Adakah Konsekuensi Iklim Penggunaan Hidrogen sebagai Pengganti Batubara, Gas dan Minyak?
transport

Adakah Konsekuensi Iklim Penggunaan Hidrogen sebagai Pengganti Batubara, Gas dan Minyak?

Oleh: Keith Shine

Ada banyak cara yang mungkin untuk mengurangi emisi karbon dioksida. Salah satunya adalah pergeseran penggunaan hidrogen (H2) sebagai sumber bahan bakar; itu bisa berpotensi digunakan untuk banyak CO . saat ini2-kegiatan emisi, termasuk industri, pemanasan di rumah dan transportasi. Akan ada banyak tantangan, tetapi secara luas dianggap sebagai salah satu komponen jalur untuk mencapai “net zero”, yang bertujuan untuk menstabilkan perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia. Pengarahan Royal Society baru-baru ini memberikan banyak informasi tentang tantangan teknologi dan ekonomi dari perpindahan ke ekonomi hidrogen.

Seperti semua solusi perubahan iklim potensial, perlu untuk menilai dampak lingkungan mereka. Saya memainkan peran kecil dalam studi pemodelan tentang “Implikasi Atmosfer Peningkatan Penggunaan Hidrogen”, yang dipimpin oleh University of Cambridge (Warwick et al., 2022), didanai oleh Departemen Pemerintah untuk Bisnis, Energi & Strategi Industri. Studi tentang dampak iklim hidrogen kembali ke sekitar 20 tahun yang lalu (misalnya, Derwent et al. 2006; Schulz et al. 2003; Warwick et al. 2004) tetapi sekarang ada lebih banyak urgensi dalam memahami masalah (misalnya, Derwent et al., 2020 ; Paulot dkk., 2021).

Masalah pertama adalah bagaimana hidrogen dihasilkan. “Bahan baku” hanyalah air. Tetapi dibutuhkan energi untuk memisahkan hidrogen dari air, dan penting dari mana energi itu berasal. Ada dua metode rendah karbon. Apa yang disebut “hidrogen biru” dihasilkan menggunakan bahan bakar fosil, tetapi CO2 dihasilkan ditangkap dan disimpan daripada dipancarkan ke atmosfer. “Hidrogen hijau” dihasilkan menggunakan sumber energi terbarukan. Fokus saya adalah dampak dari kebocoran hidrogen selama produksi, penyimpanan dan distribusi (misalnya, dari pipa dan katup). (Penggunaan hidrogen hanya mengarah pada pembentukan air.)

Hidrogen sendiri tidak terlalu diperhatikan secara langsung, dari sudut pandang iklim, meskipun dapat berdampak pada kualitas udara; studi Cambridge berfokus pada peran hidrogen dalam mengubah kimia atmosfer, sehingga mengubah konsentrasi gas yang dapat mempengaruhi iklim.

Rute utama dampak iklim adalah melalui perubahan konsentrasi molekul yang sangat reaktif, radikal hidroksil (OH), gas yang ada dalam jumlah kecil tetapi memainkan peran kunci dalam kimia atmosfer. Kadang-kadang disebut sebagai “deterjen atmosfer” karena mempercepat penghilangan banyak polutan atmosfer. Kebocoran hidrogen mengurangi konsentrasi OH, sehingga mengurangi kapasitas pembersihan ini.

Efek dari hidrogen itu sendiri dan dampaknya terhadap OH termasuk peningkatan konsentrasi metana, ozon troposfer dan uap air stratosfer; semua ini menyebabkan pemanasan iklim. Penting untuk mengukur dampak ini, dan mengidentifikasi ketidakpastian, untuk memperjelas bahwa keuntungan iklim dari pengurangan CO2 emisi jauh lebih besar daripada dampak peningkatan penggunaan hidrogen.

Keterlibatan saya dalam studi Cambridge adalah untuk membantu mengukur Potensi Pemanasan Global 100 tahun (GWP(100)), sebuah metrik untuk mengkarakterisasi dampak iklim dari emisi gas (relatif terhadap emisi karbon dioksida dengan massa yang sama). GWP(100) hanyalah salah satu metrik yang mungkin untuk mengukur dampak iklim dari emisi dan itu sendiri cukup kontroversial: lihat posting blog ini oleh rekan saya Bill Collins. Namun kontroversial atau tidak, ini banyak digunakan dalam aplikasi kebijakan, termasuk perjanjian kebijakan nasional dan internasional.

