Eikö edes vetytalous pelasta ilmastonmuutokselta?
Hiilipäästöjen sijaan uhkaksi muodostuvat vetypäästöt.
Jani Kaaro
9/12/2023
Kuva: Thomas Richter / Unsplash
Lukijoiden tuella
Energiajärjestelmän uudistaminen on kuin puristaisi ilmapalloa: kun yhdestä päästä puristaa, toisesta päästä pullistuu.
Tämä näyttää pätevän myös vetytalouteen, jossa hiilipäästöt tulisivat kyllä alas, mutta vetypäästöt lisääntyisivät. Vedystä puhutaan usein puhtaana energiana, mutta monien yllätykseksi sekin lämmittää ilmastoa. Vedyn lämmittävän vaikutuksen suuruusluokka on vielä hakusessa, mutta useimmissa lähteissä sen mainitaan olevan 11 kertaa voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi.
Havainto vedyn välillisestä lämmittävästä vaikutuksesta ei ole kuolinisku vetytaloudelle, mutta se on tullut vetytalouden puolestapuhujille hienoisena yllätyksenä. Asiantuntijoiden mukaan vetypäästöjen lämmittävä vaikutus on ehdottomasti huomioitava vetytalouden laskelmissa. Ongelmana vain on, että ilmakehässä ei ole koskaan ollut niin paljon vapaata vetyä kuin siellä arvioidaan lähivuosina olevan. Asiasta ei ole kokemusta eikä juurikaan tutkimusta, joten kaikkiin arvioihin on toistaiseksi suhtauduttava epäillen.
Jos pidit korvat auki kemiantunneilla, saatat ihmetellä, että miksi muka tiedämme vedyn vaikutuksesta ilmaston lämpenemiseen niin vähän.
Vetyhän on maailmankaikkeuden yleisin alkuaine; jos se lämmittäisi ilmastoa, olisimme luonnollisesti jo huomanneet sen. Kyse on kuitenkin vapaasta vedystä. Maapallolla vety esiintyy lähes aina sitoutuneena johonkin toiseen aineeseen, kuten esimerkiksi veteen (H2O). Jotta veden sisältämä vety voidaan hyödyntää polttoaineena, se on erotettava hapesta esimerkiksi elektrolyysillä, ja tämä vaatii energiaa. Vaihe kaksi, jossa vety puristetaan kokoon painesäiliöön, vaatii myös energiaa.
Jos tuo energia on tuotettu uusiutuvalla energialla, kuten aurinko- tai tuulivoimalla, vety on ”vihreää”, eli sen sivutuotteena ei ole syntynyt hiilipäästöjä. Tähän perustuu vetytalouden lupaus.
Hiilipäästöjen sijasta syntyy kuitenkin vetypäästöjä. Vety on nimittäin paitsi maailman yleisin, myös maailman pienin molekyyli. Sitä on erittäin vaikea hallita, joten vetyä on arvioitu vuotavan ilmaan vetytalouden jokaisessa vaiheessa: tuotannossa, kuljetuksessa ja varastoinnissa. Näin – riippuen siitä kuinka paljon vetyä globaalisti tuotetaan – vetyä kerääntyy ilmakehään. Vedyn määrä ilmakehässä ei ole ongelma nyt, mutta koska vetytalouden vaatimat volyymit ovat aivan toista luokkaa, tästä voi tulla ongelma.
Vety muuttaa väistämättä ilmakehän kemiaa. Tässä avainpelaajia ovat hydroksyyliradikaalit, jotka reagoivat ilmakehän kaasuihin ja pienhiukkasiin. Ne säätelevät tärkeällä tavalla ilmaston lämpenemistä esimerkiksi ”eliminoimalla” ilmakehään saapuvaa metaania. Kun hydroksyyliradikaalit reagoivat metaanin kanssa, syntyy vesihöryä ja hiilidioksidia. Tämä lievittää ilmaston lämpenemistä, sillä metaanin ilmastoa lämmittävä vaikutus on kolmekymmentä kertaa suurempi kuin hiilidioksidilla.
Hydroksyyliradikaaleja on ilmakehässä aina vain hyvin vähän ja ne ”elävät” vain muutaman sekunnin. Jos niitä olisikin enemmän, ne olisivat hyvä ase taistelussa metaanipäästöjä vastaan. Valitettavasti vety heikentää hydroksyyliradikaalien mahdollisuuksia eliminoida metaania. Kun ilmakehään kertyy vetyä, se alkaa kilpailla hydroksyyliradikaaleista metaanin kanssa. Vety, toisin sanoen, vie hydroksyylin metaanin nenän edestä ja näin metaani jää ilmakehää lämmittämään.
Vety lämmittää ilmastoa muillakin tavoilla tavalla. Hydroksyyliradikaaleilla on keskeinen rooli ilmakehän pienhiukkasten muodostajana. Kun auringon säteet osuvat pienhiukkasiin, ne kimpoavat takaisin avaruuteen eivätkä pääse lämmittämään ilmastoa. Siksi pienhiukkaset viilentävät ilmastoa. Vedyn kertyminen ilmakehään vähentää pienhiukkasten muodostusta, jolloin auringon säteitä pääsee maapallolle enemmän ja tämä lisää lämmittävää vaikutusta.
Lisäksi ilmakehään päässyt vety vaikuttaa ilmakehän otsoniin, joka on kasvihuonekaasu, sekä lisää vesihöyryä, mikä myös lämmittää ilmastoa.
Vety on olennaisen tärkeä elementti vihreälle siirtymälle, sillä sitä pidetään yksinkertaisimpana keinona varastoida energiaa. Ilman järkevää ja kustannustehokasta energian varastointia vihreä siirtymä tuskin koskaan toteutuu. Vedyn ilmastovaikutusten tutkimisella alkaa kuitenkin olla kiire, sillä vetytaloutta rakennetaan koko ajan. Tuoreita selvityksiä ovat tarjonneet Princetonin yliopiston tutkijat metaanin osalta ja kattavammin Yhdistyneen kuningaskunnan hallituksen asettama työryhmä.
Tutkimuksia tarvitaan kuitenkin lisää erilaisista näkökulmista. Missään ei esimerkiksi ole arvoitu sitä, missä määrin maaperä voi toimia vedyn nieluna.
Vetyteollisuuskin on havahtunut näihin huolenaiheisiin. Toistaiseksi heidän vastauksensa on, että vaikka vety lämmittäisi ilmastoa, se on silti parempi vaihtoehto kuin jatkaa fossiilisten polttoaineiden polttamista. Lisäksi teollisuus vakuuttaa, että vuotoja opitaan hallitsemaan tulevaisuudessa entistä paremmin. Viisaammaksi tulemme kuitenkin vain tutkimuksen kautta.
Jani Kaaro
9/12/2023
Lue Jani Kaaron jutut ennen muita
Jani Kaaro on palkittu tiedetoimittaja, jonka oivaltavat artikkelit herättävät ajatuksia ja laajaa huomiota.
Tue Kaaron journalistista työtä tilaamalla hänen tiedekolumninsa. Pääset lukemaan ne ennen muita ja mahdollistat juttusarjan jatkumisen.
Suoraan — ilman välikäsiä.
2,90 €
5,90 €
25,00 €
Päätä kuukausimaksusi summa itse. Voit keskeyttää tilauksesi milloin tahansa.
Kommentit (0)
Kommenttia ei voi muokata jälkikäteen.
Puheenaiheet
Tilaa maksuton Puheenaiheet-uutiskirjeemme
Haluan tarkkoja näkökulmia, ajattelemaan houkuttelevia juttuja ja tuoreimmat kuulumiset Rapportilta.