Wat er voor nodig is dat waterstof een echt schone brandstof is

Wat er voor nodig is dat waterstof een echt schone brandstof is Waterstof uit hernieuwbare energie zoals zonne-energie kan zonder uitstoot worden geproduceerd. Lucas Coch / AAP

Het gebruik van waterstof als schone brandstof is een idee waarvan de tijd kan komen. Voor Australië is de productie van waterstof verleidelijk: het kan een lucratieve nieuwe binnenlandse industrie creëren en de wereld helpen een koolstofvrije toekomst te bereiken.

De nationale waterstofstrategie vorige maand uitgebracht betoogt dat Australië voorop moet lopen in de wereldwijde waterstofrace. Onder leiding van Chief Scientist Alan Finkel, volgt de strategie een technologieneutrale benadering, door geen enkele manier te prefereren om 'schone' waterstof te maken.

Maar het is van belang of waterstof wordt geproduceerd uit hernieuwbare elektriciteit of fossiele brandstoffen. Hoewel de route met fossiele brandstoffen momenteel goedkoper is, kan deze aanzienlijke hoeveelheden koolstofdioxide uitstoten.

Wat er voor nodig is dat waterstof een echt schone brandstof is Dr. Finkel en minister van Energie Angus Taylor voorafgaand aan een vergadering over de waterstofstrategie. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Niet alle 'schone' waterstof is hetzelfde

Waterstof kan worden geproduceerd met behulp van elektriciteit via elektrolyse, die water splitst in waterstof en zuurstof. Wanneer hernieuwbare elektriciteit wordt gebruikt, produceert dit geen koolstofdioxide en staat het bekend als groene waterstof.

Waterstof kan ook worden geproduceerd uit steenkool of gas. Bij dit proces komt koolstofdioxide vrij. De meeste waterstof die vandaag wordt geproduceerd, wordt op deze manier gemaakt.

Sommige - maar kritisch, niet alle - koolstofdioxide van dit proces kan worden gevangen en opgeslagen in ondergrondse reservoirs - een proces dat bekend staat als koolstofafvang en -opslag (CCS).

Maar CCS is technisch complex en duur. Slechts twee fabrieken die waterstof uit fossiele brandstoffen produceren, gebruiken het momenteel: één in Canada, met een kooldioxide opnamesnelheid van 80%en een in de VS. met een lager retentiepercentage.

In Australië is het enige grootschalige CCS-project dat van Chevron Gorgon-gasproject (geen waterstof) in West-Australië. Na een aanzienlijke vertraging en drie jaar sinds het project gas begon te leveren, koolstofafvang en -opslag begon dit jaar.

Hoge koolstofafvangpercentages zijn niet gegarandeerd

De waterstofstrategie gebruikt de term 'schone waterstof' voor waterstof geproduceerd uit hernieuwbare elektriciteit en uit kolen of gas met koolstofafvang. En het gaat uit van een "best-case" scenario waarin 90-95% koolstofdioxide wordt opgevangen uit fossiele brandstoffen.

Dergelijke tarieven zijn technisch mogelijk, maar zijn tot nu toe niet bereikt. Lagere opnamesnelheden worden niet onderzocht in de strategie.

Bij 90-95% afvangpercentages is waterstof op basis van kolen en gas veel minder koolstofintensief dan traditioneel gebruik van fossiele brandstoffen. Maar een afvangpercentage van 60% betekent dat waterstof uit steenkool een emissie-intensiteit heeft als het direct verbranden van aardgas.

Wat er voor nodig is dat waterstof een echt schone brandstof is Emissie-intensiteit van brandstoffen met en zonder CCS. Waterstofgetallen zijn alleen voor productie; emissie-intensiteit is hoger voor geëxporteerde waterstof. Bron: berekeningen van auteurs, met behulp van gegevens van het International Energy Agency en US Energy Information Administration

De nationale strategie beschrijft geen mechanisme om ervoor te zorgen dat de beste vangstpercentages worden gehaald. De productie van waterstof kan veel sneller oplopen dan de faciliteiten die nodig zijn om emissies op te vangen, waardoor grote hoeveelheden broeikasgassen in de atmosfeer kunnen komen - vergelijkbaar met de Gorgon-case.

Een ander risico is dat koolstofafvang om technische of kostenredenen niet in staat zal zijn om de best-case-tarieven te behalen.

Op weg naar nulemissie-export

Landen zoals Japan, Zuid-Korea en Duitsland onderzoeken de mogelijkheid om waterstof op verschillende manieren te gebruiken, waaronder in stroomopwekking, transport, verwarming en industriële processen.

