Hidrogen dari tenaga boleh diperbaharui seperti solar boleh dihasilkan dengan pelepasan sifar. Lucas Coch / AAP

Menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar bersih adalah idea yang masa yang akan datang. Bagi Australia, menghasilkan hidrogen memikat: ia boleh mencipta industri domestik baru yang menguntungkan dan membantu dunia mencapai masa depan yang bebas karbon.

. strategi hidrogen nasional yang dikeluarkan bulan lepas berpendapat Australia sepatutnya berada di barisan depan perlumbaan hidrogen global. Diketuai oleh Ketua Saintis Alan Finkel, strategi ini mengambil pendekatan yang berkecuali teknologi, dengan tidak memihak kepada salah satu cara untuk membuat hidrogen "bersih".

Tetapi penting sama ada hidrogen dihasilkan daripada elektrik boleh diperbaharui atau bahan api fosil. Walaupun laluan bahan api fosil pada masa ini lebih murah, ia dapat memancarkan sejumlah besar karbon dioksida.

Dr Finkel dan Menteri Tenaga Angus Taylor menjelang pertemuan mengenai strategi hidrogen. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Tidak semua hidrogen 'bersih' sama

Hidrogen boleh dihasilkan menggunakan elektrik melalui elektrolisis, yang membahagikan air ke hidrogen dan oksigen. Apabila tenaga elektrik boleh diperbaharui digunakan, ini tidak menghasilkan apa-apa karbon dioksida dan dikenali sebagai hidrogen hijau.

Hidrogen juga boleh dihasilkan daripada arang batu atau gas. Proses ini mengeluarkan karbon dioksida. Kebanyakan hidrogen yang dikeluarkan hari ini dibuat dengan cara ini.

Sesetengah - tetapi secara kritikal, tidak semua - karbon dioksida dari proses ini boleh terperangkap dan disimpan dalam takungan bawah tanah - suatu proses yang dikenali sebagai penangkapan dan penyimpanan karbon (CCS).

Tetapi CCS secara teknikalnya kompleks dan mahal. Hanya dua tumbuhan yang menghasilkan hidrogen daripada bahan api fosil yang kini menggunakannya: satu di Kanada, dengan karbon dioksida kadar penangkapan 80%, dan satu di AS dengan kadar pengekalan yang lebih rendah.

Di Australia, satu-satunya projek CCS berskala besar beroperasi adalah Chevron's Projek Gorgon gas (bukan hidrogen) di Australia Barat. Selepas kelewatan yang ketara, dan tiga tahun sejak projek itu mula membekalkan gas, penangkapan dan penyimpanan karbon bermula tahun ini.

Kadar penangkapan karbon yang tinggi tidak terjamin

Strategi hidrogen menggunakan istilah "hidrogen bersih" untuk hidrogen yang dihasilkan daripada elektrik yang boleh diperbaharui, dan dari arang batu atau gas dengan penangkapan karbon. Dan ia menganggap senario "terbaik" di mana 90-95% karbon dioksida ditangkap daripada bahan api fosil.

Kadar sedemikian secara teknikal mungkin, tetapi belum dapat dicapai setakat ini. Kadar tangkapan yang lebih rendah tidak diperiksa dalam strategi.

Pada kadar penangkapan 90-95, hidrogen berasaskan arang batu dan gas adalah lebih kurang karbon-intensif daripada penggunaan bahan bakar fosil tradisional. Tetapi kadar penangkapan 60% bermaksud hidrogen dari arang batu mempunyai intensiti emisi yang sama untuk membakar gas asli secara langsung.

Keamatan emisi bahan api dengan dan tanpa CCS. Nombor hidrogen hanya untuk pengeluaran; Keamatan emisi adalah lebih tinggi untuk hidrogen yang dieksport. Sumber: pengiraan penulis, menggunakan data dari Agensi Energi Antarabangsa dan Pentadbiran Maklumat Tenaga AS

Strategi nasional tidak menggambarkan mekanisme untuk memastikan kadar tangkap terbaik dapat dipenuhi. Pengeluaran hidrogen mungkin lebih cepat daripada kemudahan yang diperlukan untuk menangkap pelepasan, membolehkan sejumlah besar gas rumah hijau memasuki atmosfera - serupa dengan kes Gorgon.

