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L'idrogeno può essere utilizzato come vettore di energia pulita e farlo scorrere attraverso una cella a combustibile per produrre elettricità non produce altro che acqua come sottoprodotto. Trasporta molta più energia per un dato peso rispetto alle batterie al litio ed è più veloce riempire un serbatoio che caricare una batteria, quindi l'idrogeno è visto come un'opzione verde molto promettente in diverse applicazioni difficili da decarbonizzare, ad esempio l'aviazione, il trasporto marittimo e l'autotrasporto a lungo raggio.
Ma quando viene rilasciato direttamente nell'atmosfera, l'idrogeno può interagire con altri gas e vapori nell'aria per produrre potenti effetti di riscaldamento. In effetti, un nuovo studio del governo britannico ha esaminato queste interazioni determinando che il potenziale di riscaldamento globale (GWP) dell'idrogeno è circa il doppio di quanto si credeva; in un periodo di tempo di 100 anni, una tonnellata di idrogeno nell'atmosfera riscalderà la Terra circa 11 volte più di una tonnellata di CO2, con un'incertezza di ± 5.
L'idrogeno reagisce con gli stessi ossidanti troposferici che "ripuliscono" le emissioni di metano. Il metano è un gas serra incredibilmente potente, che causa circa 80 volte più riscaldamento di un peso equivalente di CO2 nei primi 20 anni. Ma i radicali idrossilici nell'atmosfera lo ripuliscono relativamente rapidamente, mentre la CO2 rimane nell'aria per migliaia di anni, quindi la CO2 è peggiore a lungo termine. Quando l'idrogeno è presente, tuttavia, quei radicali idrossilici reagiscono invece con l'idrogeno. Ci sono meno agenti di pulizia per il metano, quindi c'è un aumento diretto delle concentrazioni di metano e il metano rimane nell'atmosfera più a lungo.
Inoltre, la presenza di idrogeno aumenta la concentrazione sia di ozono troposferico che di vapore acqueo stratosferico, aumentando un effetto di "forzante radiativo" che spinge anche le temperature più in alto. Come fa l'idrogeno a fuoriuscire nell'atmosfera? Gran parte di esso è causato da perdite, secondo un secondo rapporto di Frazer-Nash Consultancy. Conservando l'idrogeno in una bombola di gas compresso si perderanno presumibilmente tra lo 0,12% e lo 0,24% di gas ogni giorno, circa il 20% in più di volume rispetto al gas metano che ora attraversa i gasdotti municipali, anche se poiché l'idrogeno è molto più leggero del metano, questo volume maggiore equivale a solo il 15% del peso.
Dove l'idrogeno viene trasportato come liquido criogenico, l'ebollizione è inevitabile e ci si può aspettare di perderne in media circa l'1% al giorno. Attualmente, questo finisce nell'atmosfera. In effetti, le operazioni di sfiato e spurgo sono attualmente comuni in tutto il ciclo di vita dell'idrogeno. Si verificano durante l'elettrolisi, durante la compressione, durante il rifornimento e durante il processo di conversione in elettricità attraverso una cella a combustibile.
Dove c'è sfiato o spurgo, le percentuali di perdite tendono ad aumentare, ad esempio si presume che le attuali procedure di elettrolisi che utilizzano lo sfiato e lo spurgo perdano tra il 3,3 e il 9,2% di tutto l'idrogeno prodotto, a seconda in gran parte della frequenza con cui il processo si avvia e si spegne. questa situazione è un po' preoccupante in situazioni in cui la produzione di idrogeno è vista come un modo per immagazzinare l'energia rinnovabile in eccesso.
Le emissioni di spurgo e sfiato possono essere ripulite in modo significativo aggiungendo sistemi per ricombinare l'idrogeno ventilato o spurgato in acqua e reimmetterlo nel processo, ma ci vorrà un po' prima che questo tipo di operazioni siano economicamente sostenibili. Nel complesso, il rapporto Frazer-Nash prevede che l'1-1,5% di tutto l'idrogeno sarà emesso nell'atmosfera, con le emissioni dei trasporti responsabili di circa la metà di ciò, e le emissioni alla produzione e al consumo che occupano circa un quarto ciascuna.
Il primo rapporto prevede che tra l'1% e il 10% di tutto l'idrogeno nel suo scenario globale sarà emesso nell'atmosfera. Questo significa che "l'idrogeno verde" dovrebbe essere evitato nella corsa alle emissioni zero? No. Il rapporto del governo britannico spiega che con emissioni di idrogeno dell'1% e del 10% si compensa comunque rispettivamente circa lo 0,4% e il 4% delle emissioni totali equivalenti di CO2, quindi anche supponendo il peggiore scenario di perdita, è ancora un enorme miglioramento.
"I benefici derivanti da riduzioni equivalenti delle emissioni di CO2 superano significativamente gli svantaggi derivanti dalla perdita di H2", si legge nel rapporto, ma dimostrano anche "chiaramente l'importanza di controllare la perdita di H2 all'interno di un'economia dell'idrogeno".