Der globale Erwärmungseffekt von austretendem Wasserstoff ist fast zwölfmal stärker als der von CO2, zeigt eine neue Studie von CICERO, einem Klimaforschungszentrum, veröffentlicht in Kommunikation Erde und Umwelt.
Die Studie schließt eine Wissenslücke über die Klimaeffekte von Wasserstoff, einer zentralen Technologie der Energiewende.
Im Gegensatz zu Abgasen aus der Verbrennung von Kohle und Gas, die CO2 enthalten, werden bei der Verbrennung von Wasserstoff nur Wasserdampf und Sauerstoff freigesetzt. Vielmehr ist es das Austreten von Wasserstoff aus Produktion, Transport und Nutzung, der zur globalen Erwärmung beiträgt.
Wasserstoff ist kein Treibhausgas, aber seine chemischen Reaktionen in der Atmosphäre wirken sich auf Treibhausgase wie Methan, Ozon und stratosphärischen Wasserdampf aus. Auf diese Weise können Wasserstoffemissionen trotz fehlender direkter Strahlungseigenschaften zu einer globalen Erwärmung führen.
Die Studie wurde von Dr. Maria Sand, einer leitenden Wissenschaftlerin bei CICERO, und ihren Kollegen zusammen mit Mitarbeitern aus Großbritannien, Frankreich und den USA geleitet
„Die Auswirkungen von Wasserstoff auf das Klima sind ein wenig erforschtes Thema. Einige auf Einzelmodellstudien basierende Arbeiten bestätigen jedoch unser geschätztes globales Erwärmungspotenzial (GWP100) von 11,6“, sagte Sand.
„Wir haben fünf verschiedene Modelle der atmosphärischen Chemie verwendet und Veränderungen im atmosphärischen Methan, Ozon und stratosphärischem Wasserdampf untersucht“, sagte Sand.
„Wasserstoff interagiert mit verschiedenen biogeochemischen Prozessen. In unsere Schätzungen haben wir die Bodenaufnahme, die photochemische Produktion von Wasserstoff, die Lebensdauer von Wasserstoff und Methan sowie die Wechselwirkungen zwischen Wasserstoff und Methan einbezogen“, sagte Sand.
Dank der fortschrittlichen und neuartigen Nutzung bestehender Klimamodelle ist die Studie die bislang umfassendste Bewertung der Klimawirkung von Wasserstoff.
„Wir haben die Unsicherheiten abgeschätzt und unsere Studie bildet eine solide Grundlage für die politische Entscheidungsfindung zu Wasserstoff“, sagte Sand.
„Ein globales Erwärmungspotenzial von 11,6 ist signifikant, und unsere Studie zeigt deutlich, wie wichtig es ist, Wasserstofflecks zu reduzieren. Uns fehlt die Technologie, um Wasserstofflecks im erforderlichen Ausmaß zu überwachen und zu erkennen, aber neue Technologien werden entwickelt, während sich die Industrie anpasst“, sagte Sand.
Der potenzielle Nutzen der Umstellung auf eine Wasserstoffwirtschaft hängt vom Ausmaß der Wasserstofflecks und davon ab, inwieweit Wasserstoff fossile Brennstoffe ersetzt.
„Es gibt noch viele offene Fragen, und unsere Gruppe wird unser Wissen weiter erweitern, um eine zeitnahe und genaue Entscheidungsfindung zu einer wichtigen Schadensbegrenzungstechnologie sicherzustellen“, sagte Sand.
Mehr Informationen:
Maria Sand et al., Eine Multi-Modell-Bewertung des globalen Erwärmungspotenzials von Wasserstoff, Kommunikation Erde und Umwelt (2023). DOI: 10.1038/s43247-023-00857-8