hosszú élettartamú berendezésekre. Ez kockázatos, mivel a tőke elveszne, ha a kibocsátásintenzív hidrogén piaca összeomlik, akár a közvélemény hozzáállása révén, akár a nulla kibocsátású energiarendszerekre való áttérés globális követelménye miatt.
A világ már így van messze a tempótól A kibocsátáscsökkentési célok eléréséhez szükségesnek kell lennie, és végül nettó nullához kell jutnia, hogy elkerüljük a legrosszabb éghajlatváltozási hatásokat.
Ausztráliának befektetnie kell a kutatásba és a fejlesztésbe a zöld hidrogén olcsóbbá tétele érdekében. Ez megköveteli az elektrolízis költségeinek csökkentését, valamint a megújuló energia nagyszabású előállításának további csökkentését. Nagy előnyökkel járhat az éghajlat és Ausztrália jövőbeli exportgazdasága számára.
A szerzőkről
Frank Jotzo, Klíma- és Energiapolitikai Központ igazgatója, Ausztrál Nemzeti Egyetem; Fiona J Beck, tudományos főmunkatárs, Ausztrál Nemzeti Egyetemés Thomas Longden, kutató munkatárs, Ausztrál Nemzeti Egyetem
Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.
