Az eredmények a hidrogén forrásainak és elnyelőinek első átfogó globális számbavételéből származnak, amelyet a Global Carbon Project, nemzetközi kutatói konzorcium készített – írja az Interesting Engineering. A tanulmány szerint a légköri hidrogénszint az iparosodás előtti időszakhoz képest mintegy 70 százalékkal nőtt a 2000-es évek elejéig, majd rövid stabilizáció után 2010 körül ismét emelkedni kezdett – elsősorban emberi tevékenységek következtében.
„A hidrogén a világ legkisebb molekulája, ezért könnyen elszökik a vezetékekből, a termelési létesítményekből és a tárolókból” – mondta Rob Jackson, a Stanford Egyetem kutatója, a tanulmány vezető szerzője. „A hidrogén okozta felmelegedés csökkentésének legjobb módja a szivárgások megelőzése, valamint a metánkibocsátás visszafogása, mivel a metán a légkörben hidrogénné bomlik.”
A szén-dioxiddal vagy a metánnal ellentétben a hidrogén nem közvetlenül csapdázza a hőt. Melegítő hatása abból fakad, hogy megváltoztatja a légkör kémiai folyamatait – egy közvetett, ám meglepően erős hatásmechanizmus révén.
Bár sokáig a tiszta energia egyik szövetségeseként tekintettek rá, a hidrogén az elmúlt három évtizedben folyamatosan felhalmozódott a Föld légkörében, és hozzájárult a globális felmelegedéshez. (Fotó: Pixabay)
A hidrogén úgy melegíti a légkört, hogy megzavarja azokat a természetes „tisztító” molekulákat, amelyek normál esetben lebontják a metánt. Ha ezekből a légköri „detergensekből” kevesebb áll rendelkezésre, a metán hosszabb ideig marad a légkörben, és tovább csapdázza a hőt.
„A több hidrogén kevesebb légköri tisztítómolekulát jelent, ami miatt a metán tovább marad jelen, és hosszabb ideig melegíti az éghajlatot” – magyarázta a tanulmány első szerzője, Zutao Ouyang, az Auburn Egyetem adjunktusa.
A kölcsönhatások azonban itt nem érnek véget. A hidrogén reakciói ózont és sztratoszférikus vízgőzt is létrehoznak – mindkettő üvegházhatású gáz –, sőt a felhőképződést is befolyásolhatják. Ezek a hatások együttesen jóval nagyobb mértékben erősítik a felmelegedést, mint amit a hidrogén önmagában okozna.
A kutatók megállapították, hogy a hidrogénkibocsátás 1990 és 2020 között elsősorban emberi tevékenységek miatt nőtt. A legnagyobb tényező maga a metán oxidációja volt, ami egy önmagát erősítő visszacsatolási folyamatot indít el a klímaváltozásban.
„A légköri hidrogén növekedésének legfőbb oka az egyre magasabb metánszint oxidációja” – mondta Jackson. 1990 óta a metán oxidációjából származó hidrogénkibocsátás évente mintegy 4 millió tonnával nőtt, és 2020-ra elérte az évi 27 millió tonnát. További forrásokat jelentenek az ipari hidrogéntermelésből származó szivárgások, valamint a mezőgazdasághoz kötődő nitrogénmegkötés, különösen a hüvelyes növények, például a szója termesztése. A természetes hidrogénforrások – például az erdőtüzek – évről évre ingadoztak, de hosszú távon nem mutattak egyértelmű növekvő trendet. Eközben a hidrogénkibocsátás mintegy 70 százalékát a talajok nyelik el, ahol baktériumok használják fel energiaforrásként.
Közvetett szerepe ellenére a hidrogén eddig körülbelül 0,02 Celsius-fokkal járult hozzá a globális felmelegedéshez. Ez önmagában kicsinek tűnhet, ám nagyságrendileg egy iparosodott ország, például Franciaország kumulatív kibocsátásával mérhető össze.
Az eredmények árnyalják a hidrogénalapú energiatranszformációval kapcsolatos terveket. Bár a hidrogén megújuló energia felhasználásával is előállítható, a jelenlegi termelés több mint 90 százaléka továbbra is szénintenzív eljárásokra – például szénelgázosításra vagy földgázalapú reformálásra – épül.
A hidrogénszivárgásokból eredő felmelegedés így könnyen alááshatja a technológia klímaelőnyeit, ha az emissziókat nem ellenőrzik szigorúan.
„A globális hidrogénciklus és annak az éghajlatváltozással való kapcsolatának mélyebb megértésére van szükség ahhoz, hogy valóban klímabiztos és fenntartható hidrogéngazdaságot építhessünk” – hangsúlyozta Jackson.
Miközben az országok a hidrogént egyre inkább a nehézipar és a közlekedés dekarbonizációjának kulcseszközeként kezelik, a tanulmány egyértelmű üzenetet fogalmaz meg: még a „tiszta” energiahordozókat is körültekintően kell kezelni, hogy elkerüljük a nem szándékolt klímakövetkezményeket.
Kiemelt kép forrása: Unsplash
Devenyi Dalma