Sommige toekomstige importeurs geven er misschien niet om hoe schoon onze waterstof wordt geproduceerd, maar anderen misschien wel.

Om te illustreren waarom koolstofvrije export belangrijk is, hebben we de uitstoot berekend als Australië 12 miljoen ton waterstof per jaar voor export produceerde - gelijk aan ongeveer 30% van onze huidige export van vloeibaar aardgas en in lijn met de productieschattingen in de nationale strategie.

Het zou ongeveer 37 miljoen ton aardgas of 88 miljoen ton steenkool vereisen. Als 90% van koolstofdioxide wordt afgevangen, zou de uitstoot van gas 1.9% van de huidige (2018) jaarlijkse broeikasgasemissies van Australië bedragen, of 4.4% met steenkool.

Als slechts 60% van de koolstofdioxide werd afgevangen, zou waterstof uit gas en kolen respectievelijk een extra 7.8% en 17.9% van de huidige nationale emissies vertegenwoordigen - waardoor het voor Australië veel moeilijker wordt om bestaande en toekomstige emissiedoelstellingen te bereiken.

Waar te beleggen

Op dit moment is het produceren van waterstof uit fossiele brandstoffen goedkoper dan uit hernieuwbare bronnen, zelfs met koolstofafvang en -opslag.

Australië heeft ook grote en gemakkelijke reserves aan bruinkool in Latrobe Valley in Victoria die niet zullen worden gebruikt door de dalende kolengestookte energie-industrie. Opgevangen koolstof kan worden opgeslagen onder Bass Strait. En de overvloedige gasreserves van het land kunnen worden omgezet in waterstof, als aanvulling op of gedeeltelijk ter vervanging van de export van vloeibaar aardgas. Het is dus niet verwonderlijk dat de nationale strategie alle opties op tafel heeft gelaten.

Wat er voor nodig is dat waterstof een echt schone brandstof is Een diagram dat de talloze mogelijke toepassingen voor waterstof toont. Nationale waterstofstrategie

Het opzetten van waterstofproductiefaciliteiten met koolstofafvang zou echter enorme uitgaven voor apparatuur met een zeer lange levensduur betekenen. Dit is riskant, omdat het kapitaal zou worden verspild als de markt voor emissie-intensieve waterstof inzakt, hetzij door de houding van het publiek, hetzij door een wereldwijde noodzaak om over te schakelen naar energiesystemen met nulemissies.

De wereld is er al ver van het tempo nodig om te voldoen aan de emissiereductiedoelstellingen, en moet uiteindelijk op nul komen om de ergste gevolgen van klimaatverandering te voorkomen.

Australië moet investeren in onderzoek en ontwikkeling om groene waterstof goedkoper te maken. Dit vereist lagere reducties in de kosten van elektrolyse en verdere reducties in grootschalige productie van duurzame energie. Het zou kunnen leiden tot grote voordelen voor het klimaat en de toekomstige exporteconomie van Australië.The Conversation

Over de auteur

Frank Jotzo, directeur, Centrum voor klimaat- en energiebeleid, Australian National University; Fiona J Beck, senior onderzoeker, Australian National Universityen Thomas Longden, Research Fellow, Australian National University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

