Hydrogen 11 times worse than CO2 for climate, says new report

dewanand · 12 april 2022, 14:40

onderwerp
Hydrogen 11 times worse than CO2 for climate, says new report

Betoog:

1) ziehier Waterstof blijkt toch 11maal slechter te zijn voor het klimaat dan CO2. ONgelooflijk, ook lekt waterstof continu door bij het transport en de opslag dus dit verlies komt extra erbij in de begroting en investering.

2) Ik denk echt dat Waterstof te duur is en te gevaarlijk, zwaar explosief. Door leidingen laten stromen in huizen is echt een tikkende waterstof TIJDBOM.

3) Risico en kosten Waterstof economie zijn te gevaarlijk, hele zware investeringen.

4) Het kan goedkoper dus de techneuten moeten zoeken naar alternatieven, potentiele zonne energie ligt nog open wereldwijd.

-----------------------------------------
https://newatlas.com/environment/hyd...reenhouse-gas/

Hydrogen 11 times worse than CO2 for climate, says new report
By Loz Blain
April 11, 2022

Hydrogen will be one of humanity's key weapons in the war against carbon dioxide emissions, but it must be treated with care. New reports show how fugitive hydrogen emissions can indirectly produce warming effects 11 times worse than those of CO2.

Hydrogen can be used as a clean energy carrier, and running it through a fuel cell to produce electricity produces nothing but water as a by-product. It carries far more energy for a given weight than lithium batteries, and it's faster to refill a tank than to charge a battery, so hydrogen is viewed as a very promising green option in several hard-to-decarbonize applications where batteries won't cut the mustard – for example, aviation, shipping and long-haul trucking.
More Stories
An artist's concept of the MOST system charging a mobile device
Energy
Liquid system stores solar energy for years and releases it on demand
Scientists have discovered the role a protein called augmentor-alpha plays in regulating body weight
Medical
Study pinpoints a protein that's a key regulator of body weight

But when it's released directly into the atmosphere, hydrogen itself can interact with other gases and vapors in the air to produce powerful warming effects. Indeed, a new UK Government study has put these interactions under the microscope and determined that hydrogen's Global Warming Potential (GWP) is about twice as bad as previously understood; over a 100-year time period, a tonne of hydrogen in the atmosphere will warm the Earth some 11 times more than a tonne of CO2, with an uncertainty of ± 5.
How does hydrogen act like a greenhouse gas?

One way is by extending the lifetime of atmospheric methane. Hydrogen reacts with the same tropospheric oxidants that "clean up" methane emissions. Methane is an incredibly potent greenhouse gas, causing some 80 times more warming than an equivalent weight of CO2 over the first 20 years. But hydroxyl radicals in the atmosphere clean it up relatively quickly, while CO2 remains in the air for thousands of years, so CO2 is worse in the long run.

When hydrogen is present, however, those hydroxyl radicals react with the hydrogen instead. There are fewer cleanup agents to go around, so there's a direct rise in methane concentrations, and the methane stays in the atmosphere longer.

What's more, the presence of hydrogen increases the concentration of both tropospheric ozone and stratospheric water vapor, boosting a "radiative forcing" effect that also pushes temperatures higher.
How does hydrogen escape into the atmosphere?

A lot of it is leakage, according to a second report from Frazer-Nash Consultancy. Store hydrogen in a compressed gas cylinder, and you can assume you'll lose between 0.12 percent and 0.24 percent of it every day. It'll leak out of pipes and valves if you distribute it that way, losing some 20 percent more volume than the methane gas that's now running through municipal pipelines – although since hydrogen is so much lighter than methane, this larger volume equates to just 15 percent of the weight.

Where hydrogen is transported as a cryogenic liquid, boil-off is unavoidable, and you can expect to lose an average of about 1 percent of it per day. Currently, this is vented to the atmosphere.

Indeed, venting and purging operations are currently common across the hydrogen life cycle. They occur during electrolysis, during compression, during refueling, and during the process of conversion back into electricity through a fuel cell.

Where there is venting or purging, the percentages tend to dwarf what's lost through simple leakage – for example, current electrolysis procedures using venting and purging are assumed to lose between 3.3-9.2 percent of all hydrogen produced, depending largely on how often the process starts up and shuts down – this is a bit of a worry in situations where hydrogen production is seen as a way to store excess renewable energy that's not being snapped up by immediate demand.

