สิ่งที่จะทำให้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดอย่างแท้จริง ไฮโดรเจนจากพลังงานหมุนเวียนเช่นพลังงานแสงอาทิตย์สามารถผลิตได้โดยไม่มีการปล่อยมลพิษ Lucas Coch / AAP

การใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงสะอาดเป็นความคิดที่อาจมีเวลามา สำหรับออสเตรเลียการผลิตไฮโดรเจนนั้นมีเสน่ห์: มันสามารถสร้างอุตสาหกรรมในประเทศใหม่ที่ให้ผลตอบแทนดีและช่วยให้โลกประสบความสำเร็จในอนาคตที่ปราศจากคาร์บอน

พื้นที่ กลยุทธ์ไฮโดรเจนแห่งชาติ การปล่อยตัวเมื่อเดือนที่แล้วระบุว่าออสเตรเลียควรอยู่ในระดับแนวหน้าของการแข่งขันไฮโดรเจนทั่วโลก นำโดยหัวหน้านักวิทยาศาสตร์ Alan Finkel กลยุทธ์นี้ใช้วิธีการที่เป็นกลางทางเทคโนโลยีโดยไม่นิยมวิธีใดวิธีหนึ่งในการสร้างไฮโดรเจน“ สะอาด”

แต่มันสำคัญไม่ว่าจะผลิตไฮโดรเจนจากพลังงานทดแทนหรือเชื้อเพลิงฟอสซิล ในขณะที่เส้นทางเชื้อเพลิงฟอสซิลปัจจุบันมีราคาถูกลง แต่ก็อาจปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมากออกมา

สิ่งที่จะทำให้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดอย่างแท้จริง ดร. ฟิงเกลและรัฐมนตรีพลังงานแองกัสเทย์เลอร์ก่อนการประชุมเกี่ยวกับกลยุทธ์ไฮโดรเจน Richard WAINWRIGHT / AAP


กราฟิกสมัครสมาชิกภายในตัวเอง


ไฮโดรเจนที่ 'สะอาด' ไม่เหมือนกันทั้งหมด

ไฮโดรเจนสามารถผลิตได้โดยใช้กระแสไฟฟ้าผ่านอิเล็กโทรไลซิสซึ่งแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน เมื่อใช้พลังงานหมุนเวียนแล้วสิ่งนี้จะไม่ผลิตคาร์บอนไดออกไซด์และเรียกว่าไฮโดรเจนสีเขียว

ไฮโดรเจนสามารถผลิตได้จากถ่านหินหรือก๊าซ กระบวนการนี้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจนส่วนใหญ่ที่ผลิตในวันนี้ทำด้วยวิธีนี้

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากกระบวนการนี้บางส่วนสามารถผ่านการดักจับและเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำใต้ดินซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน (CCS)

แต่ CCS นั้นซับซ้อนและมีราคาแพง ปัจจุบันมีเพียงสองโรงงานที่ผลิตไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลเท่านั้น หนึ่งในแคนาดาด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ อัตราการจับภาพของ 80%และ หนึ่งในสหรัฐอเมริกา ด้วยอัตราการเก็บข้อมูลที่ต่ำกว่า

ในออสเตรเลียโครงการ CCS ขนาดใหญ่ที่ดำเนินงานเพียงอย่างเดียวคือของเชฟรอน โครงการก๊าซกอร์กอน (ไม่ใช่ไฮโดรเจน) ในออสเตรเลียตะวันตก หลังจากความล่าช้าอย่างมีนัยสำคัญและสามปีนับตั้งแต่โครงการเริ่มจัดหาก๊าซ การดักจับและการจัดเก็บคาร์บอนเริ่มในปีนี้.

ไม่รับประกันอัตราการดักจับคาร์บอนสูง

กลยุทธ์ไฮโดรเจนใช้คำว่า "ไฮโดรเจนสะอาด" สำหรับไฮโดรเจนที่ผลิตจากพลังงานหมุนเวียนและจากถ่านหินหรือก๊าซที่มีการดักจับคาร์บอน และสมมติว่าเป็นสถานการณ์ที่ "ดีที่สุด" ที่ 90-95% ของคาร์บอนไดออกไซด์ถูกจับจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

อัตราดังกล่าวเป็นไปได้ทางเทคนิค แต่ยังไม่ได้รับวันที่ อัตราการยึดต่ำไม่ถูกตรวจสอบในกลยุทธ์

ที่อัตราการดักจับ 90-95% ไฮโดรเจนและถ่านหินที่ใช้แก๊สจะมีความเข้มข้นของคาร์บอนน้อยกว่าการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม แต่อัตราการดักจับ 60% หมายถึงไฮโดรเจนจากถ่านหินมีความเข้มการปล่อยคล้ายกับการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติโดยตรง

สิ่งที่จะทำให้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดอย่างแท้จริง ปล่อยความเข้มของเชื้อเพลิงที่มีและไม่มี CCS หมายเลขไฮโดรเจนใช้สำหรับการผลิตเท่านั้น ความเข้มข้นของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจะสูงขึ้นสำหรับไฮโดรเจนที่ส่งออก ที่มา: การคำนวณของผู้แต่งโดยใช้ข้อมูลจาก International Energy Agency และ US Information Information Administration

