Переход на водородное топливо может продлить проблему метана

Потенциал водорода как чистого топлива может быть ограничен химической реакцией в нижних слоях атмосферы, согласно исследованию Принстонского университета и Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA).

Это связано с тем, что газообразный водород легко вступает в реакцию в атмосфере с той же молекулой, которая в основном отвечает за разрушение метана, мощного парникового газа. Если выбросы водорода превысят определенный порог, эта общая реакция, вероятно, приведет к накоплению метана в атмосфере с климатическими последствиями, длящимися десятилетиями.

«Водород теоретически является топливом будущего, — сказал Маттео Бертаньи, автор исследования, опубликованного в Nature Communications. — Однако на практике он создает множество экологических и технологических проблем, которые еще предстоит решить». Ученые смоделировали влияние выбросов водорода на атмосферный метан и обнаружили, что выше определенного порога утечки в водородной экономике могут нанести краткосрочный экологический ущерб, увеличивая количество метана в атмосфере, даже при замене ископаемого топлива.

Проблема сводится к небольшой молекуле гидроксильного радикала (OH), играющей критическую роль в удалении парниковых газов. Он также реагирует с водородом. Поскольку ежедневно генерируется ограниченное количество OH, всплеск выбросов водорода означает, что больше OH будет расходоваться на его разложение, оставляя меньше для разрушения метана. В результате метан будет дольше оставаться в атмосфере, продлевая его потепляющий эффект.

Исследователи определили порог, при котором выбросы водорода приведут к росту атмосферного метана. Для зеленого водорода (получаемого из воды с помощью ВИЭ) критический порог утечек составляет около 9%. Для голубого водорода (производимого из метана с улавливанием углерода) порог еще ниже из-за дополнительных утечек самого метана. Например, даже при утечке метана всего 0,5%, утечки водорода должны составлять менее ~4,5%, чтобы избежать роста концентрации метана.

«В долгосрочной перспективе переход на водородную экономику, вероятно, все равно принесет чистую пользу для климата, — отметил Бертаньи. — Но потенциальные краткосрочные последствия могут привести к невосполнимому ущербу». Поэтому для достижения климатических целей середины века необходимо контролировать утечки водорода и метана по всей цепочке создания стоимости.