Waterstof is het wonderelement. Het kan brandstofcellen aandrijven die elektriciteit opwekken en niets anders achterlaten dan water en weinig warmte. Als de mensheid waterstof zou gebruiken om in al haar energiebehoeften te voorzien, zouden we in theorie voor altijd en een dag kunnen genieten van een milieu zonder vervuiling. Wat een wonderlijke wereld zou dat zijn. Wat een heerlijke tijd om vrij te zijn! Een nieuw rapport van CICERO maakt die droom minder zeker.

Sinds de ramp in Fukushima is Japan de belangrijkste pleitbezorger geweest voor een waterstof economie. De regering heeft grote hoeveelheden geld uitgedeeld om fabrikanten als Toyota en Honda aan te sporen auto's op waterstof te bouwen. Velen van ons in de CleanTechnica gemeenschap hebben Toyota (en in mindere mate Honda) keer op keer bekritiseerd omdat ze hun plannen voor elektrische auto's in de wacht hebben gezet terwijl ze de waterstofdroom nastreven, maar we moeten begrijpen dat wanneer de overheid ergens op aandringt, het bijna altijd krijgt wat het wil.

De realiteit is echter nogal wat anders. Fossiele brandstofbedrijven hebben zich aan boord van de waterstofwagon verdrongen, ervan overtuigd dat dit de oplossing is waar ze voor hebben gebeden - een technologie waarmee ze methaangas kunnen blijven produceren terwijl ze het publiek vertellen dat het vrij is van vervuiling. We weten dat dit pure, onvervalste paardenpuckey is, maar het is muziek in de oren van de goedgelovigen.

Nu komt CICERO met een rapport waarin staat dat hoewel het gebruik van waterstof mogelijk geen uitstoot tot gevolg heeft, lekkage van het waterstofdistributiesysteem kan worden twaalf keer zo destructief voor het milieu als koolstofdioxide. De studie werd op 7 juni 2023 gepubliceerd in het tijdschrift Communications Earth & Environment. Volgens Phys.orgvult de studie een leemte in onze kennis over de klimaateffecten van waterstof, een centrale technologie in de energietransitie.

Waterstof is geen broeikasgas, maar de chemische reacties in de atmosfeer beïnvloeden broeikasgassen zoals methaan, ozon en waterdamp in de stratosfeer. Daarom kan de uitstoot van waterstof leiden tot een verhoogde opwarming van de aarde, ondanks het ontbreken van directe stralingseigenschappen. Het onderzoek werd geleid door Dr. Maria Sand, een senior wetenschapper bij CICERO, en haar collega's in samenwerking met onderzoekers in het VK, Frankrijk en de VS.

“De klimaateffecten van waterstof zijn een onderbelicht onderwerp geweest. Een paar artikelen op basis van studies met één model bevestigen echter ons geschat aardopwarmingspotentieel over 100 jaar (GWP100) van 11.6, "zei Sand. "We gebruikten vijf verschillende atmosferische chemiemodellen en onderzochten veranderingen in atmosferisch methaan, ozon en stratosferische waterdamp."

“Waterstof interageert met verschillende biogeochemische processen. In onze schattingen hebben we de opname in de bodem, de fotochemische productie van waterstof, de levensduur van waterstof en methaan en de interacties tussen waterstof en methaan meegenomen”, aldus Sand.

Volgens Sand is de studie de meest uitgebreide beoordeling van het klimaateffect van waterstof tot nu toe, dankzij het geavanceerde en nieuwe gebruik van bestaande klimaatmodellen. “We hebben de onzekerheden in kaart gebracht en ons onderzoek vormt een stevig fundament voor politieke besluitvorming over waterstof. Een aardopwarmingspotentieel van 11.6 is significant, en ons onderzoek toont duidelijk aan hoe belangrijk het is om waterstoflekken te verminderen. We missen de technologie om waterstoflekken op de benodigde schaal te monitoren en op te sporen, maar nieuwe technologie wordt ontwikkeld terwijl de industrie zich aanpast.”

Het potentiële voordeel van het overschakelen op een waterstofeconomie zal afhangen van de omvang van de waterstoflekkage en in hoeverre waterstof fossiele brandstoffen vervangt. "Er zijn nog steeds veel open vragen en onze groep zal onze kennis blijven uitbreiden om te zorgen voor tijdige en nauwkeurige besluitvorming over een belangrijke mitigatietechnologie", zei Sand.

Het CICERO-waterstofrapport uitpakken

“Met de toenemende wereldwijde belangstelling voor moleculaire waterstof ter vervanging van fossiele brandstoffen, wordt er meer aandacht besteed aan mogelijke lekkages van waterstof in de atmosfeer en de gevolgen voor het milieu. Waterstof is niet direct een broeikasgas, maar de chemische reacties ervan veranderen de hoeveelheden van de broeikasgassen methaan, ozon en stratosferische waterdamp, evenals aërosolen”, rapporteren de CICERO-onderzoekers.

“We schatten een waterstof GWP100 van 11.6 ± 2.8 (één standaarddeviatie). Het onzekerheidsbereik omvat bodemopname, fotochemische productie van waterstof, de levensduur van waterstof en methaan, en de terugkoppeling van hydroxylradicaal op methaan en waterstof. De door waterstof veroorzaakte veranderingen zijn robuust in de verschillende modellen. Het zal belangrijk zijn om waterstoflekkages tot een minimum te beperken om de voordelen van de overstap naar een waterstofeconomie te benutten.”

