Het gebruik van waterstof als schone brandstof is een idee waarvan de tijd misschien nog komt. voor Australië, het produceren van waterstof is aantrekkelijk:het kan een lucratieve nieuwe binnenlandse industrie creëren en de wereld helpen een koolstofvrije toekomst te bereiken.

De nationale waterstofstrategie die vorige maand werd vrijgegeven, stelt dat Australië voorop zou moeten lopen in de wereldwijde waterstofrace. Onder leiding van hoofdwetenschapper Alan Finkel, de strategie volgt een technologieneutrale benadering, door geen voorkeur te geven aan één manier om "schone" waterstof te maken.

Maar het maakt wel uit of waterstof wordt geproduceerd uit hernieuwbare elektriciteit of fossiele brandstoffen. Hoewel de fossiele brandstofroute momenteel goedkoper is, het zou uiteindelijk aanzienlijke hoeveelheden koolstofdioxide kunnen uitstoten.

Niet alle 'schone' waterstof is hetzelfde

Waterstof kan worden geproduceerd met behulp van elektriciteit door middel van elektrolyse, die water splitst in waterstof en zuurstof. Wanneer er gebruik wordt gemaakt van duurzame elektriciteit, hierbij komt geen kooldioxide vrij en staat bekend als groene waterstof.

Waterstof kan ook worden geproduceerd uit steenkool of gas. Bij dit proces komt koolstofdioxide vrij. De meeste waterstof die tegenwoordig wordt geproduceerd, wordt op deze manier gemaakt.

Sommige, maar kritisch, niet alles - koolstofdioxide van dit proces kan worden opgevangen en opgeslagen in ondergrondse reservoirs - een proces dat bekend staat als koolstofafvang en -opslag (CCS).

Maar CCS is technisch complex en duur. Slechts twee fabrieken die waterstof produceren uit fossiele brandstoffen gebruiken het momenteel:één in Canada, met een kooldioxide-afvangsnelheid van 80%, en één in de VS met een lager retentiepercentage.

In Australië, het enige werkende grootschalige CCS-project is het Gorgon-gasproject (geen waterstof) van Chevron in West-Australië. Na een aanzienlijke vertraging, en drie jaar sinds het project begon met de levering van gas, het afvangen en opslaan van koolstof begon dit jaar.

Hoge koolstofafvangsnelheden zijn niet gegarandeerd

De waterstofstrategie gebruikt de term "schone waterstof" voor waterstof geproduceerd uit hernieuwbare elektriciteit, en uit kolen of gas met koolstofafvang. En het gaat uit van een "best-case" scenario waarbij 90-95% van de koolstofdioxide wordt opgevangen uit fossiele brandstoffen.

Dergelijke tarieven zijn technisch mogelijk, maar zijn tot op heden niet gerealiseerd. Lagere vangstpercentages worden niet onderzocht in de strategie.

Bij 90-95% opnamesnelheden, waterstof op basis van kolen en gas is veel minder koolstofintensief dan het traditionele gebruik van fossiele brandstoffen. Maar een afvangpercentage van 60% betekent dat waterstof uit steenkool een vergelijkbare emissie-intensiteit heeft als het rechtstreeks verbranden van aardgas.

De nationale strategie beschrijft geen mechanisme om ervoor te zorgen dat aan de beste vangstpercentages wordt voldaan. De productie van waterstof kan veel sneller toenemen dan de faciliteiten die nodig zijn om emissies af te vangen, waardoor grote hoeveelheden broeikasgas de atmosfeer kunnen binnendringen - vergelijkbaar met de Gorgon-zaak.

Een ander risico is dat het afvangen van koolstof om technische of kostenredenen niet in staat zal zijn om de best-case tarieven te halen.

Op weg naar emissievrije export

Landen waaronder Japan, Zuid-Korea en Duitsland onderzoeken de mogelijkheid om waterstof op verschillende manieren te gebruiken, ook bij de opwekking van energie, vervoer, verwarming en industriële processen.

Het kan sommige toekomstige importeurs niet schelen hoe schoon onze waterstof wordt geproduceerd, maar anderen misschien.

Om te illustreren waarom koolstofvrije export belangrijk is, we hebben de uitstoot berekend als Australië 12 miljoen ton waterstof voor export per jaar zou produceren - wat overeenkomt met ongeveer 30% van onze huidige export van vloeibaar aardgas en in overeenstemming met de productieschattingen in de nationale strategie.

Er zou ongeveer 37 miljoen ton aardgas of 88 miljoen ton steenkool nodig zijn. Als 90% van de kooldioxide werd afgevangen, de uitstoot van gas zou in totaal 1,9% van de huidige (2018) jaarlijkse uitstoot van broeikasgassen in Australië bedragen, of 4,4% met kolen.

Als slechts 60% van de koolstofdioxide werd afgevangen, waterstof uit gas en steenkool zou respectievelijk 7,8% en 17,9% van de huidige nationale emissies extra vertegenwoordigen, waardoor het voor Australië veel moeilijker wordt om bestaande en toekomstige emissiedoelstellingen te halen.

Waar te investeren?

Direct, waterstof produceren uit fossiele brandstoffen is goedkoper dan uit hernieuwbare energiebronnen, zelfs met koolstofafvang en -opslag.

Australië heeft ook grote en gereedstaande voorraden bruinkool in de Latrobe-vallei in Victoria die niet zullen worden gebruikt door de afnemende kolengestookte energie-industrie. Gevangen koolstof kan worden opgeslagen onder Bass Strait. En de overvloedige gasreserves van het land kunnen worden omgezet in waterstof, naast of gedeeltelijk ter vervanging van de export van vloeibaar aardgas. Dus, het is niet verwonderlijk dat de nationale strategie alle opties op tafel heeft laten liggen.

Het opzetten van waterstofproductiefaciliteiten met koolstofafvang zou echter enorme uitgaven betekenen voor apparatuur met een zeer lange levensduur. Dit is riskant, aangezien het kapitaal zou worden verspild als de markt voor emissie-intensieve waterstof zou instorten, hetzij door een publieke houding, hetzij door een wereldwijde noodzaak om over te stappen op emissievrije energiesystemen.

De wereld is al ver verwijderd van het tempo dat nodig is om haar emissiereductiedoelstellingen te halen, en moet uiteindelijk netto nul bereiken om de ergste gevolgen van klimaatverandering te voorkomen.

Australië moet investeren in onderzoek en ontwikkeling om groene waterstof goedkoper te maken. Dit vereist een verlaging van de kosten van elektrolyse, en verdere reducties in de grootschalige productie van hernieuwbare energie. Het kan grote voordelen opleveren voor het klimaat, en de toekomstige exporteconomie van Australië.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.