Svajonės apie vandenilio ekonomiką susidūrė su realiomis problemomis

   Iki šiol buvo manyta, kad panaudojus vandenilį kaip automobilių ir elektrinių kurą bus galima išvengti visų ekologinių bėdų, įskaitant visuotinį atšilimą, taršą ir smogą. Bet dabar pradeda aiškėti tai, kad į atmosferą patekus daugiau vandenilio, jis gali pats sukelti ir visuotinį atšilimą, ir ozono skyles atmosferoje. Jeigu norime išvengti šių pašalinių efektų, privalome pradėti apie tai galvoti jau dabar.

   Apie tai perspėja mokslininkai, modeliuojantys vandenilio elgseną atmosferoje, tokie kaip Tracy Tromp ir Johnas Eileris iš Kalifornijos technologinio instituto. Jie atkreipė dėmesį į tai, kad nutekėjusios vandenilio dujos galiausiai atsidurs stratosferoje. Čia jos gali reaguoti su hidroksilo (OH) radikalais ir sudaryti vandens garus, todėl virš ašigalių susidarys šaltesni ir patvaresni debesys. Šiomis sąlygomis, jų nuomone, halogenai, pavyzdžiui, chloras intensyviau reaguos su stratosferoje esančiu ozonu ir neleis atsistatyti ozono sluoksniui.


Galimos padidėjusio vandenilio išmetimo į atmosferą pasekmės

   Perspėjama ir dėl kitų potencialių grėsmių. Larry Horowitzas iš Nacionalinės atmosferos tarnybos ir jo kolegos sako, kad į atmosferą patekęs vandenilis padidins joje šiltnamio efektą sukeliančių dujų koncentraciją. Ir šiuo atveju yra kalbama apie OH radikalus, tik šiuo atveju apie jų sukeliamus efektus troposferoje. OH yra aplinkos švarintojas, pašalinantis visus teršalus, tame tarpe ir šiltnamio efektą sukeliantį metaną. Mažesnis OH tankis leis metanui užsibūti atmosferoje ilgiau.

   Daugelis ekspertų sutinka, kad visi šie poveikiai yra gana realūs. Tačiau dar nėra aišku, kiek stipriai jie gali pasireikšti, o tai priklausys nuo to, kiek į atmosferą nutekės vandenilio. Šiuo metu kasmet į atmosferą patenka apie 80 mln. tonų vandenilio. Dalis jo yra natūralios kilmės, kita dalis yra žmogaus veiklos pasekmė. Apie 15 mln. tonų vandenilio į orą yra paleidžiama dėl pramonės veiklos ir dėl organinio kuro deginimo. Tromp ir jos kolegos pribloškė savo kolegas padarę prielaidą, kad nutekės nuo 10 iki 20 proc. kuro elementuose naudojamo vandenilio. Tai reikštų, kad visus 1994 m. pasaulyje buvusius automobilius pervedus ant vandenilio kuro, pramonės išmetamas vandenilio kiekis išaugs nuo 60 iki 120 mln. tonų per metus. Savo išvadas mokslininkai paremia ankstesniais tyrimais, parodžiusiais, kad Vokietijoje dėl nuotėkių yra prarandama apie 10 proc. viso transportuojamo vandenilio.

   Vandenilio nuotėkis labai priklausys ir nuo to, ar automobiliuose jis bus naudojamas dujų fazės, ar suskystintas. Tromp mano, kad daugumoje automobilių vandenilis bus saugomas skystas ir suspaustas iki didelio slėgio. Ji sako, kad skysto vandenilio bakai praleis jo daugiau nei dujinio vandenilio bakai. Tromp ir Levin vertina, kad nuotėkiai bus labai dideli, kiti mokslininkai mano, jog realesni bus 1-3 proc. dydžio nuostoliai. Bet bet kuriuo atveju į atmosferą pateks milžiniški vandenilio kiekiai. JAV Energetikos departamentas vertina, kad kuro elementais generuojant 1 teravato galią kasmet prireiks 1060 mln. tonų vandenilio. Žinant kad prognozuojama kuro elementų galia 2020 m. turėtų pasiekti 12-15 teravatų, net ir optimistiškai vertinant į atmosferą kasmet patektų nuo 50 iki 150 mln. tonų vandenilio.

   Horowitzo studijoje buvo modeliuotas vandenilio poveikis OH radikalams tuo atveju, jei visi pasaulio automobiliai imtų naudoti šį kurą. Jei į atmosferą nutekėtų mažiau nei 3 proc. vandenilio, metano buvimo troposferoje trukmė išaugtų 3,5 procento ir paveiktų visuotinį atšilimą.

   Kitas potencialus rūpesčių šaltinis yra pati vandenilio gamyba. Grupė Vokietijos konsultacijų firmos Ludwig Bolkow Systemtechnik specialistų paskaičiavo kaip aplinką paveiktų įvairūs vandenilio gamybos būdai. Jei jis būtų gaminamas tik nudujinant akmens anglį, anglies dvideginio pasaulyje būtų išmetama į orą 5 proc. daugiau, arba apie 1 mlrd. tonų kasmet. Gaminant vandenilį iš gamtinių dujų, CO2 emisija sumažėtų, bet padvigubėtų išmetamo metano kiekis. Perspektyvoje teisingiausia būtų gaminti vandenilį pasitelkus atsinaujinančios energijos šaltinius, tokiuos kaip vėjo ar saulės energija ir kuo labiau sumažinti jo nuotėkį į atmosferą.


Mokslo įdomybės