Purging and venting emissions can be cleaned up significantly by adding systems to recombine the vented or purged hydrogen back into water and feed it back into the process – but it'll be a while before these kinds of operations are economically viable.

In all, the Frazer-Nash report expects that between 1-1.5 percent of all hydrogen in its central modeling scenario will be emitted into the atmosphere, with transport emissions responsible for around half of that, and emissions at the production and consumption ends taking up roughly a quarter each.

Meanwhile, operating under different assumptions, the first report linked expects somewhere between 1 percent and 10 percent of all hydrogen in its global scenario will be emitted into the atmosphere,
Does this mean "green hydrogen" should be avoided in the race to zero emissions?

No. The UK Government report explains that "the increase in equivalent CO2 emissions based on 1 percent and 10 percent H2 leakage rate offsets approximately 0.4 and 4 percent of the total equivalent CO2 emission reductions, respectively," so even assuming the worst leakage scenario, it's still an enormous improvement.

"Whilst the benefits from equivalent CO2 emission reductions significantly outweigh the disbenefits arising from H2 leakage," it continues, "they clearly demonstrate the importance of controlling H2 leakage within a hydrogen economy."

Sources: Atmospheric Implications of Increased Hydrogen Use, Fugitive Hydrogen Emissions in a Future Hydrogen Economy via Recharge News

https://newatlas.com/environment/hyd...reenhouse-gas/
------------------------------------------

Micele · 13 april 2022, 17:24

Ook dat nog. Maar was te verwachten, naar analogie met aardgas.

Fabel waterstof komt sowieso niet van de grond, ook om volgende redenen:

Citaat:

https://www.change.inc/energie/energ...ktrolyse-36507

Energietransitie in gevaar door gebrek aan grondstoffen voor elektrolyse

Het gebrek aan grondstoffen is een serieuze bedreiging voor de voortgang van de energietransitie. Dit geldt voor zonnepanelen en windmolens, maar ook voor de productie van waterstof. Daarmee komt het halen van de klimaatdoelen in 2050 op losse schroeven te staan. Dat is de conclusie van de TNO studie 'op weg naar een groene toekomst' dat vandaag verschijnt. De vraag is wat daar aan te doen is.

Citaat:

https://www.sciencedirect.com/scienc...60319921016219

International Journal of Hydrogen Energy
Volume 46, Issue 46, 6 July 2021, Pages 23581-23590

International Journal of Hydrogen Energy

Is iridium demand a potential bottleneck in the realization of large-scale PEM water electrolysis?

Citaat:

https://waterstofgate.nl/Praktijk/Ho...waterstofauto/

Hoe schoon is een waterstofauto?

Samenvatting

Rijden op grijze waterstof levert een CO2 uitstoot op van 100 gram km. Rijden op groene waterstof levert een CO2 uitstoot op van 362 gram per km. De op groene waterstof rijdende Toyota Mirai levert 3,6 maal zoveel CO2 uitstoot op in vergelijking met dezelfde Mirai op grijze waterstof.

Iedereen denkt dat een auto op waterstof schoon is. De overheid en milieubeweging denken dit ook. Maar is dat wel zo? Wij maken de sommen en komen tot de schokkende conclusie dat rijden op - groene - waterstof de meest vervuilende manier van autorijden is.

Een auto op waterstof levert tijdens het rijden geen nadelige uitstoot op. Hoewel waterdamp een vervelend broeikasgas is, zijn de hoeveelheden gering en komen er verder geen schadelijke stoffen uit de uitlaat. Maar voordat de waterstof auto gaat rijden moet er natuurlijk wel waterstof worden geproduceerd.

Grijze waterstof, gemaakt met SMR uit aardgas

Waterstof kan gemaakt worden uit aardgas door Steam Reforming, we krijgen dan grijze waterstof die flink vervuilend is. Voor het maken van 1 kg waterstof verdwijnt er 10 kg CO2 in de atmosfeer. Op 1 kg waterstof rijdt een Toyota Mirai of een Hyundai Nexo maximaal 100 km. Dit betekent dat er per km 100 gram CO2 wordt uitgestoten. Daarmee voldoen deze auto’s niet aan de huidige norm van maximaal 95 gram CO2 per km. Dit gaat ‘m dus niet worden. Of … toch wel?

