Ніж у спину екології. «Чистий» блакитний водень насправді гірший за газ і вугілля
Наукпоп6 вересня 2021, 07:02
Нещодавно ООН опублікувала великий звіт, в якому б'є у дзвони: згубний вплив людини на клімат — це «констатація факту». За останні 40 років середня температура на Землі росла набагато швидше, ніж за будь-який порівнянний період попередніх 2000 років. Теплові хвилі, з якими ми змушені миритися все частіше, перший в історії дощ у Гренландії, постійне танення льодовиків — природа постійно сигналізує людству, що тягнути вже нікуди і кліматичні проблеми потрібно вирішувати просто зараз.
Вуглекислий газ і його згубний вплив на атмосферу Землі стало великою проблемою, на яку вказували все більше вчених. У 2015 році світ ухвалив Паризькі угоди, головною метою яких було утримати зростання середньої температури до 1,5 — максимум 2 °C. Одним з головних пунктів було скорочення концентрації вуглекислого газу в атмосфері.
Повністю обмежити його появу людство не в силах: виверження вулканів, згоряння органічних речовин у повітрі і навіть гази тварин є природними джерелами вуглекислого газу в нашому світі. Однак і ми робимо істотний внесок у цю проблему, спалюючи паливо для отримання тепла, електроенергії і поїздок на роботу.
Передплатіть NV Преміум та читайте без обмежень
Нам необхідна ваша підтримка, щоб займатися якісною журналістикою
Ще в 1970 році для виправлення цієї проблеми деякі вчені запропонували масштабний перехід на водень як паливо. Деякі автовиробники навіть почали випускати водневі автомобілі. В Естонії недавно в тестовому режимі запустили безпілотні шатли — такі собі «екологічні» аналоги маршруток, які працюють на водневому паливі. Та що там маршрутки — на водневе авто пересів навіть Папа Римський Франциск.
Водень вважають перспективним паливом — він легкий, його багато, він універсальний і не робить прямих викидів забруднюючих речовин або парникових газів у процесі спалювання. Тому багато вчених вважають, що в глобальному прагненні до досягнення нульового рівня викидів водню уготована дуже важлива роль.
Однак за даними Міжнародного енергетичного агентства, 96% водню виробляється з використанням викопного палива — вугілля, нафти і природного газу. Викопне паливо об'єднують з парою і нагрівають приблизно до 800 °C — цей процес називається риформінг. На виході утворюється діоксид вуглецю (CO₂), який зазвичай відправляється в атмосферу, і водень, який виділяє після себе водяну пару, через що і сприймається багатьма як ідеально чисте паливо.
Заковика в тому, що водень — це ціла веселка. Не буквально, звичайно — просто вчені присвоїли кожному водневому паливу колір, який означає спосіб його виготовлення. Найпопулярніший і найдешевший водень у світі — сірий. Він створюється за допомогою парової обробки природного газу — зазвичай метану. Однак очевидно, що такий метод ніяк не вирішує екологічну проблему, з якою ми, з одного боку, і намагаємося щось зробити.
Коричневий і чорний водень, як можна здогадатися з темним кольорів, тим паче не будуть чимось екологічним. І ви матимете рацію — цей водень ми отримуємо з різних видів вугілля. У цих випадках також виділяється чимала кількість вуглекислого газу.
В ідеальному світі всі машини і станції використовують зелений водень. Він виготовляється за допомогою електролізу — тобто, використовує безвуглецеву електрику, яку отримують екологічно чистими способами — вітряками або сонячними панелями. Однак цей спосіб є досить дорогим і поки що нерентабельним для виробників, і, як очікується, він залишатиметься таким як мінімум до 2030 року.
Ідеальним проміжним варіантом здавався блакитний водень — наприклад, уряди США та Великобританії планували замінити весь викопний газ саме на такий водень. На відміну від сірого, в процесі створення блакитного водню вуглекислий газ не випускають в атмосферу, а вловлюють і зберігають під землею. Такий спосіб є дорожчим через додаткове обладнання, яке потрібне для уловлювання та зберігання вуглецю, проте довгий час саме його вважали найдоступнішим «чистим» водневим паливом.
Однак нещодавні дослідження, проведені вченими Корнельського і Стенфордського університетів, показали, що насправді створення блакитного водню «брудніше» за спалювання газу і вугілля на 20%, і на 60% — за спалювання дизельного палива. Ба більше, навіть найпередовіші технології поки що не можуть вловити всі викиди, внаслідок чого деякі з них все одно потрапляють в атмосферу.
Роберт Говарт, професор екології та екологічної біології в Корнеллі, стверджує, що до цього дослідження його компанію підштовхнуло саме прагнення світових урядів переходити до блакитного водню як «екологічної» альтернативи «брудному» сірому водню. Однак насправді метан — а саме його зазвичай використовують для виробництва блакитного водню — набагато гірше діє на атмосферу Землі, ніж вуглекислий газ. Одна молекула метану в атмосфері має такий же ефект, як і близько 30 молекул вуглецю.
«Політичні сили, можливо, ще не наздогнали науку. Навіть прогресивні політики можуть не розуміти, за що вони голосують. Блакитний водень звучить добре, звучить сучасно і звучить як шлях до нашого енергетичного майбутнього. Але це не так», — каже Говарт. Він упевнений, що блакитний водень — це маркетинговий хід, який просувають представники нафтогазової промисловості.
Такий вид палива також не реалізує потенціал існуючих викопних ресурсів енергії, які використовують для його видобування. Дослідники Кіпрського університету ще в 2013 році з’ясували, що у водневому продукті використовується тільки 70−75% потенційного тепла, яке виділяє природний газ. Простіше кажучи, якщо ви захочете обігріти будинок, на створення вуглецю у вас піде більше вуглекислого газу, ніж якщо ви спрямуєте його безпосередньо на обігрів.
Вчені стверджують, що єдиним видом водню, до якого ми дійсно повинні прагнути — це зелений. Поки що його виробництво дуже дороге, а тому й невигідне. Однак, якщо ми прагнемо до сталого майбутнього, блакитний водень нам точно не друг.