Waterstof van hernubare energie soos sonkrag kan met nul-emissies geproduseer word. Lucas Coch / AAP
Die gebruik van waterstof as 'n skoon brandstof is 'n idee waarvan die tyd moontlik aanbreek. Vir Australië is die vervaardiging van waterstof aanloklik: dit kan 'n winsgewende nuwe binnelandse industrie skep en die wêreld help om 'n koolstofvrye toekoms te bereik.
Die nasionale waterstofstrategie wat verlede maand vrygestel is, voer aan dat Australië aan die voorpunt van die wêreldwye waterstofwedloop moet wees. Gelei deur die hoofwetenskaplike Alan Finkel, neem die strategie 'n tegnologie-neutrale benadering, omdat dit nie 'n enkele manier is om 'skoon' waterstof te maak nie.
Dit maak egter saak of waterstof uit hernubare elektrisiteit of fossielbrandstowwe geproduseer word. Alhoewel die fossielbrandstofroete tans goedkoper is, kan dit uiteindelik aansienlike hoeveelhede koolstofdioksied vrylaat.
Dr Finkel en Minister van Energie, Angus Taylor, voor 'n vergadering oor die waterstofstrategie. RICHARD WAINWRIGHT / AAP
Nie alle 'skoon' waterstof is dieselfde nie
Waterstof kan deur elektrolise vervaardig word deur elektrisiteit, wat water in waterstof en suurstof verdeel. As hernubare elektrisiteit gebruik word, produseer dit geen koolstofdioksied nie en staan dit as groen waterstof bekend.
Waterstof kan ook uit steenkool of gas geproduseer word. Hierdie proses stel koolstofdioksied vry. Die meeste waterstof wat vandag geproduseer word, word op hierdie manier gemaak.
Sommige - maar van kritieke belang - nie alle koolstofdioksied uit hierdie proses kan in die ondergrondse reservoirs vasgevang en geberg word nie - 'n proses wat bekend staan as koolstofopvang en berging (CCS).
Maar CCS is tegnies kompleks en duur. Slegs twee aanlegte wat waterstof uit fossielbrandstowwe vervaardig, gebruik dit tans: een in Kanada, met 'n koolstofdioksied opnamesnelheid van 80%, en een in die VSA met 'n laer retensiekoers.
In Australië is die enigste grootskaalse CCS-projek Chevron Gorgon-gas (nie waterstof nie) projek in Wes-Australië. Na 'n beduidende vertraging, en drie jaar sedert die projek gas begin lewer, die opvang en stoor van koolstof het vanjaar begin.
Hoë koolstof-vangsyfers word nie verseker nie
Die waterstofstrategie gebruik die term “skoon waterstof” vir waterstof wat geproduseer word uit hernubare elektrisiteit, en uit steenkool of gas met koolstofopvang. En dit veronderstel 'n “beste geval” -scenario waar 90-95% van koolstofdioksied van fossielbrandstowwe vasgevang word.
Sulke tariewe is tegnies moontlik, maar is tot op hede nog nie bereik nie. Laer vangsyfers word nie in die strategie ondersoek nie.
Teen 90-95% vangsyfers, is steenkool- en gasgebaseerde waterstof baie minder koolstofintensief as wat tradisionele fossielbrandstof gebruik. Maar 'n vangsnelheid van 60% beteken dat waterstof uit steenkool 'n soortgelyke emissiesintensiteit het as wat natuurlike gas direk verbrand.
Uitstootintensiteit van brandstowwe met en sonder CCS. Waterstofgetalle is slegs vir produksie; emissie-intensiteit is hoër vir uitgevoerde waterstof. Bron: outeursberekeninge, met behulp van data van die Internasionale Energieagentskap en die Amerikaanse energie-inligtingsadministrasie
Die nasionale strategie beskryf nie 'n meganisme om te verseker dat die beste valsyfers bereik word nie. Die vervaardiging van waterstof kan heelwat vinniger styg as die fasiliteite wat benodig word om emissies te vang, waardeur groot hoeveelhede kweekhuisgas die atmosfeer kan binnedring - soortgelyk aan die Gorgon-saak.
Nog 'n risiko is dat koolstofopname om tegniese of kostedoeleindes nie die beste dosisse kan bereik nie.
Na uitvoer van nul-emissies
Lande insluitend Japan, Suid-Korea en Duitsland ondersoek die moontlikheid om waterstof op verskillende maniere te gebruik, insluitend in kragopwekking, vervoer, verhitting en industriële prosesse.
Sommige toekomstige invoerders gee nie om hoe skoon ons waterstof vervaardig word nie, maar ander kan dit wel doen.
Om te illustreer hoekom koolstofvrye uitvoer belangrik is, het ons die uitstoot bereken as Australië jaarliks 12 miljoen ton waterstof vir uitvoer vervaardig - gelykstaande aan ongeveer 30% van ons huidige uitvoer van vloeibare aardgas en in ooreenstemming met die produksieskattings in die nasionale strategie.
Dit benodig ongeveer 37 miljoen ton aardgas of 88 miljoen ton steenkool. As 90% koolstofdioksied opgevang word, sal die uitstoot van gas 1.9% van Australië se huidige (2018) jaarlikse uitstoot van kweekhuisgas beloop, of 4.4% met steenkool.
As slegs 60% van die koolstofdioksied vasgevang is, sou waterstof uit gas en steenkool onderskeidelik verantwoordelik wees vir 7.8% en 17.9% van die huidige nasionale emissies - wat dit baie moeiliker maak vir Australië om die bestaande en toekomstige emissiedoelwitte te bereik.
Waar om te belê
Op die oomblik is die vervaardiging van waterstof uit fossielbrandstowwe goedkoper as uit hernubare energie, selfs met die vang en opberging van koolstof.
Australië het ook groot en gereed reservate bruinkool in Victoria's Latrobe Valley wat nie deur die dalende steenkoolkragbedryf gebruik sal word nie. Opgevangde koolstof kan onder die Bass Strait geberg word. En die volop gasreserwes van die land kan in waterstof verander word, bo en behalwe of gedeeltelik die uitvoer van vloeibare aardgasuitvoer vervang. Dit is dus verbasend dat die nasionale strategie alle opsies op die tafel gelaat het.
'N Diagram wat die vele potensiële gebruike vir waterstof toon. Nasionale waterstofstrategie
Die vestiging van waterstofproduksiefasiliteite met koolstofopname sou egter groot besteding aan toerusting met baie lang leeftyd beteken. Dit is riskant, want die kapitaal sal vermors word as die mark vir uitstootintensiewe waterstof in duie stort, hetsy deur openbare houdings of deur 'n wêreldwye imperatief om na nul-emissiesenergiestelsels oor te gaan.
Die wêreld is al ver van die pas af wat nodig is om sy teikens vir vermindering van vrystellings te bereik, en moet uiteindelik netto nul word om die ergste gevolge van klimaatsverandering te voorkom.
Australië moet in navorsing en ontwikkeling belê om groenwaterstof goedkoper te maak. Dit verg daling in die koste van elektrolise, en verdere verlaging in die produksie van hernubare energie op groot skaal. Dit kan tot groot voordele vir die klimaat en die toekomstige uitvoerekonomie van Australië lei.
Oor die skrywers
Frank Jotzo, direkteur, sentrum vir klimaat- en energiebeleid, Australiese Nasionale Universiteit; Fiona J Beck, senior navorsingsgenoot, Australiese Nasionale Universiteit, en Thomas Longden, navorsingsgenoot, Australiese Nasionale Universiteit
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