กลยุทธ์ระดับชาติไม่ได้อธิบายกลไกเพื่อให้แน่ใจว่าได้อัตราการยึดครองที่ดีที่สุด การผลิตไฮโดรเจนอาจเพิ่มขึ้นเร็วกว่าสิ่งอำนวยความสะดวกที่จำเป็นในการดักจับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจำนวนมากให้เข้าสู่บรรยากาศ - คล้ายกับกรณีของกอร์กอน

ความเสี่ยงอีกประการหนึ่งคือการดักจับคาร์บอนจะไม่สามารถบรรลุอัตราที่ดีที่สุดสำหรับเหตุผลทางเทคนิคหรือต้นทุน

สู่การส่งออกที่ไม่มีการปล่อยมลพิษ

ประเทศต่างๆรวมถึงญี่ปุ่นเกาหลีใต้และเยอรมนีกำลังสำรวจความเป็นไปได้ในการใช้ไฮโดรเจนในหลายวิธีรวมถึง กระบวนการผลิตพลังงานการขนส่งการทำความร้อนและกระบวนการอุตสาหกรรม.

ผู้นำเข้าในอนาคตบางคนอาจไม่สนใจว่าไฮโดรเจนของเราผลิตอย่างหมดจด แต่คนอื่นอาจ

เพื่อแสดงให้เห็นว่าเหตุใดการส่งออกที่ปลอดคาร์บอนจึงมีความสำคัญเราคำนวณการปล่อยมลพิษหากออสเตรเลียผลิตไฮโดรเจนจำนวน 12 ล้านตันเพื่อการส่งออกต่อปีหรือเทียบเท่ากับ 30% ของการส่งออกก๊าซธรรมชาติเหลวในปัจจุบันของเรา

จะต้องใช้ก๊าซธรรมชาติประมาณ 37 ล้านตันหรือ 88 ล้านตันของถ่านหิน หากจับคาร์บอนไดออกไซด์ 90% การปล่อยก๊าซจะรวม 1.9% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกประจำปีของออสเตรเลีย (2018) หรือ 4.4% โดยใช้ถ่านหิน

หากมีการจับคาร์บอนไดออกไซด์ 60% เท่านั้นไฮโดรเจนจากก๊าซและถ่านหินจะคิดเป็นค่า 7.8% และ 17.9% ของการปล่อยก๊าซแห่งชาติปัจจุบันตามลำดับทำให้ยากขึ้นสำหรับประเทศออสเตรเลียในการบรรลุเป้าหมายการปล่อยมลพิษในปัจจุบันและในอนาคต

จะลงทุนที่ไหน

ตอนนี้การผลิตไฮโดรเจนจากเชื้อเพลิงฟอสซิลนั้นมีราคาถูกกว่าจากพลังงานหมุนเวียนแม้ว่าจะมีการดักจับและการจัดเก็บคาร์บอน

ออสเตรเลียยังมีปริมาณสำรองถ่านหินสีน้ำตาลขนาดใหญ่และพร้อมในหุบเขา Latrobe ของรัฐวิกตอเรียซึ่งจะไม่ถูกใช้โดยอุตสาหกรรมพลังงานถ่านหินที่ลดลง คาร์บอนที่ถูกจับสามารถเก็บไว้ใน Bass Strait และปริมาณสำรองก๊าซที่อุดมสมบูรณ์ของประเทศนั้นสามารถเปลี่ยนเป็นไฮโดรเจนได้นอกเหนือจากหรือบางส่วนแทนที่การส่งออกก๊าซธรรมชาติเหลว ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจเลยที่ยุทธศาสตร์ระดับชาติได้ทิ้งตัวเลือกทั้งหมดไว้บนโต๊ะ

สิ่งที่จะทำให้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดอย่างแท้จริง แผนภาพแสดงศักยภาพการใช้ไฮโดรเจนจำนวนมหาศาล ยุทธศาสตร์ไฮโดรเจนแห่งชาติ

อย่างไรก็ตามการสร้างโรงงานผลิตไฮโดรเจนที่มีการดักจับคาร์บอนจะหมายถึงการใช้จ่ายกับอุปกรณ์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานมาก สิ่งนี้มีความเสี่ยงเนื่องจากเมืองหลวงจะสูญเปล่าหากตลาดของไฮโดรเจนที่ปล่อยมลพิษสูงพังทลายลงไม่ว่าจะเป็นทัศนคติของประชาชน

โลกอยู่แล้ว ไกลออกไปก้าว จำเป็นเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการลดการปล่อยมลพิษและในที่สุดก็ต้องไปที่ศูนย์เพื่อป้องกันผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เลวร้ายที่สุด

ออสเตรเลียควรลงทุนในการวิจัยและพัฒนาเพื่อให้ไฮโดรเจนสีเขียวราคาถูกลง สิ่งนี้จำเป็นต้องมีการผลักดันการลดต้นทุนของอิเล็กโทรไลซิสและการลดการผลิตพลังงานทดแทนขนาดใหญ่ มันอาจนำไปสู่ผลประโยชน์ที่ยิ่งใหญ่สำหรับสภาพภูมิอากาศและเศรษฐกิจการส่งออกในอนาคตของออสเตรเลียสนทนา

เกี่ยวกับผู้แต่ง

Frank Jotzo ผู้อำนวยการศูนย์นโยบายสภาพภูมิอากาศและพลังงาน มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย; Fiona J Beck นักวิจัยอาวุโส มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียและ Thomas Longden นักวิจัย มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.