16.2 C
Novi Sad
25/05/2024
spot_img

Prebacivanje na vodonično gorivo bi moglo da prolongira problem s metanom

Potencijal vodonika kao čistog goriva mogao bi biti ograničen hemijskom reakcijom u nižim slojevima atmosfere, sudeći po rezultatima istraživanja Univerziteta Prinston i Nacionalne asocijacije za okeane i atmosferu.

To je iz razloga što vodonik lako reaguje u atmosferi s istim molekulom koji je prvenstveno odgovoran za razbijanje metana, poznatog kao jednog od najekstremnijih izazivača efekta staklene bašte. Ako emisija vodonika pređe određeni prag, ta zajednička reakcija će verovatno dovesti do akumulacije metana u atmosferi, s decenijama dugim klimatskim posledicama.

„Vodonik je teoretski gorivo budućnosti“, rekao je Mateo Bertanji, postdoktorski istraživač na Institutu za životnu sredinu Haj Medous, koji radi na Inicijativi za ublažavanje ugljenika. „U praksi, međutim, on izaziva mnoge ekološke i tehnološke probleme koje tek treba rešiti.“

Bertanji je prvi autor istraživačkog članka objavljenog u Nature Communicationsu, u kojem su istraživači modelirali efekat emisije vodonika na atmosferski metan. Otkrili su da iznad određenog praga, čak i kada se isključi upotreba fosilnih goriva, ekonomija vodonika koji curi može da izazove kratkoročnu štetu po životnu sredinu povećanjem količine metana u atmosferi. Rizik od štete je uvećan metodama proizvodnje vodonika, koje koriste metan kao ulazni gas, naglašavajući ključnu potrebu za upravljanjem i minimizovanjem emisije iz proizvodnje vodonika.

„Moramo mnogo da naučimo o posledicama korišćenja vodonika, tako da prelazak na ovo naizgled čisto gorivo, ne stvara nove izazove za životnu sredinu“, rekao je Amilkare Porporato, profesor građevine i inženjeringa za zaštitu životne sredine na Tomas J. Vu ’94 i Institutu za životnu sredinu Haj Medouz.  Porporato je glavni istraživač i član Liderskog tima za Inicijativu za ublažavanje emisije ugljenika, a takođe je i pridruženi član fakulteta u Andlinger centru za energiju i životnu sredinu.

Problem se svodi na jedan mali, teško merljiv molekul poznat kao hidroksilni radikal (OH). Često nazivan „deterdžentom troposfere“, OH igra ključnu ulogu u eliminisanju gasova staklene bašte kao što su metan i ozon iz atmosfere.

Hidroksilni radikal takođe reaguje s vodonikom u atmosferi, a pošto se ograničena količina OH generiše svakog dana, svaki skok u emisiji vodonika znači da bi se više OH koristilo za razgradnju vodonika, ostavljajući manje OH na raspolaganju za razgradnju metana. Kao posledica toga, metan bi duže ostao u atmosferi, produžavajući svoj efekat zagrevanja.

Prema Bertanjiju, efekti skoka vodonika koji bi se mogli pojaviti kako se vladini podsticaji za proizvodnju vodonika šire, mogli bi dovesti do decenija dugih posledica po planetu.

„Ako sada emitujete malo vodonika u atmosferu, to će dovesti do progresivnog nakupljanja metana u narednim godinama“, rekao je Bertanji. „Iako vodonik ima životni vek od oko samo dve godine u atmosferi, i dalje ćete imati posledicu u vidu tridesetogodišnjeg prisustva metana, nastalog iz tog vodonika.“

U okviru studije, istraživači su identifikovali prekretnicu u kojoj bi emisija vodonika dovela do povećanja atmosferskog metana i time potkopala neke od kratkoročnih prednosti vodonika kao čistog goriva. Identifikovanjem tog praga, istraživači su uspostavili ciljeve kada je reč o upravljanju emisijom vodonika.

„Imperativ je da budemo proaktivni u uspostavljanju pragova po pitanju emisije vodonika, tako da se oni mogu koristiti za informisanje o dizajnu i implementaciji buduće vodonične infrastrukture“, rekao je Porporato.