Lezers die zich in de wetenschap willen verdiepen, worden aangemoedigd om rechtstreeks naar de studie te gaan, die voor een keer niet achter een betaalmuur staat. Voor de rest van ons is hier de kern van de bevindingen:

Wanneer waterstof wordt geproduceerd, getransporteerd, opgeslagen en gebruikt, lekt een deel van het gas naar de atmosfeer. In de bestaande waardeketen zijn er zeer weinig gegevens over de omvang van deze lekkages en hoe dit zich zal ontwikkelen in een toekomstige groeiende waterstofeconomie. Bronnen van waterstof zijn onder meer verbranding van biomassa, verbranding van fossiele brandstoffen, biologische stikstofbinding, atmosferische foto-oxidatie van methaan en vluchtige organische stoffen, en mogelijk geologische bronnen.

Waterstof wordt uit de atmosfeer verwijderd door biologische opname in de bodem en atmosferische oxidatie door het hydroxylradicaal (OH). De grootste term, en de grootste onzekerheidsterm in het waterstofbudget in de atmosfeer, is de opname in de bodem, die in de meeste studies goed is voor 65-85% van de totale waterstofput. De atmosferische levensduur van waterstof, gedefinieerd als de totale atmosferische belasting gedeeld door het totale aantal putten, is ongeveer 2 jaar.

Elke verstoring van het aardsysteem die de troposferische chemie beïnvloedt, creëert een complexe reeks gebeurtenissen die stralingsactieve atmosferische soorten, zoals methaan, ozon en aërosolen, veranderen en daarmee het stralingsbudget van de aarde verstoren. Waterstof is betrokken bij chemische reacties in de atmosfeer die de levensduur en hoeveelheden van andere gassen die van invloed zijn op het klimaat beïnvloeden en is dus zo'n indirect broeikasgas.

Vier belangrijke klimaateffecten worden in verband gebracht met verhoogde waterstofniveaus: (1) een langere levensduur van methaan en dus grotere hoeveelheden methaan, (2) een verhoogde productie van troposferische ozon en veranderingen in stratosferische ozon, (3) een verhoogde stratosferische waterdampproductie, en (4) veranderingen in de productie van bepaalde aerosolen. De belangrijkste reactie die deze inslagen veroorzaakt, is de vernietiging van waterstof door OH: H2+OH→H2O+H

OH is het belangrijkste en krachtigste oxidatiemiddel in de atmosfeer. Oxidatie door OH is de belangrijkste bron van waterstof, methaan en andere verbindingen in de atmosfeer. De niveaus van OH in de atmosfeer zijn afhankelijk van andere gassen, met name methaan, stikstofoxiden, koolmonoxide en VOS. Al deze processen zijn sterk gekoppeld en leiden tot chemische feedbackprocessen. Oxidatie van methaan en VOS door OH levert ook een belangrijke atmosferische bron van waterstof.

De verandering in chemie veroorzaakt door zowel de opname van OH als de productie van H in reactie kan leiden tot veranderingen in ozon. In de troposfeer is de productie van waterdamp verwaarloosbaar in vergelijking met de natuurlijke watercyclus, maar in de stratosfeer kan deze reactie de waterdampniveaus beïnvloeden. Veranderingen in OH, ozon en andere oxidanten kunnen ook de vorming van deeltjes beïnvloeden, met name sulfaat, secundaire organische aerosolen en nitraat, en hun grootteverdeling veranderen.

Waterstof, Wetenschap En Realiteit

Nu weten we dat waterstof niet het magische stof is waarmee we kunnen rondstrooien om de klimaatcrisis te laten verdwijnen en ons niet langer lastig te vallen. Dat leidt tot enkele mogelijke inzichten in andere technologieën die worden aangeprezen als remedies voor onze verslaving aan fossiele brandstoffen, in het bijzonder geo-engineering van de atmosfeer.

De interacties tussen de aarde, de lucht en de oceanen zijn fantastisch complex. Iedereen die beweert te weten wat het effect is van het met een redelijke mate van zekerheid afschieten van wat zwaveldioxidedeeltjes in de bovenste lagen van de atmosfeer of ijzeroxidekorrels in de oceaan, is een charlatan of een leugenaar.

Er is maar één oplossing: stop met het winnen, transporteren, raffineren en verbranden van fossiele brandstoffen. Het gevolg hiervan is om geen nieuwe technologieën te gaan gebruiken die slechter zijn voor het milieu. Tenzij en totdat de productie, het transport en de opslag van groene waterstof lekvrij kunnen worden gemaakt, is de droom van een waterstofeconomie een dwaze poging vol valse beloften.

We weten wat we moeten doen om de aarde te behouden. Het is tijd om ermee aan de slag te gaan.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• EVM Financiën. Uniforme interface voor gedecentraliseerde financiën. Toegang hier.
• Quantum Media Groep. IR/PR versterkt. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3 gegevensintelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://cleantechnica.com/2023/06/11/hydrogen-can-make-global-heating-worse-cicero-study-shows/