Điều gì làm cho hydro trở thành nhiên liệu sạch thực sự

Điều gì làm cho hydro trở thành nhiên liệu sạch thực sự Hydrogen từ năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời có thể được sản xuất với lượng khí thải bằng không. Lucas Nam / AAP

Sử dụng hydro làm nhiên liệu sạch là một ý tưởng mà thời gian có thể sẽ đến. Đối với Úc, sản xuất hydro rất hấp dẫn: nó có thể tạo ra một ngành công nghiệp nội địa mới sinh lợi và giúp thế giới đạt được một tương lai không có carbon.

Nền tảng chiến lược hydro quốc gia phát hành tháng trước lập luận rằng Úc nên đi đầu trong cuộc đua hydro toàn cầu. Được lãnh đạo bởi nhà khoa học trưởng Alan Finkel, chiến lược này thực hiện một cách tiếp cận trung lập về công nghệ, bằng cách không ủng hộ bất kỳ cách nào để tạo ra hydro sạch.

Nhưng vấn đề là hydro được sản xuất từ ​​điện tái tạo hay nhiên liệu hóa thạch. Mặc dù tuyến nhiên liệu hóa thạch hiện rẻ hơn, nhưng cuối cùng nó có thể thải ra lượng carbon dioxide đáng kể.

Điều gì làm cho hydro trở thành nhiên liệu sạch thực sự Tiến sĩ Finkel và Bộ trưởng Năng lượng Angus Taylor trước cuộc họp về chiến lược hydro. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Không phải tất cả hydro 'sạch' đều giống nhau

Hydrogen có thể được sản xuất bằng điện thông qua quá trình điện phân, phân tách nước thành hydro và oxy. Khi điện tái tạo được sử dụng, nó không tạo ra bất kỳ carbon dioxide nào và được gọi là hydro xanh.

Hydrogen cũng có thể được sản xuất từ ​​than hoặc khí đốt. Quá trình này giải phóng carbon dioxide. Hầu hết hydro sản xuất ngày nay được thực hiện theo cách này.

Một số - nhưng quan trọng, không phải tất cả - carbon dioxide từ quá trình này có thể bị giữ lại và được lưu trữ trong các hồ chứa dưới lòng đất - một quá trình được gọi là thu và lưu trữ carbon (CCS).


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Nhưng CCS là kỹ thuật phức tạp và đắt tiền. Chỉ có hai nhà máy sản xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch hiện đang sử dụng nó: một ở Canada, với một carbon dioxide tỷ lệ bắt giữ 80%một ở Mỹ với tỷ lệ duy trì thấp hơn.

Ở Úc, dự án CCS quy mô lớn duy nhất đang hoạt động là của Chevron Dự án khí Gorgon (không phải hydro) ở Tây Úc. Sau một thời gian trì hoãn đáng kể và ba năm kể từ khi dự án bắt đầu cung cấp khí đốt, thu hồi và lưu trữ carbon bắt đầu trong năm nay.

Tỷ lệ thu giữ carbon cao không được đảm bảo

Chiến lược hydro sử dụng thuật ngữ hydro sạch hydro dùng cho hydro được sản xuất từ ​​điện tái tạo và từ than đá hoặc khí đốt với việc thu giữ carbon. Và nó giả định một kịch bản trường hợp tốt nhất của YouTube trong đó 90-95% carbon dioxide được thu giữ từ nhiên liệu hóa thạch.

Tỷ lệ như vậy là có thể về mặt kỹ thuật, nhưng cho đến nay vẫn chưa đạt được. Tỷ lệ bắt thấp hơn không được kiểm tra trong chiến lược.

Với tỷ lệ bắt giữ 90-95%, hydro dựa trên than và khí ít sử dụng carbon hơn nhiều so với sử dụng nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Nhưng tỷ lệ bắt giữ là 60% có nghĩa là hydro từ than có cường độ phát thải tương tự như đốt trực tiếp khí đốt tự nhiên.

Điều gì làm cho hydro trở thành nhiên liệu sạch thực sự Cường độ phát thải của nhiên liệu có và không có CCS. Số lượng hydro chỉ dành cho sản xuất; cường độ phát thải cao hơn đối với hydro xuất khẩu. Nguồn: tính toán của các tác giả, sử dụng dữ liệu từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế và Cơ quan Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ

Chiến lược quốc gia không mô tả một cơ chế để đảm bảo tỷ lệ bắt giữ trường hợp tốt nhất được đáp ứng. Việc sản xuất hydro có thể tăng nhanh hơn nhiều so với các phương tiện cần thiết để thu khí thải, cho phép một lượng lớn khí nhà kính xâm nhập vào khí quyển - tương tự như trường hợp Gorgon.

