氢气可用作清洁能源载体,因为氢气发电产生电能,而其副产品只有水,对环境不造成污染。氢气被视为理想的绿色清洁能源,未来有望用于航空、航运和长途卡车运输。但近日,有新的报告显示,逃逸的氢排放会造成更严重的气候问题。
当氢气直接被释放到大气中时,氢本身可以与空气中的其他气体和蒸气相互作用,产生强大的变暖效应。据外媒New Atlas报道,英国政府的一项新研究已将这些相互作用置于显微镜下,并确定氢的全球变暖潜能值(GWP)大约是先前理解的2倍。在100年的时间段内,大气中的一吨氢会使地球变暖,其效果是一吨二氧化碳的11倍,不确定性为±5。
氢如何像温室气体一样对气候造成影响?
其中一种方法是延长了大气甲烷的寿命。氢气与“清理”甲烷排放的相同对流层氧化剂发生反应。甲烷是一种非常强效的温室气体,在最初的20年里,它造成的变暖效应是等量二氧化碳的80倍。但大气中的羟基自由基能相对较快地清除它,而二氧化碳在空气中保留了数千年,所以从长远来看,二氧化碳会更糟。
然而,当氢存在时,这些羟基自由基会与氢发生反应。因此,可以使用的清洁剂更少,甲烷浓度直接上升,甲烷在大气中的停留时间更长。更重要的是,氢的存在增加了对流层臭氧和平流层水蒸气的浓度,增强了“辐射强迫”效应,也将温度推高。
氢气是如何逃逸到大气中的?
据研究,其中很大一部分是泄漏。将氢气储存在压缩气瓶中,基本可以假设每天会损失0.12%到0.24%的氢气,它会从管道和阀门中泄漏。还有,在氢气作为低温液体运输的情况下,蒸发是不可避免的,平均每天会损失约1%的氢气
对此,英国政府报告解释说,“基于1%和10%的氢气泄漏率增加的当量二氧化碳排放量分别抵消了约0.4%和4%的总当量二氧化碳排放量”。因此即使出现最坏的泄漏情况,这仍然是一个巨大的进步。