Väte från förnybar energi som sol kan produceras med nollutsläpp. Lucas Coch / AAP

Att använda väte som ett rent bränsle är en idé vars tid kan komma att komma. För Australien lockar väte att locka: det kan skapa en lukrativ ny inhemsk industri och hjälpa världen att uppnå en kolfri framtid.

Smakämnen nationell vätestrategi släpptes förra månaden hävdar att Australien borde vara i framkant av den globala vätgasrasen. Ledd av Chief Scientist Alan Finkel tar strategin ett teknikneutralt tillvägagångssätt genom att inte gynna något sätt att göra "rent" väte.

Men det spelar någon roll om väte produceras från förnybar el eller fossila bränslen. Medan fossilbränslet är för närvarande billigare, kan det hamna ut betydande mängder koldioxid.

Dr Finkel och energiminister Angus Taylor inför ett möte om vätestrategin. RICHARD WAINWRIGHT / AAP

Inte allt "rent" väte är detsamma

Väte kan produceras med elektricitet genom elektrolys, som delar vatten i väte och syre. När förnybar el används producerar detta ingen koldioxid och kallas grönt väte.

Väte kan också produceras från kol eller gas. Denna process frigör koldioxid. Det mesta väte som produceras idag görs på detta sätt.

Vissa - men kritiskt, inte alla - koldioxid från denna process kan fångas och lagras i underjordiska behållare - en process som kallas koldioxidupptagning och lagring (CCS).

Men CCS är tekniskt komplex och dyrt. Endast två anläggningar som producerar väte från fossila bränslen använder det för närvarande: en i Kanada, med en koldioxid fångstfrekvens på 80%och en i USA med en lägre retentionsgrad.

I Australien är det enda operativa storskaliga CCS-projektet Chevron Gorgon gasprojekt (inte väte) i västra Australien. Efter en betydande försening och tre år sedan projektet började leverera gas, koluppsamling och lagring började i år.

Höga kolupptagningshastigheter garanteras inte

Vätstrategin använder termen "rent väte" för väte som produceras från förnybar el och från kol eller gas med koluppsamling. Och det förutsätter ett "bästa fall" -scenario där 90-95% av koldioxid fångas från fossila bränslen.

Sådana priser är tekniskt möjliga, men har hittills inte uppnåtts. Lägre fångstfrekvenser undersöks inte i strategin.

Vid 90-95% fångstgrader är kol- och gasbaserat väte mycket mindre kolintensivt än traditionellt fossilt bränsleanvändning. Men en fångstgrad på 60% betyder att väte från kol har en liknande utsläppsintensitet som att bränna naturgas direkt.

Utsläppsintensitet för bränslen med och utan CCS. Väteantal är endast för produktion; utsläppsintensiteten är högre för exporterat väte. Källa: författarnas beräkningar med hjälp av data från International Energy Agency och US Energy Information Administration

Den nationella strategin beskriver inte en mekanism för att säkerställa att fångstgrader för bästa fall uppfylls. Produktion av väte kan öka mycket snabbare än de anläggningar som krävs för att fånga ut utsläpp, vilket gör att stora mängder växthusgas kommer in i atmosfären - liknande Gorgon-fallet.

En annan risk är att kolavskiljning av tekniska eller kostnadsskäl inte kan uppnå de bästa fallskurserna.

Mot export med nollutsläpp

Länder inklusive Japan, Sydkorea och Tyskland undersöker möjligheten att använda väte på flera olika sätt, inklusive i kraftproduktion, transport, värme och industriella processer.

Vissa framtida importörer kanske inte bryr sig om hur rent vårt väte produceras, men andra kanske.

För att illustrera varför kolfri export är viktigt beräknade vi utsläpp om Australien producerade 12 miljoner ton väte för export per år - vilket motsvarar ungefär 30% av vår nuvarande export av flytande naturgas och i linje med produktionsberäkningar i den nationella strategin.

Det kräver ungefär 37 miljoner ton naturgas eller 88 miljoner ton kol. Om 90% av koldioxid fångades skulle utsläppen från gas uppgå till 1.9% av Australiens nuvarande (2018) årliga växthusgasutsläpp, eller 4.4% med kol.

Om bara 60% av koldioxiden fångades skulle väte från gas och kol stå för ytterligare 7.8% respektive 17.9% av nuvarande nationella utsläpp - vilket gör det mycket svårare för Australien att uppnå befintliga och framtida utsläppsmål.

Var man ska investera

Just nu är det billigare att producera väte från fossila bränslen än från förnybara energikällor, även med koluppsamling och lagring.

Australien har också stora och färdiga reserver av brunkol i Victoria's Latrobe Valley som inte kommer att användas av den sjunkande koleldade industrin. Fångat kol kan lagras under Bass Strait. Och landets rikliga gasreserver kan förvandlas till väte, utöver eller delvis ersätta export av flytande naturgas. Så det är inte förvånande att den nationella strategin lämnade alla alternativ på bordet.

Ett diagram som visar de många potentiella användningarna för väte. Nationell vätestrategi

Men att inrätta väteproduktionsanläggningar med kolupptagning skulle betyda enorma utgifter för utrustning med mycket lång livstid. Detta är riskabelt, eftersom kapitalet skulle slösas om marknaden för utsläppskrävande väte kollapsade, antingen genom offentliga attityder eller genom ett globalt imperativ för att flytta till energisystem med nollutsläpp.

Världen är redan långt utanför takten behövs för att uppfylla sina mål för utsläppsminskningar och måste till slut komma till noll-noll för att förhindra de värsta klimatpåverkan.

Australien borde investera i forskning och utveckling för att göra grönt väte billigare. Detta kräver en minskning av elektrolyskostnaderna och ytterligare minskningar av storskalig produktion av förnybar energi. Det kan leda till stora fördelar för klimatet och Australiens framtida exportekonomi.

Om Författarna

Frank Jotzo, chef för Centrum för klimat- och energipolitik, Australian National University; Fiona J Beck, Senior forskare, Australian National Universityoch Thomas Longden, forskningsstipendiat, Australian National University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.