Med strategijami za nadomestitev fosilnih goriv se pogosto omenja vodik, ki podobno kot fosilna goriva lahko deluje kot kemična shramba energije in zato ni odvisen od spremenljivega vremena. Trenutno večina proizvodnje vodika temelji na uporabi fosilnih goriv, zelene alternativne rešitve pa še niso dovolj razvite. Pridobivanje vodika z hidrolízo je tako lani obsegalo zgolj desetino odstotka globalne proizvodnje.

Če se v časovno nedoločeni prihodnosti res izvede prehod na ogljično nevtralnost z zanašanjem na vodik, lahko pričakujemo veliko povečanje izpustov vodika v ozračje. En del bi predstavljale izgube pri proizvodnji in shranjevanju – vodik je zaradi majhnosti molekul težko zadržati v posodi – drug pa nepopolno izgorevanje. Vodik sicer ni toplogredni plin, vendar je v troposferi močno povezan z metanskim ciklom. Presežek atmosferskega vodika bi tako lahko zmanjšal učinkovitost hidroksída kot atmosferskega ponora metana. Metan je znan gonilec podnebnih sprememb, zato je treba podrobno razumeti vpliv vodikove industrije na njegovo atmosfersko koncentracijo.

Naloge so se lotili v raziskovalni skupini z ameriškega Princetona z obsežnim modeliranjem atmosferske kemije. Najprej so poiskali stabilno stanje troposferskih koncentracij plinov, pri čemer so upoštevali tako njihove kemijske reakcije kot površinske ponore in izvore. Nato so stabilno stanje zmotili s kemijsko motnjo 10-odstotnega povečanja koncentracije vodika in opazovali časovni razvoj. Iz tega so nato razbrali glavne načine odziva atmosfere na vodikovo motnjo in z njimi asociirane časovne skale.

Iz pridobljenih ocen za hitrosti troposferskih kemijskih enačb so nato lahko formulirali kritično stopnjo vodikovih izpustov kot tisto, pri kateri proizvodnja vodika še zmanjša metansko breme v atmosferi. Pri dveh razširjenih potencialnih tehnologijah pridobivanja vodika se ocene za izgube plina v atmosfero razpenjajo med enim in desetimi odstotki. Izbira tehnologije ima tako pomembne posledice za največji obseg energije, ki jo lahko nadomesti vodik.

V svojem atmosferskem modeliranju je bila raziskovalna skupina konservativna, saj ni upoštevala celostne tridimenzionalne narave atmosferske dinamike, prav tako pa se je omejila le na metanski kemijski cikel. Kljub tem omejitvam raziskava predstavlja pomemben korak za razumevanje omejitev vodične strategije.

vir slike: https://deepai.org/machine-learning-model/text2img