Satu lagi risiko ialah penangkapan karbon tidak akan dapat mencapai kadar kes terbaik untuk sebab teknikal atau kos.

Ke arah eksport sifar pelepasan

Negara-negara termasuk Jepun, Korea Selatan dan Jerman sedang meneroka kemungkinan menggunakan hidrogen dalam pelbagai cara, termasuk di Malaysia penjanaan kuasa, pengangkutan, pemanasan dan proses perindustrian.

Sesetengah pengimport masa depan mungkin tidak peduli betapa bersihnya hidrogen kita dihasilkan, tetapi yang lain mungkin.

Untuk menggambarkan mengapa eksport tanpa karbon penting, kami mengira pelepasan jika Australia mengeluarkan 12 juta tan hidrogen untuk eksport setiap tahun - bersamaan dengan kira-kira 30% daripada eksport gas asli liquified kami dan sejajar dengan anggaran pengeluaran dalam strategi negara.

Ia memerlukan kira-kira 37 juta tan gas asli atau 88 juta tan arang batu. Jika 90% daripada karbon dioksida ditangkap, pelepasan gas akan berjumlah 1.9% daripada pelepasan gas rumah hijau tahunan semasa (2018), atau 4.4% menggunakan arang batu.

Sekiranya hanya 60% daripada karbon dioksida yang ditangkap, hidrogen dari gas dan arang batu akan menyumbang tambahan 7.8% dan 17.9% daripada pelepasan kebangsaan semasa - menjadikannya lebih sukar bagi Australia untuk mencapai sasaran pelepasan sedia ada dan masa depan.

Di mana untuk melabur

Sekarang, menghasilkan hidrogen daripada bahan api fosil lebih murah daripada dari tenaga boleh diperbaharui, walaupun dengan penangkapan dan simpanan karbon.

Australia juga mempunyai rizab arang batu yang besar dan siap di Lembah Latrobe Victoria yang tidak akan digunakan oleh industri kuasa arang batu yang menurun. Karbon yang ditangkap boleh disimpan di bawah Selat Bass. Dan rizab gas negara yang banyak boleh dijadikan hidrogen, sebagai tambahan kepada atau sebahagiannya menggantikan eksport gas asli cecair. Oleh itu, adalah tidak mengejutkan bahawa strategi kebangsaan meninggalkan semua pilihan di atas meja.

Rajah yang mempamerkan potensi penggunaan hidrogen. Strategi hidrogen negara

Bagaimanapun, penubuhan kemudahan pengeluaran hidrogen dengan penangkapan karbon bermakna perbelanjaan besar ke atas peralatan dengan jangka hayat yang sangat lama. Ini berisiko, kerana modal akan sia-sia jika pasaran untuk hidrogen yang berintensifkan emisi runtuh, sama ada melalui sikap orang awam atau secara global penting untuk berpindah ke sistem tenaga sifar pelepasan.

Dunia sudah pun jauh dari kadar diperlukan untuk memenuhi sasaran pengurangan pelepasannya, dan akhirnya harus bersih-sifar untuk mencegah kesan perubahan iklim terburuk.

Australia perlu melabur dalam penyelidikan dan pembangunan untuk membuat hidrogen hijau lebih murah. Ini memerlukan penurunan pengurangan dalam kos elektrolisis, dan pengurangan selanjutnya dalam pengeluaran tenaga terbarukan berskala besar. Ia boleh membawa manfaat besar untuk iklim, dan ekonomi eksport masa depan Australia.

Mengenai Pengarang

Frank Jotzo, Pengarah, Pusat Dasar Iklim dan Tenaga, Universiti Kebangsaan Australia; Fiona J Beck, rakan penyelidikan saudara, Universiti Kebangsaan Australia, dan Thomas Longden, Felo Penyelidik, Universiti Kebangsaan Australia

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.