Το υδρογόνο από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, μπορεί να παραχθεί με μηδενικές εκπομπές. Lucas Coch / AAP

Η χρήση υδρογόνου ως καθαρού καυσίμου είναι μια ιδέα της οποίας μπορεί να έρθει η ώρα. Για την Αυστραλία, η παραγωγή υδρογόνου είναι δελεαστική: θα μπορούσε να δημιουργήσει μια προσοδοφόρα νέα εγχώρια βιομηχανία και να βοηθήσει τον κόσμο να επιτύχει ένα μέλλον χωρίς άνθρακα.

Η εθνική στρατηγική υδρογόνου που κυκλοφόρησε τον περασμένο μήνα υποστηρίζει ότι η Αυστραλία πρέπει να είναι στην πρώτη γραμμή του παγκόσμιου αγώνα υδρογόνου. Με επικεφαλής τον επικεφαλής επιστήμονα Alan Finkel, η στρατηγική υιοθετεί μια τεχνολογικά ουδέτερη προσέγγιση, χωρίς να ευνοεί κανέναν τρόπο παραγωγής «καθαρού» υδρογόνου.

Αλλά έχει σημασία αν το υδρογόνο παράγεται από ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια ή ορυκτά καύσιμα. Ενώ η διαδρομή των ορυκτών καυσίμων είναι επί του παρόντος φθηνότερη, μπορεί να καταλήξει να εκπέμπει σημαντικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα.

Ο Dr Finkel και ο Υπουργός Ενέργειας Angus Taylor πριν από μια συνάντηση σχετικά με τη στρατηγική υδρογόνου. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Δεν είναι όλα τα «καθαρά» υδρογόνα ίδια

Το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας ηλεκτρισμό μέσω ηλεκτρόλυσης, η οποία χωρίζει το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο. Όταν χρησιμοποιείται ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια, αυτό δεν παράγει διοξείδιο του άνθρακα και είναι γνωστό ως πράσινο υδρογόνο.

Το υδρογόνο μπορεί επίσης να παραχθεί από άνθρακα ή αέριο. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα. Το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου που παράγεται σήμερα κατασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο.

Ορισμένα - αλλά κρίσιμα, όχι όλα - διοξείδιο του άνθρακα από αυτή τη διαδικασία μπορούν να παγιδευτούν και να αποθηκευτούν σε υπόγειες δεξαμενές - μια διαδικασία γνωστή ως δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα (CCS).

Αλλά το CCS είναι τεχνικά περίπλοκο και ακριβό. Μόνο δύο εγκαταστάσεις που παράγουν υδρογόνο από ορυκτά καύσιμα το χρησιμοποιούν σήμερα: ένα στον Καναδά, με διοξείδιο του άνθρακα ποσοστό σύλληψης 80%, να ένα στις ΗΠΑ με χαμηλότερο ποσοστό κατακράτησης.

Στην Αυστραλία, το μόνο έργο CCS μεγάλης κλίμακας είναι το Chevron's Πρόγραμμα αερίου Gorgon (όχι υδρογόνου) στη Δυτική Αυστραλία. Μετά από σημαντική καθυστέρηση και τρία χρόνια από τότε που το έργο άρχισε να προμηθεύει φυσικό αέριο, η δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα ξεκίνησε φέτος.

Δεν διασφαλίζονται υψηλά ποσοστά δέσμευσης άνθρακα

Η στρατηγική υδρογόνου χρησιμοποιεί τον όρο «καθαρό υδρογόνο» για υδρογόνο που παράγεται από ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια και από άνθρακα ή αέριο με δέσμευση άνθρακα. Και υποθέτει ένα σενάριο «καλύτερης περίπτωσης» όπου το 90-95% του διοξειδίου του άνθρακα συλλαμβάνεται από ορυκτά καύσιμα.

Τέτοια ποσοστά είναι τεχνικά εφικτά, αλλά δεν έχουν επιτευχθεί μέχρι σήμερα. Τα χαμηλότερα ποσοστά σύλληψης δεν εξετάζονται στη στρατηγική.

Με ρυθμούς δέσμευσης 90-95%, το υδρογόνο με βάση τον άνθρακα και το αέριο είναι πολύ λιγότερο ένταση άνθρακα από τις παραδοσιακές χρήσεις ορυκτών καυσίμων. Ωστόσο, το ποσοστό δέσμευσης 60% σημαίνει ότι το υδρογόνο από άνθρακα έχει παρόμοια ένταση εκπομπών με το άμεσο κάψιμο φυσικού αερίου.

Ένταση εκπομπών καυσίμων με και χωρίς CCS. Οι αριθμοί υδρογόνου προορίζονται μόνο για παραγωγή. η ένταση των εκπομπών είναι υψηλότερη για το εξαγόμενο υδρογόνο. Πηγή: υπολογισμοί συγγραφέων, χρησιμοποιώντας δεδομένα από τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας και τη Διοίκηση Πληροφοριών Ενέργειας των ΗΠΑ

Η εθνική στρατηγική δεν περιγράφει έναν μηχανισμό για τη διασφάλιση της τήρησης των βέλτιστων ποσοστών συλλογής. Η παραγωγή υδρογόνου μπορεί να αυξηθεί πολύ γρηγορότερα από τις εγκαταστάσεις που απαιτούνται για τη δέσμευση των εκπομπών, επιτρέποντας την είσοδο μεγάλων ποσοτήτων αερίων θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα - παρόμοια με την περίπτωση της Γοργόνας.