books_technology

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}

NIEUWSTE VIDEO'S

Kleine Plankton Drive-processen in de oceaan die tweemaal zoveel koolstof vastleggen als wetenschappers dachten
Kleine Plankton Drive-processen in de oceaan die tweemaal zoveel koolstof vastleggen als wetenschappers dachten
by Ken Buesseler
De oceaan speelt een grote rol in de wereldwijde koolstofcyclus. De drijvende kracht komt van klein plankton dat…
Klimaatverandering bedreigt de drinkwaterkwaliteit over de grote meren
Klimaatverandering bedreigt de drinkwaterkwaliteit over de grote meren
by Gabriel Filippelli en Joseph D. Ortiz
'Niet drinken / niet koken' is niet wat iemand wil horen over het kraanwater van hun stad. Maar de gecombineerde effecten van ...
Praten over energieverandering kan de impasse in het klimaat doorbreken
Praten over energieverandering kan de klimaatimpuls doorbreken
by InnerSelf Staff
Iedereen heeft energieverhalen, of het nu gaat om een ​​familielid dat aan een booreiland werkt, een ouder die een kind leert draaien ...
Gewassen kunnen worden geconfronteerd met dubbele problemen door insecten en een warm klimaat
Gewassen kunnen worden geconfronteerd met dubbele problemen door insecten en een warm klimaat
by Gregg Howe en Nathan Havko
Al duizenden jaren zijn insecten en de planten waarmee ze zich voeden bezig met een co-evolutionaire strijd: eten of niet zijn ...
Om nulemissies te bereiken, moet de overheid hindernissen aanpakken die mensen van elektrische auto's afzetten
Om nulemissies te bereiken, moet de overheid hindernissen aanpakken die mensen van elektrische auto's afzetten
by Swapnesh Masrani
De Britse en Schotse regering hebben ambitieuze doelen gesteld om in 2050 en 2045 koolstofarm te worden met een netto-uitstoot van nul ...
De lente komt eerder in de VS aan, en dat is niet altijd goed nieuws
De lente komt eerder in de VS aan, en dat is niet altijd goed nieuws
by Theresa Crimmins
In een groot deel van de Verenigde Staten heeft een opwarmend klimaat de komst van de lente versneld. Dit jaar is geen uitzondering.
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
De laatste ijstijd vertelt ons waarom we ons zorgen moeten maken over een verandering in temperatuur van 2 ℃
by Alan N Williams, et al
Het laatste rapport van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) stelt dat zonder een substantiële afname ...
Een Georgia Town haalt de helft van zijn elektriciteit uit Solar Farm van president Jimmy Carter
Een Georgia Town haalt de helft van zijn elektriciteit uit Solar Farm van president Jimmy Carter
by Johnna Crider
Plains, Georgia, is een kleine stad net ten zuiden van Columbus, Macon en Atlanta en ten noorden van Albany. Het is de…

LAATSTE ARTIKELEN

Orkanen en andere rampen met extreem weer vragen sommige mensen te verhuizen en vallen anderen op hun plaats
Orkanen en andere rampen met extreem weer vragen sommige mensen te verhuizen en vallen anderen op hun plaats
by Jack DeWaard
Als het lijkt alsof extreme weersrampen zoals orkanen en bosbranden steeds vaker, ernstiger en ...
Als alle auto's elektrisch zouden zijn, zou de koolstofuitstoot in het VK met 12% dalen
Als alle auto's elektrisch zouden zijn, zou de koolstofuitstoot in het VK met 12% dalen
by George Milev en Amin Al-Habaibeh
De COVID-19-vergrendeling heeft geleid tot minder vervuiling en emissies in het VK en de rest van de wereld, wat een duidelijk ...
De Braziliaanse Jair Bolsonaro is verwoestende inheemse landen, met de wereld afgeleid
De Braziliaanse Jair Bolsonaro is verwoestende inheemse landen, met de wereld afgeleid
by Brian Garvey en Mauricio Torres
De Amazone-branden van 2019 veroorzaakten het grootste verlies van één jaar aan Braziliaans bos in tien jaar. Maar met de wereld in de ...
Waarom landen de emissies niet berekenen van goederen die ze importeren
Waarom landen de emissies niet berekenen van goederen die ze importeren
by Sarah McLaren
Ik zou graag willen weten of de koolstofemissies van Nieuw-Zeeland van 0.17% de emissies omvatten die zijn geproduceerd door vervaardigde producten
Groene reddingsoperaties: vertrouwen op COXNUMX-compensatie zal vervuilende luchtvaartmaatschappijen van de haak slaan
Groene reddingsoperaties: vertrouwen op COXNUMX-compensatie zal vervuilende luchtvaartmaatschappijen van de haak slaan
by Ben Christopher Howard
De pandemie van het coronavirus heeft duizenden vliegtuigen aan de grond gehouden, wat heeft bijgedragen aan de grootste jaarlijkse daling van CO₂ ooit ...
Langere groeiseizoenen hebben een beperkt effect op de bestrijding van klimaatverandering
Langere groeiseizoenen hebben een beperkt effect op de bestrijding van klimaatverandering
by Alemu Gonsamo
Klimaatopwarming leidt tot vroege lente en vertraagde herfst in koudere omgevingen, waardoor planten kunnen groeien voor een ...
Zowel conservatieven als liberalen willen een toekomst voor groene energie, maar om verschillende redenen
Zowel conservatieven als liberalen willen een toekomst voor groene energie, maar om verschillende redenen
by Deidra Miniard et al
Politieke verdeeldheid is tegenwoordig een groeiend element in de Verenigde Staten, of het nu gaat om huwelijk over partijgrenzen heen, ...
Hoe de klimaatimpact van rundvlees zich verhoudt tot plantaardige alternatieven
Hoe de klimaatimpact van rundvlees zich verhoudt tot plantaardige alternatieven
by Alexandra Macmillan en Jono Drew
Ik vraag me af over de klimaatimpact van veganistisch vlees versus rundvlees. Hoe verhoudt een sterk verwerkt pasteitje zich tot ...