De overheid, de milieubeweging en een aantal belanghebbende bedrijven willen liever dat er met groene waterstof wordt gereden. Groene waterstof wordt gemaakt uit duurzame wind- en zonnestroom. Dat lijkt ideaal, de hele keten van opwekking tot verbruik is dan schoon. Maar de vraag is ook hier weer, klopt het verhaal wel?

Om groene waterstof te maken zijn er zogenaamde electrolysers nodig.

Electrolysers maken van super zuiver water waterstof en zuurstof. De overheid heeft de SDE++ subsidie op electrolysers beperkt tot 2.000 draaiuren per jaar. Er kan dus wel geëxperimenteerd worden maar niet op grote schaal worden geproduceerd. Dat lijkt vreemd omdat de overheid het rijden op waterstof zonder enige bijtelling sterk stimuleert.

Groene waterstof blijft zonder subsidie drie tot vier keer duurder dan grijze waterstof en maakt rijden op waterstof letterlijk onbetaalbaar. Om u een idee te geven hebben wij berekend wat het kost om alle Nederlandse personenauto's op waterstof te laten rijden. De daarvoor benodigde ruim 1.500 extra windmolens en immense electrolysers, gaan rond 40 miljard euro meer kosten dan de kosten voor opwekking van elektriciteit voor elektrisch rijden.

Waarom wil de overheid die electrolysers niet royaal subsidiëren? Daarvoor moeten we vooral kijken naar het rendement van groene waterstof en de nadelige milieueffecten in de hele keten.

De overheid is natuurlijk niet gek. Het PBL, het Plan Bureau voor de leefomgeving heeft uitgerekend dat tot ver na 2030 groene waterstof veel vervuilender is dan grijze waterstof. Zelfs als de uitstoot van de elektriciteitsmix is verbeterd van de huidige 556 gram CO2 uitstoot (2020) naar 186 gram per kWh (verwachting in 2030), zal er per kg groene waterstof nog steeds 1,6 kg meer CO2 worden worden uitgestoten.

Rendementen

Waterstof aanhangers schermen steevast met hoge rendementen en stellen dat die rendementen nog zullen toenemen. Wat de waterstofadepten niet vertellen is dat thermodynamische wetten bepalen hoeveel elektriciteit er nodig is om een bepaalde hoeveelheid waterstof te maken. Grosso modo komt het erop neer dat bij het maken van waterstof 30% energie verloren gaat. De brandstofcel die van waterstof weer elektriciteit maakt heeft een rendement van 50 tot 60%. Als er 70% van de energie over is na elektrolyse en daarvan verdwijnt in de brandstofcel nog eens 50% dan is het niet moeilijk uit te rekenen dat er maar zo’n 30% netto overblijft. Al die rendementen zeggen niet zo veel, laten we gewoon naar het aantal kilometers kijken dat de waterstofauto en de accu-elektrische auto af kunnen leggen met hetzelfde aantal kWh.

We gaan voor de volgende berekeningen uit van de energie om 1 kg groene waterstof te maken. Dat kost 65 kWh elektriciteit (incl. compressie naar 700 Bar). We zagen al dat de Toyota Mirai en de Hyundai Nexo FCEV hiermee maximaal 100 km kunnen afleggen.

Rechtstreeks gebruiken van de elektriciteit

Als we van die 65 kWh geen waterstof maken maar die stroom rechtstreeks in de accu van een Hyundai Kona of een Tesla Model 3 laden? Dan rijden die twee auto’s, op precies diezelfde 65 kWh, maar liefst 400 km ver. Een factor vier verder. Ofwel je kunt met dezelfde hoeveelheid elektrische energie één waterstofauto laten rijden of vier accu-elektrische auto’s.

Dit betekent dat als wij met de Toyota Mirai en de Hyundai Nexo 400 kilometer willen rijden, daar 4 x 65 kWh is 260 kWh elektrische energie nodig. Dat is maar liefst 195 kWh meer dan voor diezelfde afstand nodig is bij de Hyundai Kona en de Tesla Model 3.

