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.
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”.
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.“
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.
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.
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