Warwick dkk. (2022) menyimpulkan bahwa GWP(100) hidrogen adalah 11±5; sekitar setengahnya berasal dari dampaknya terhadap metana dan sekitar seperempatnya masing-masing berasal dari dampaknya terhadap ozon troposfer dan uap air stratosfer (beberapa di antaranya disebabkan oleh efek sampingan dari perubahan metana). Jelas sekali ketidakpastian yang substansial, salah satunya adalah masa hidup atmosfer hidrogen yang diyakini 2 sampai 3 tahun. Seperti disebutkan di atas, ia dihilangkan melalui reaksi dengan OH tetapi juga dihilangkan melalui reaksi dengan tanah; kekuatan “soil sink” ini sangat tidak pasti.

Jadi kebocoran hidrogen memang memiliki dampak iklim yang lebih tinggi (diukur dengan GWP(100)) daripada CO2 per kg yang dipancarkan. Namun, emisi hidrogen akan menjadi banyak lebih kecil dari CO2 emisi yang akan mereka ganti. Untuk satu skenario masa depan ilustratif, Warwick et al. (2022) memperkirakan bahwa dampak iklim hidrogen akan menjadi sekitar 0,4 hingga 4% (untuk tingkat kebocoran hidrogen masing-masing 1 hingga 10%) dari “CO2-ekivalen”. Ini semua menjanjikan tetapi bagaimanapun juga tidak boleh ada rasa puas diri. Tingkat kebocoran harus diminimalkan. Ketidakpastian yang tersisa dalam mengukur dampak iklim harus dikurangi. Dewan Penelitian Lingkungan Alam baru-baru ini mengumumkan peluang pendanaan “Tanggapan lingkungan terhadap emisi hidrogen” untuk membantu mengurangi ketidakpastian.

Adakah Konsekuensi Iklim Penggunaan Hidrogen sebagai Pengganti Batubara, Gas dan Minyak?

Mobil Listrik: BMW I Hydrogen Fuel Cell versi X5 SUV (foto Marco Verch, Creative Commons 2.0)

Referensi:

Derwent, R., P. Simmonds, P., S. O’Doherty, A. Manning, W. Collins, dan D. Stevenson, D 2006: Dampak lingkungan global dari ekonomi hidrogen. Jurnal Internasional Produksi dan Aplikasi Hidrogen Nuklir, 157–67 10.1504/IJNHPA.2006.009869

Derwent, RG, DS Stevenson, SR Utembe, ME Jenkin, AH Khan, dan DE Shallcross, 2020: Studi pemodelan global hidrogen dan isotopomernya menggunakan STOCHEM-CRI: Kemungkinan konsekuensi pemaksaan radiasi dari ekonomi hidrogen masa depan. Jurnal Internasional Energi Hidrogen, 45, 9211-9221. 10.1016/j.ijhydene.2020.01.125

Paulot, F., D. Paynter, V. Naik, S. Malyshev, R. Menzel, dan LW Horowitz, 2021: Pemodelan global hidrogen menggunakan GFDL-AM4.1: Sensitivitas penghilangan tanah dan gaya radiasi. Jurnal Internasional Energi Hidrogen, 46, 13446-13460. 10.1016/j.ijhydene.2021.01.088

Schulz, MG, T. Diehl, GP Brasseur, dan W. Zittel, 2003: Polusi Udara dan Dampak Pemaksaan Iklim dari Ekonomi Hidrogen Global. Sains, 302, 624-627, DOI: 10.1126/sains.1089527

Warwick, NJ, S. Bekki, EG Nisbet, dan JA Pyle, 2004: Dampak ekonomi hidrogen pada stratosfer dan troposfer dipelajari dalam model 2-D. Surat Penelitian Geofisika, 31. 10.1029/2003gl019224

Warwick, N., P. Griffiths. J. Keeble, A. Archibald, J. Pyle dan K. Shine, 2022 Implikasi atmosfer dari peningkatan penggunaan hidrogen. Makalah Kebijakan Strategi Departemen Bisnis, Energi & Industri https://www.gov.uk/government/publications/atmospheric-implications-of-increased-hydrogen-use

Memang knowledge keluaran, data pengluaran hk lengkap terlampau penting bagi para bettor, agar bettor banyak melacak data-data keluaran hk. Terutama result hk sebab terhitung sudah terbukti dapat keakuratan angka-angkanya. Yang telah terbukti senantiasa mendekati dengan angka result dari pasar hk. Jadi banyak bettor yang mencari result hk periode th. 2022. Bettor sanggup meraih berasal dari website kami, gara-gara kami menyediakan keluaran hk terlengkap yang bisa bettor dapatkan. Dan mampu bettor jadikan acuan di dalam memprediksi angka kemenangan yang nantinya dapat bettor pasang dalam permainan.