“Iedereen” wil graag op groene waterstof rijden en dus gebruik maken van wind- of zonnestroom. Het is glashelder dat je elektrische energie maar één keer kan gebruiken. Als die 195 kWh die er voor de waterstofauto’s meer nodig is om 400 km te rijden, door de electrolyser is gebruikt, kan die niet meer worden gebruikt voor het laten werken van bijv. een warmtepomp of het direct laden van de accu van een elektrische auto.

Verdringing

Uiteraard is die stroom wel nodig. We hebben in Nederland maar 20% duurzaam opgewekte elektriciteit. 80% van de benodigde elektriciteit komt uit kolen- en gascentrales.

De warmtepompen en de accu’s van elektrische auto’s moeten dan worden gevoed met stroom uit die fossiele energiecentrales.

Dit heet verdringing en is letterlijk onvermijdelijk zolang we nog geen 100% groene elektriciteitsopwekking hebben. We weten nu al dat ook na 2050 aardgas een deel van de elektriciteitsproductie voor zijn rekening zal nemen. Die verdringing zal dus nooit ophouden.

De fossiele energiemix in Nederland, gas- en kolencentrales, stoten voor elke geproduceerde kWh 556 gram CO2 uit.

De 260 kWh die de waterstofauto’s nodig hebben om 400 km te rijden, leveren maar liefst 260 x 556 gram = 144,6 kg CO2 uitstoot op.

144,6 kg CO2 gedeeld door 400 km levert een CO2 uitstoot op van 362 gram per km. We brengen nog even in herinnering dat de maximum uitstoot van een personenauto in Nederland 95 gram CO2 per km is.

Conclusie

Met 362 gram CO2 uitstoot per gereden km behoren de Toyota Mirai of Hyundai Nexo FCEV tot de meest vervuilende auto’s van Nederland. Zelfs een Bentley Flying Spur, een enorme 8-cilinder sportsedan, scoort met 342 gram CO2 uitstoot per km, gunstiger dan beide waterstofauto’s.

Deo · 13 april 2022, 17:58

In werkelijkheid is er maar kleine 40 % rendement.
Van productie tot doorstroming Fuel cell
Bron. Van Hool
Toch komen er nieuwe productie technieken om naar 80% te komen via grote PV parken, zonder CO2.
Vraag mij af waar er CO2 uitstoot is bij een Fuel cell?

