Запускается новая международная исследовательская инициатива, призванная измерить выбросы водорода от действующей инфраструктуры в Северной Америке и Европе. Этот проект заполнит существующий пробел в эмпирических данных, которых сегодня крайне мало. На фоне ожидаемого глобального расширения коммерческих операций с водородом, полученная информация поможет производителям, регулирующим органам, инвесторам и другим заинтересованным сторонам понять потенциальные источники выбросов и способы их устранения.
В исследовании объединили усилия четыре мировых промышленных лидера: Air Products, Air Liquide, Shell и TotalEnergies; глобальная некоммерческая организация Environmental Defense Fund; ученые из Утрехтского университета, Университета Род-Айленда, Университета Западной Вирджинии и Корнельского университета; а также фирмы, занимающиеся прикладными исследованиями и разработкой технологий, – Aerodyne Research, TNO и Transport Energy Strategies.
Цель исследования – количественно оценить интенсивность выбросов водорода на объектах производственно-сбытовой цепочки водорода. К ним относятся установки парового риформинга метана, трубопроводы и компрессоры, установки сжижения, нефтеперерабатывающие заводы, заправочные станции, транспортные средства на водородном топливе и другая водородная инфраструктура. Исследователи используют первые коммерческие высокоточные и быстродействующие анализаторы водорода, а также мобильные и портативные сенсорные платформы для обнаружения и характеристики выбросов водорода на уровне объектов и их отдельных компонентов с невиданной ранее точностью и скоростью.
Доктор Томас Рёкманн, профессор физики и химии атмосферы Утрехтского университета, говорит, что, объединяя данные, собранные непосредственно с действующих объектов, с опытом, которым делятся операторы, их цель – внести строгий научный вклад в изучение экологической проблемы, которая остается недостаточно исследованной и понятой.
Водород, который сегодня используется в основном в нефтепереработке и химическом производстве, в последние годы набирает популярность благодаря потенциальным новым применениям, связанным с энергетическим переходом и декарбонизацией. По данным Международного энергетического агентства, более 60 стран приняли национальные водородные стратегии, предусматривающие целевые показатели и значительные инвестиции для наращивания производства и развития соответствующей инфраструктуры. Хотя водород обладает значительным потенциалом для содействия глубокой декарбонизации, особенно в секторах, которые трудно электрифицировать, таких как тяжелая промышленность и дальнемагистральный транспорт, он сопряжен с собственными проблемами выбросов, которые необходимо понимать и тщательно контролировать для оптимизации этого потенциала.
Существующие исследования показывают, что водород, попадая в атмосферу, косвенно вызывает потепление через химические реакции, что может снизить предполагаемые климатические преимущества от его использования, если эту проблему не решать. Точные данные о выбросах могут способствовать разработке обоснованной политики и практик для предотвращения утечек и других выбросов как из существующих, так и из создаваемых водородных систем. Важно понимать, что экологический след производства водорода значительно варьируется в зависимости от его источника: «коричневый» водород получают из угля, «серый» – из природного газа, «голубой» – когда CO2, образующийся при производстве из природного газа, улавливается и хранится. «Зеленый» водород производится методом электролиза с использованием возобновляемых источников энергии, «розовый» – с помощью атомной энергии, а «желтый» – с использованием солнечной энергии.
Стивен Гамбург, главный научный сотрудник и старший вице-президент Environmental Defense Fund, заявляет, что по мере того, как водород становится все более важной частью энергетической системы, развитие надежного, основанного на данных понимания его выбросов необходимо для поддержки обоснованных решений и направления будущих инвестиций в этот сектор.
В целях содействия научным исследованиям, связанным с выбросами водорода, четыре промышленных партнера предоставляют исследователям из университетов доступ к своим объектам для сбора данных. Они также обеспечат производственный контекст для получения высококачественных выводов из полученных данных. Все участники исследования разделяют цели получения репрезентативных данных и научно строгой интерпретации результатов. Полевые измерения для исследования начались в марте этого года и продлятся до начала 2026 года. Данные будут агрегированы, анонимизированы, опубликованы в рецензируемых научных журналах и станут общедоступными. Исследование полностью финансируется за счет филантропических взносов в Environmental Defense Fund.