Водородное топливо угрожает климату планеты

Массовый переход на водород в качестве топлива для автомобильных и других двигателей может способствовать деградации озонового слоя, особенно над полюсами, а также некоторому охлаждению атмосферы

Опираясь на результаты компьютерного моделирования, исследователи Калифорнийского технологического института в Пасадене, США, утверждают, что массовый переход на водород в качестве топлива для автомобильных и других двигателей может способствовать деградации озонового слоя, особенно над полюсами, а также некоторому охлаждению атмосферы.

На фоне очевидных недостатков традиционных видов топлива, добываемых из горючих ископаемых, водород длительное время представлялся как уникальный экологически чистый ("зелёный") энергоноситель. Уголь, газ, бензин и т.д. при сгорании приводят к образованию довольно длинного списка различных неорганических и органических продуктов, в том числе углекислого газа, являющегося одним из основных парниковых газов (любопытно, что в своё время его выделение считалось вполне безопасным и не вызывало особых опасений). С другой стороны, двигатели на водороде (которые на английском звучат как fuel cells, "топливные ячейки"), при работе выделяют единственный побочный продукт – воду.

Учитывая сказанное, не удивительно, что многие видят в водороде экологически чистую альтернативу современным видам топлива во всех возможных сферах – от автомобилей и бытовых устройств до электростанций и промышленности. Американский Конгресс уже в ближайшие 5 лет намерен вложить в разработку технологий добычи и использования водорода более 3 млрд. долларов, и надеется на массовое использование автомобилей на водородном топливе уже к 2020 году. Крупнейшие автомобилестроительные компании уже сейчас инвестируют значительные суммы в разработку двигателей на Н2. И хотя на пути масштабного использования водорода в качестве топлива ещё большое количество проблем самого различного характера (в том числе и чисто технологических), мировые лидеры настроены оптимистически. Настроение весьма мажорное.

Однако, вот на днях на страницах журнала Science группа американских учёных опубликовала результаты своих исследований, в которых утверждает, что быстрое расширение "водородной" индустрии может обернуться весьма ощутимыми климатическими изменениями и ростом озоновых дыр.

Исследователи утверждают, что в случае полной замены водородом всех других используемых ныне видов топлива значительные его количества будут попадать в атмосферу из-за утечки из труб, топливных терминалов, заводов и различных двигателей. По словам Юка Юна (Yuk Yung), одного из калифорнийских исследователей, ежегодно таким образом может теряться от 10 до 20 % производимого водорода или, по крайней мере, 60 миллионов тонн. Выделение такого количества газа может привести к утроению количества водорода, поступающего в атмосферу (кроме искусственных, существуют также природные источники водорода).

Благодаря своей лёгкости, водород быстро поднимается в верхние слои атмосферы, и, достигнув стратосферы, взаимодействует с кислородом, образуя воду. Современное содержание водорода в стратосфере составляет 0,5 объёма на 1 млн. объёмов воздуха, и увеличение его количества приведет к образованию большего количества водяного пара. Как сообщает Трейси Тромп (Tracey Tromp), согласно результатам компьютерного моделирования, предполагаемое увлажнение стратосферы повлечет снижение её температуры приблизительно на 0,5 градуса Цельсия. Понижение температуры будет особенно заметно в области полюсов, где образуется большинство водяного пара, и проявится, в частности, в более позднем приходе весны (как видим, в будущем нам может грозить не только глобальное потепление).

Описанное явление, по утверждению авторов, будет способствовать нарушению процессов образования озона и увеличению озоновых дыр над полюсами – на 8 % над Северным и на 7 % - над Южным (Nature). По предыдущим оценкам, сокращение выбросов хлорфторуглеводородов большинством развитых стран должно обеспечить некоторое восстановление озонового слоя приблизительно за 50 лет.

Исходя из сказанного, представляется важным, насколько скоро водородная промышленность приобретёт значительные масштабы – уже через 20 лет, когда атмосферная концентрация ХФУ будет ещё достаточно высокой, или к средине столетия, когда их содержание будет значительно ниже.

Тем не менее, и это отмечают сами исследователи, прогнозы относительно опасности выбросов водорода в атмосферу весьма и весьма относительны. Цикл водорода остаётся исследованным не до конца, а поскольку мы не располагаем полной схемой процессов круговорота водорода в природе, утверждать что-либо было бы опрометчиво. Так, в частности, не исключено, что большие количества водорода могут поглощаться грунтом, и в таком случае эффект утечки Н2 в атмосферу будет значительно ослаблен.

Поэтому учёные отмечают, что результаты их работы не следует расценивать как призыв отказаться от развития водородной промышленности, а скорее как способ подчеркнуть большое значение понимания водородного цикла. В любом случае, если уж "выбирать из двух зол меньшее", то пока преимущества водородного топлива для окружающей среды превышают все известные недостатки, в том числе вышеуказанные.