12 april 2022, 14:40	#1
dewanand Minister-President Geregistreerd: 30 april 2005 Locatie: delft Berichten: 4.604	Hydrogen 11 times worse than CO2 for climate, says new report onderwerp Hydrogen 11 times worse than CO2 for climate, says new report Betoog: 1) ziehier Waterstof blijkt toch 11maal slechter te zijn voor het klimaat dan CO2. ONgelooflijk, ook lekt waterstof continu door bij het transport en de opslag dus dit verlies komt extra erbij in de begroting en investering. 2) Ik denk echt dat Waterstof te duur is en te gevaarlijk, zwaar explosief. Door leidingen laten stromen in huizen is echt een tikkende waterstof TIJDBOM. 3) Risico en kosten Waterstof economie zijn te gevaarlijk, hele zware investeringen. 4) Het kan goedkoper dus de techneuten moeten zoeken naar alternatieven, potentiele zonne energie ligt nog open wereldwijd. ----------------------------------------- https://newatlas.com/environment/hyd...reenhouse-gas/ Hydrogen 11 times worse than CO2 for climate, says new report By Loz Blain April 11, 2022 Hydrogen will be one of humanity's key weapons in the war against carbon dioxide emissions, but it must be treated with care. New reports show how fugitive hydrogen emissions can indirectly produce warming effects 11 times worse than those of CO2. Hydrogen can be used as a clean energy carrier, and running it through a fuel cell to produce electricity produces nothing but water as a by-product. It carries far more energy for a given weight than lithium batteries, and it's faster to refill a tank than to charge a battery, so hydrogen is viewed as a very promising green option in several hard-to-decarbonize applications where batteries won't cut the mustard – for example, aviation, shipping and long-haul trucking. More Stories An artist's concept of the MOST system charging a mobile device Energy Liquid system stores solar energy for years and releases it on demand Scientists have discovered the role a protein called augmentor-alpha plays in regulating body weight Medical Study pinpoints a protein that's a key regulator of body weight But when it's released directly into the atmosphere, hydrogen itself can interact with other gases and vapors in the air to produce powerful warming effects. Indeed, a new UK Government study has put these interactions under the microscope and determined that hydrogen's Global Warming Potential (GWP) is about twice as bad as previously understood; over a 100-year time period, a tonne of hydrogen in the atmosphere will warm the Earth some 11 times more than a tonne of CO2, with an uncertainty of ± 5. How does hydrogen act like a greenhouse gas? One way is by extending the lifetime of atmospheric methane. Hydrogen reacts with the same tropospheric oxidants that "clean up" methane emissions. Methane is an incredibly potent greenhouse gas, causing some 80 times more warming than an equivalent weight of CO2 over the first 20 years. But hydroxyl radicals in the atmosphere clean it up relatively quickly, while CO2 remains in the air for thousands of years, so CO2 is worse in the long run. When hydrogen is present, however, those hydroxyl radicals react with the hydrogen instead. There are fewer cleanup agents to go around, so there's a direct rise in methane concentrations, and the methane stays in the atmosphere longer. What's more, the presence of hydrogen increases the concentration of both tropospheric ozone and stratospheric water vapor, boosting a "radiative forcing" effect that also pushes temperatures higher. How does hydrogen escape into the atmosphere? A lot of it is leakage, according to a second report from Frazer-Nash Consultancy. Store hydrogen in a compressed gas cylinder, and you can assume you'll lose between 0.12 percent and 0.24 percent of it every day. It'll leak out of pipes and valves if you distribute it that way, losing some 20 percent more volume than the methane gas that's now running through municipal pipelines – although since hydrogen is so much lighter than methane, this larger volume equates to just 15 percent of the weight. Where hydrogen is transported as a cryogenic liquid, boil-off is unavoidable, and you can expect to lose an average of about 1 percent of it per day. Currently, this is vented to the atmosphere. Indeed, venting and purging operations are currently common across the hydrogen life cycle. They occur during electrolysis, during compression, during refueling, and during the process of conversion back into electricity through a fuel cell. Where there is venting or purging, the percentages tend to dwarf what's lost through simple leakage – for example, current electrolysis procedures using venting and purging are assumed to lose between 3.3-9.2 percent of all hydrogen produced, depending largely on how often the process starts up and shuts down – this is a bit of a worry in situations where hydrogen production is seen as a way to store excess renewable energy that's not being snapped up by immediate demand. Purging and venting emissions can be cleaned up significantly by adding systems to recombine the vented or purged hydrogen back into water and feed it back into the process – but it'll be a while before these kinds of operations are economically viable. In all, the Frazer-Nash report expects that between 1-1.5 percent of all hydrogen in its central modeling scenario will be emitted into the atmosphere, with transport emissions responsible for around half of that, and emissions at the production and consumption ends taking up roughly a quarter each. Meanwhile, operating under different assumptions, the first report linked expects somewhere between 1 percent and 10 percent of all hydrogen in its global scenario will be emitted into the atmosphere, Does this mean "green hydrogen" should be avoided in the race to zero emissions? No. The UK Government report explains that "the increase in equivalent CO2 emissions based on 1 percent and 10 percent H2 leakage rate offsets approximately 0.4 and 4 percent of the total equivalent CO2 emission reductions, respectively," so even assuming the worst leakage scenario, it's still an enormous improvement. "Whilst the benefits from equivalent CO2 emission reductions significantly outweigh the disbenefits arising from H2 leakage," it continues, "they clearly demonstrate the importance of controlling H2 leakage within a hydrogen economy." Sources: Atmospheric Implications of Increased Hydrogen Use, Fugitive Hydrogen Emissions in a Future Hydrogen Economy via Recharge News https://newatlas.com/environment/hyd...reenhouse-gas/ ------------------------------------------ __________________ Kritisch Podium Dewanand http://www.dewanand.com

13 april 2022, 17:58	#3
Deo Staatssecretaris Geregistreerd: 21 maart 2015 Berichten: 2.515	In werkelijkheid is er maar kleine 40 % rendement. Van productie tot doorstroming Fuel cell Bron. Van Hool Toch komen er nieuwe productie technieken om naar 80% te komen via grote PV parken, zonder CO2. Vraag mij af waar er CO2 uitstoot is bij een Fuel cell? Laatst gewijzigd door Deo : 13 april 2022 om 18:03.