Ένας άλλος κίνδυνος είναι ότι η δέσμευση άνθρακα δεν θα είναι σε θέση να επιτύχει τις καλύτερες τιμές για τεχνικούς ή κόστους λόγους.

Προς εξαγωγές μηδενικών εκπομπών

Χώρες όπως η Ιαπωνία, η Νότια Κορέα και η Γερμανία διερευνούν τη δυνατότητα χρήσης υδρογόνου με διάφορους τρόπους, όπως το παραγωγή, μεταφορά, θέρμανση και βιομηχανικές διαδικασίες.

Ορισμένοι μελλοντικοί εισαγωγείς μπορεί να μην ενδιαφέρονται για το πόσο καθαρά παράγεται το υδρογόνο μας, αλλά άλλοι μπορεί.

Για να δείξουμε γιατί έχει σημασία οι εξαγωγές χωρίς άνθρακα, υπολογίσαμε τις εκπομπές εάν η Αυστραλία παρήγαγε 12 εκατομμύρια τόνους υδρογόνου για εξαγωγή ετησίως - ισοδύναμο με περίπου το 30% των τρεχουσών εξαγωγών υγροποιημένου φυσικού αερίου και σύμφωνα με τις εκτιμήσεις παραγωγής στην εθνική στρατηγική.

Θα απαιτούσε περίπου 37 εκατομμύρια τόνους φυσικού αερίου ή 88 εκατομμύρια τόνους άνθρακα. Εάν το 90% του διοξειδίου του άνθρακα δεσμευόταν, οι εκπομπές από το αέριο θα ανέρχονταν συνολικά στο 1.9% των τρεχουσών ετήσιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου στην Αυστραλία (2018), ή στο 4.4% με χρήση άνθρακα.

Εάν μόνο το 60% του διοξειδίου του άνθρακα δεσμευόταν, το υδρογόνο από φυσικό αέριο και άνθρακα θα αντιστοιχούσε σε επιπλέον 7.8% και 17.9% των σημερινών εθνικών εκπομπών αντίστοιχα - καθιστώντας πολύ πιο δύσκολο για την Αυστραλία να επιτύχει υφιστάμενους και μελλοντικούς στόχους εκπομπών.

Πού να επενδύσετε

Αυτήν τη στιγμή, η παραγωγή υδρογόνου από ορυκτά καύσιμα είναι φθηνότερη από ό, τι από τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ακόμη και με τη δέσμευση και αποθήκευση άνθρακα.

Η Αυστραλία διαθέτει επίσης μεγάλα και έτοιμα αποθέματα καφέ άνθρακα στην κοιλάδα Latrobe της Βικτώριας που δεν θα χρησιμοποιηθεί από τη φθίνουσα βιομηχανία παραγωγής ενέργειας από άνθρακα. Ο δεσμευμένος άνθρακας θα μπορούσε να αποθηκευτεί στο Bass Strait Και τα άφθονα αποθέματα αερίου της χώρας θα μπορούσαν να μετατραπούν σε υδρογόνο, επιπλέον ή να αντικαταστήσουν εν μέρει τις εξαγωγές υγροποιημένου φυσικού αερίου. Επομένως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι η εθνική στρατηγική άφησε όλες τις επιλογές στο τραπέζι.

Ένα διάγραμμα που δείχνει τις μυριάδες πιθανές χρήσεις του υδρογόνου. Εθνική στρατηγική υδρογόνου

Ωστόσο, η δημιουργία εγκαταστάσεων παραγωγής υδρογόνου με δέσμευση άνθρακα θα σήμαινε τεράστιες δαπάνες για εξοπλισμό με πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής. Αυτό είναι ριψοκίνδυνο, καθώς το κεφάλαιο θα σπαταλήθηκε εάν η αγορά υδρογόνου έντασης σε εκπομπές κατέρρεε, είτε μέσω της στάσης του κοινού είτε μέσω μιας παγκόσμιας επιταγής για μετάβαση σε ενεργειακά συστήματα μηδενικών εκπομπών.

Ο κόσμος είναι ήδη μακριά από το ρυθμό απαιτείται για την επίτευξη των στόχων μείωσης των εκπομπών και πρέπει τελικά να φτάσει στο μηδενικό καθαρό για να αποτρέψει τις χειρότερες επιπτώσεις στην κλιματική αλλαγή.

Η Αυστραλία πρέπει να επενδύσει στην έρευνα και την ανάπτυξη για να κάνει το πράσινο υδρογόνο φθηνότερο. Αυτό απαιτεί μείωση των δαπανών της ηλεκτρόλυσης και περαιτέρω μειώσεις στην παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας μεγάλης κλίμακας. Θα μπορούσε να οδηγήσει σε μεγάλα οφέλη για το κλίμα και τη μελλοντική εξαγωγική οικονομία της Αυστραλίας.

Σχετικά με τους συγγραφείς

Frank Jotzo, Διευθυντής, Κέντρο Κλιματικής και Ενέργειας, Αυστραλιανό Εθνικό Πανεπιστήμιο? Fiona J Beck, Ανώτερος ερευνητής, Αυστραλιανό Εθνικό Πανεπιστήμιο, και ο Thomas Longden, ερευνητικός συνεργάτης, Αυστραλιανό Εθνικό Πανεπιστήμιο

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.