Một rủi ro khác là việc thu giữ carbon sẽ không thể đạt được tỷ lệ trường hợp tốt nhất vì lý do kỹ thuật hoặc chi phí.

Hướng tới xuất khẩu không phát thải

Các quốc gia bao gồm Nhật Bản, Hàn Quốc và Đức đang khám phá khả năng sử dụng hydro theo nhiều cách, bao gồm cả trong sản xuất điện, vận chuyển, sưởi ấm và các quy trình công nghiệp.

Một số nhà nhập khẩu trong tương lai có thể không quan tâm làm thế nào sạch hydro của chúng tôi được sản xuất, nhưng những người khác có thể.

Để minh họa tại sao xuất khẩu không có carbon, chúng tôi đã tính toán lượng khí thải nếu Úc sản xuất hàng triệu tấn hydro để xuất khẩu mỗi năm - tương đương với khoảng 12% xuất khẩu khí tự nhiên hóa lỏng hiện tại của chúng tôi và phù hợp với ước tính sản xuất trong chiến lược quốc gia.

Nó sẽ cần khoảng 37 triệu tấn khí tự nhiên hoặc 88 triệu tấn than. Nếu 90% carbon dioxide bị bắt giữ, khí thải từ khí sẽ chiếm tổng lượng khí thải nhà kính hàng năm (1.9) hiện tại của Úc, hoặc 2018% sử dụng than.

Nếu chỉ bắt giữ 60% carbon dioxide, hydro từ khí đốt và than sẽ chiếm thêm một lượng 7.8% và 17.9% tương ứng - khiến Úc khó đạt được các mục tiêu phát thải hiện tại và trong tương lai.

Đầu tư vào đâu

Ngay bây giờ, sản xuất hydro từ nhiên liệu hóa thạch rẻ hơn so với từ năng lượng tái tạo, ngay cả với việc thu giữ và lưu trữ carbon.

Úc cũng có trữ lượng than nâu lớn và sẵn sàng tại Thung lũng Latcoat của Victoria sẽ không được sử dụng bởi ngành công nghiệp điện đốt than đang suy giảm. Carbon thu được có thể được lưu trữ dưới eo biển Bass. Và trữ lượng khí dồi dào của quốc gia có thể được chuyển thành hydro, ngoài ra hoặc thay thế một phần xuất khẩu khí đốt tự nhiên hóa lỏng. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi chiến lược quốc gia để lại tất cả các lựa chọn trên bàn.

Điều gì làm cho hydro trở thành nhiên liệu sạch thực sự Một sơ đồ cho thấy vô số tiềm năng sử dụng cho hydro. Chiến lược hydro quốc gia

Tuy nhiên, việc thành lập các cơ sở sản xuất hydro với thu hồi carbon có nghĩa là chi tiêu rất lớn cho thiết bị có tuổi thọ rất dài. Điều này là rủi ro, vì vốn sẽ bị lãng phí nếu thị trường cho hydro thâm hụt khí thải sụp đổ, thông qua thái độ của công chúng hoặc bắt buộc toàn cầu để chuyển sang các hệ thống năng lượng không phát thải.

Thế giới đã xa tốc độ cần thiết để đáp ứng các mục tiêu giảm phát thải của nó, và cuối cùng phải đạt đến mức 0% để ngăn chặn các tác động biến đổi khí hậu tồi tệ nhất.

Úc nên đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để làm cho hydro xanh rẻ hơn. Điều này đòi hỏi phải giảm chi phí điện phân và giảm hơn nữa trong sản xuất năng lượng tái tạo quy mô lớn. Nó có thể dẫn đến những lợi ích lớn cho khí hậu và nền kinh tế xuất khẩu trong tương lai của Úc.Conversation

Giới thiệu về tác giả

Frank Jotzo, Giám đốc, Trung tâm chính sách khí hậu và năng lượng, Australian National University; Fiona J Beck, nghiên cứu viên cao cấp, Australian National Universityvà Thomas Longden, Nghiên cứu viên, Australian National University

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}