Za vodonik koji se naziva „zeleni vodonik“, koji se proizvodi cepanjem vode na vodonik i kiseonik korišćenjem električne energije iz obnovljivih izvora, Bertanji je rekao da je kritični prag za emisiju vodonika oko 9%. To znači da ako više od 9% proizvedenog zelenog vodonika iscuri u atmosferu, bilo da je to na mestu proizvodnje, negde tokom transporta ili bilo gde drugde duž lanca vrednosti, količina atmosferskog metana bi se povećala u narednih nekoliko decenija, poništavajući neke od benefita koje bi donelo ukidanje fosilnih goriva.

Što se „plavog vodonika“ tiče, koji se odnosi na vodonik proizveden reformisanjem metana s naknadnim hvatanjem i skladištenjem ugljenika, emisioni prag je još niži. Pošto sam metan predstavlja primarnu ulaznu supstancu za proces reformisanja, proizvođači plavog vodonika moraju da uzmu u obzir direktno curenje metana pored curenja vodonika. Na primer, istraživači su otkrili da čak i sa stopom curenja metana od samo 0,5%, curenje vodonika bi trebalo da bude ispod oko 4,5% da bi se izbeglo povećanje atmosferskih koncentracija metana.

„Upravljanje stopama curenja vodonika i metana biće od ključnog značaja“, rekao je Bertanji. „Ako imate samo malu količinu procurelog metana i nešto malo curenja vodonika, onda plavi vodonik koji proizvodite možda neće biti mnogo bolji od korišćenja fosilnih goriva, barem u narednih 20 do 30 godina.“

Istraživači su istakli značaj vremenskog obima u okviru kojeg se razmatra uticaj vodonika na atmosferski metan. Bertanji je rekao da bi dugoročno (tokom jednog veka, na primer), prelazak na ekonomiju vodonika i dalje verovatno doneo neto korist klimi, čak i ako su nivoi curenja metana i vodonika dovoljno visoki da budu na pragu zagrevanja atmosfere. Na kraju će, rekao je on, koncentracija gasova u atmosferi dostići novu ravnotežu, a prelazak na ekonomiju vodonika pokazao bi svoje klimatske prednosti. Međutim, pre nego što se to dogodi, potencijalne kratkoročne posledice emisije vodonika mogle bi dovesti do nepopravljive ekološke i socioekonomske štete.

Stoga, ako institucije gaje nadu da će ispuniti klimatske ciljeve koji bi trebalo da se ostvare sredinom veka, Bertanji je upozorio da se curenje vodonika i metana u atmosferu mora držati pod kontrolom kada infrastruktura vodonika počne da se razvija. Budući da je vodonik mali molekul za koji je poznato da ga je teško kontrolisati i meriti, on je objasnio da će upravljanje emisijom verovatno zahtevati od istraživača da razviju bolje metode za praćenje gubitaka vodonika unutar lanca vrednosti.

„Ako kompanije i vlade ozbiljno razmišljaju o ulaganju novca u razvoj vodonika kao resursa, moraju se uveriti da to rade ispravno i efikasno“, rekao je Bertanji. „Na kraju krajeva, ekonomija vodonika mora biti izgrađena na način koji se neće suprotstaviti naporima u drugim sektorima, koji aktivno rade na ublažavanju emisije ugljenika.“

Izvor: Phys.Org

Priredio: Pavle Barta

Pavle Barta
Novinar s dugogodišnjim stažom u medijima koji se bave automobilskom industrijom, transportom na kopnu, vodi i vazduhu, auto-moto sportom i brojnim drugim pridruženim temama. Karijeru je započeo inicijalno u etabliranom štampanom izdanju ujedno postavši prvi urednik jedne automobilske internet stranice u Srbiji, da bi svoj profesionalni portfolio proširio na ulogu TV prezentera od 2013. godine.

Pogledajte još

POSTAVI ODGOVOR

molimo unesite svoj komentar!
ovde unesite svoje ime

PRATITE NAS

173FanovaLajkuj
1PratilacaZaprati

Poslednje objave