Nghiên cứu mới chỉ ra mặt trái của hydro đối với khí hậu

Hydro từ lâu được kỳ vọng sẽ trở thành giải pháp thay thế nhiên liệu hóa thạch trong giao thông vận tải và các ngành công nghiệp nặng, nhờ đặc tính khi sử dụng chỉ tạo ra hơi nước. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây cho thấy loại khí này không hoàn toàn “trung tính” đối với khí hậu như nhiều người vẫn nghĩ.

Một công bố trên tạp chí Nature chỉ ra rằng hydro có thể góp phần làm gia tăng nhiệt độ toàn cầu thông qua việc kéo dài thời gian tồn tại của methane trong khí quyển. Methane là một trong những khí nhà kính có khả năng gây ấm mạnh, dù vòng đời ngắn hơn so với carbon dioxide.

Theo kết quả nghiên cứu, lượng phát thải hydro đã gia tăng trong giai đoạn 1990 đến 2020, đóng góp khoảng 0,02 độ C vào mức tăng gần 1,5 độ C của nhiệt độ trung bình toàn cầu kể từ thời kỳ tiền công nghiệp.

Rob Jackson, nhà khoa học tại Đại học Stanford và là tác giả chính, cho rằng cần nghiên cứu sâu hơn về chu trình hydro và mối liên hệ với biến đổi khí hậu, nhằm đảm bảo việc phát triển nền kinh tế hydro diễn ra theo hướng an toàn và bền vững.

Nghiên cứu do nhóm khoa học thuộc dự án Global Carbon Project thực hiện cho thấy phần lớn lượng hydro gia tăng trong khí quyển có nguồn gốc từ các hoạt động của con người. Sự gia tăng này có liên quan đến phát thải methane từ việc khai thác nhiên liệu hóa thạch, chăn nuôi và xử lý rác thải. Khi methane phân hủy trong khí quyển, nó tạo ra hydro, cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa hai loại khí này.

Dù hydro không trực tiếp gây ô nhiễm, nhưng nó có thể làm suy giảm các “chất tẩy rửa tự nhiên” trong khí quyển, vốn có vai trò phá vỡ methane. Khi các chất này giảm đi, methane tồn tại lâu hơn, kéo dài tác động làm nóng khí hậu.

Theo Zutao Ouyang, Phó Giáo sư tại Đại học Auburn, khi nồng độ hydro tăng lên, khả năng làm sạch methane của khí quyển suy giảm, từ đó làm gia tăng hiệu ứng ấm lên.

Ngoài ra, sự tương tác giữa hydro và các chất tẩy rửa tự nhiên còn ảnh hưởng đến quá trình hình thành mây và thúc đẩy sự xuất hiện của các khí nhà kính khác như ozone và hơi nước trong tầng bình lưu.

Một phần hydro trong khí quyển cũng đến từ rò rỉ trong quá trình sản xuất công nghiệp. Hiện nay, hydro có thể được tạo ra bằng phương pháp điện phân nước hoặc từ các nguồn nhiên liệu như khí tự nhiên và than đá. Tuy nhiên, phần lớn sản lượng hydro hiện vẫn dựa vào các quy trình tiêu tốn nhiều năng lượng và phát thải carbon dioxide.

Trong dài hạn, mục tiêu là phát triển hydro “xanh” từ năng lượng tái tạo. Dù vậy, chi phí cao và những rào cản công nghệ vẫn đang là thách thức lớn đối với quá trình mở rộng quy mô của loại nhiên liệu này.

Biến đổi khí hậu gây tác động nghiêm trọng trên diện rộng tại Australia