Naše budoucnost je vodíková. První projekty vznikají i v České republice

13. 1. 2023
Toyota Mirai

Vodík je často prezentován jako energie budoucnosti, jehož výroba ve velkém měřítku by mohla přispět k výraznému snížení emisí skleníkových plynů. Jsou tyto naděje do něj vkládané příliš optimistické nebo doopravdy představuje seriózní alternativu k fosilním palivům a elektrifikaci?

Vodík je více než zdrojem paliva, jedná se o nejrozšířenější atom ve vesmíru, který se vyskytuje takřka ve všem, od rostlin přes vodu až po uhlovodíky. O využití tohoto plynu jako zdroje paliva se mluví již dlouho, průmyslové návrhy vodíkových motorů se objevují již v 18. století.

První auto na vodík pak pochází z roku 1979, a již tehdy se jednalo o udržitelný a obnovitelný zdroj paliva, neboť jeho tvůrce Jean-Luc Perrier jej získával pomocí solárních panelů.

Po několika desetiletích opomíjení se v současné době vodík opět dostává do popředí všeobecného zájmu, jakožto jeden z hlavních budoucích zdrojů zodpovědné energie. V našem každodenním životě sice zatím nehraje velkou roli, ale díky neustálým inovacím se i toto může brzy změnit.

První vlaštovky v České republice
Bezemisní vodíkové technologie v Moravskoslezském kraji už nejsou jen vizí. Společnost Veolia Energie ČR a Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava podepsaly Memorandum o vzájemné spolupráci na rozvoji vodíkových technologií v Moravskoslezském kraji. Součástí jsou i konkrétní projekty výroby zeleného vodíku v teplárnách v Krnově a Frýdku-Místku.

Výroba vodíkové energie

Existuje řada různých způsobů výroby vodíku, z nichž každý má svůj vlastní environmentální dopad. V přirozeném stavu se atomy vodíku volně spojují s jinými prvky. Přerušení této vazby vyžaduje řadu chemických procesů, které mohou být samy o sobě velmi znečišťující.

Jak vysvětluje francouzská Národní agentura pro ekologickou transformaci ADEME: „Vodík je nosičem, nikoli primárním zdrojem energie. Jeho environmentální dopad proto závisí na konkrétním způsobu výroby“.

Dnes se 95 % vodíku získává z uhlovodíků, což je levnější proces, ale má negativní dopad na životní prostředí.

Podle quebecké vlády „výroba jednoho kilogramu vodíku ze zemního plynu vede k emisím 9 kg oxidu uhličitého“. Aby se minimalizovalo znečištění způsobené vodíkem vyrobeným z fosilních paliv, mohly by se tyto emise CO2 zachytávat a ukládat.

I tak se jedná o mnohem méně ekologické řešení, než je výroba „zeleného“ nebo „bezuhlíkového“ vodíku. Ten je vyráběn pomocí elektrolýzy, kdy se voda rozdělí na kyslík a vodík. Samozřejmě, aby byla tato metoda zcela ekologická, musí potřebná elektrická energie pocházet z obnovitelného zdroje.

Tato technologie se stává stále zajímavější pro vlády, které se snaží dekarbonizovat svá průmyslová odvětví. Vodík (převážně ve své uhlíkaté formě) nyní tvoří pouhá 2 % evropského energetického mixu, ale tento podíl se bude zvyšovat s tím, jak bude EU rozvíjet obnovitelný vodík, částečně i proto, aby snížila svou závislost na ruském plynu.

Plán REPowerEU počítá nejen s dovozem 10 milionů tun vodíkového paliva, ale také s místní výrobou dalších 10 milionů tun obnovitelného vodíku do roku 2030, „za účelem náhrady zemního plynu, uhlí a ropy v odvětvích, která lze obtížně dekarbonizovat, a v odvětvích dopravy.“

Využití vodíkové energie

V současné době se vodík používá hlavně v průmyslových procesech (např. v rafinériích nebo při výrobě hnojiv), ale očekává se, že jeho využití se bude postupně rozšiřovat, například v odvětví dopravy. Německo nedávno spustilo první železniční trať na světě, která je poháněna pouze vodíkem, což je průlomový objev, který by měl ušetřit 4 400 tun CO2 ročně.

Budoucnost letectví je ve vodíku, říká solární superstar Bertrand Piccard. Celý rozhovor si můžete přečíst ZDE. Foto: B. Piccard

Vodíkové automobily sice existují, ale vzhledem k nedostatku čerpacích stanic jsou stále vzácné (na titulní fotografii je Toyota Mirai, jeden z mála sériově vyráběných vozů s vodíkovými palivovými články, pozn. red.). S vodíkem se začíná počítat také pro účely lodní dopravy – a ještě výrazněji pro letecký sektor, který je stále stoprocentně závislý na fosilních palivech, a proto nutně potřebuje dekarbonizaci.

Ostatně, je to právě letecký sektor, kde již vzniká řada prototypů, přičemž první zkušební let na vodíkový pohon se uskutečnil v roce 2008 a společnost Airbus oznámila, že do roku 2035 chce vodíkem pohánět alespoň některé ze svých komerčních linkových letadel.

Vyhlídky vodíku jako ideálního zdroje čisté energie zítřka

Výhodou „zeleného“ vodíku vyráběného ekologicky účinnými postupy je nulová produkce CO2.

Zelený vodík není skleníkovým plynem, a proto nepřispívá ke změně klimatu. Jediným vedlejším produktem jeho spalování je totiž voda. Další výhodou zeleného vodíku vyráběného elektrolýzou vody je to, že jej lze vyrábět lokálně s využitím místních obnovitelných zdrojů energie, jako je solární nebo větrná energie, což dané zemi umožňuje určitou energetickou nezávislost nad rozmary globálního trhu s ropou.

Text: Filip Brož 
Foto: Alexander Migl, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons, Bertrand Piccard
Zdroj: paleo-energetique.org, ademe.fr, quebec.ca, ec.europa.eu, businessinsider.com, airbus.com