fbpx

Partneři sekce

Vodík jako perspektivní akumulátor energie0

Výroba vodíku se stává technologickou budoucností k uložení energie. Tu totiž umíme vyprodukovat z různých zdrojů, včetně těch obnovitelných, ale potíž může být v jejím uchování. Vodík by v tomto ohledu mohl výrazně pomoci. První projekty „vodíkové“ energetiky už v Česku vznikají.

Ilustrační foto: E.ON

Vodík je jako palivo energeticky mnohem bohatší (okolo 33 kWh na 1 kilogram), než jsou ta klasická na bázi ropy (12,5 kWh na 1 kilogram), proto se o něm hovoří jako o palivu budoucnosti.

Vodík je možné využít v celé řadě odvětví od dopravy až po průmysl. Auta, autobusy, nákladní vozy i vlaky na vodík již nějakou dobu jezdí například v Německu nebo Švýcarsku, a dokonce i v České republice existuje první veřejná čerpací stanice pro vodíková vozidla. Naplnění nádrže vodíkem obvykle trvá u osobního auta okolo pěti minut.

Reklama

Vodík je zároveň důležitým energetickým prvkem v průmyslové výrobě, například při zpracování oceli. Právě to jsou odvětví, která byla dříve závislá na fosilních palivech, jako je zemní plyn. Nyní existuje téměř stovka projektů energetického využití vodíku v průmyslu a většina z nich je situována v Evropě.

Uchování energie – klidně z léta na zimu

Obnovitelné zdroje jsou typické nevyrovnaností výroby energie v čase. Zelené elektřiny je často nadbytek, není ji možné ihned spotřebovat. Velký rozvoj obnovitelných zdrojů v celé Evropské unii proto klade tlak na potřebu zajistit ideální nosič pro akumulaci přebytečné produkce. A tím by právě bezemisní vodík vyrobený za pomoci obnovitelných zdrojů energie mohl být.

Pokud se ptáte, proč tolik elektřiny uchovávat, odpověď je jednoduchá – pro zajištění energie v době, kdy jí obnovitelné zdroje vyrobí podstatně méně. Díky tomu se zajistí účinná stabilita výroby zelené energie a snížení emisí skleníkových plynů z fosilních paliv. Například elektrolyzér o výkonu 1 MW je možné doplnit zásobníkem na stlačený vodík s kapacitou 9 MW. A takto velkokapacitní baterie v Česku zatím nikde nefungují.

A důležité je také časové hledisko. Běžná bateriová úložiště dobře fungují při vyrovnávání produkce elektřiny v řádu dní. Naproti tomu vodík by mohl sloužit pro dlouhodobou akumulaci třeba energie vyrobené v létě pro zimní spotřebu.

Baterie versus elektrolýza

Když pomineme různé experimentální projekty – jako jsou třeba gravitační baterie –, máme v současnosti k dispozici především dvě základní technologie akumulace elektřiny. Tou dosud nejvyužívanější a nejpokročilejší jsou baterie. Známe je z elektromobilů nebo domácích solárních elektráren, ale poměrně běžná jsou už také velká akumulátorová úložiště s kapacitou v řádu jednotek megawatthodin.

Druhou možností jsou právě elektrolyzéry vody a výroba vodíku. Ty se technologicky stále zdokonalují, čímž také snižují cenu výroby vodíku, a tím pádem i jeho cenu. Vodík se pak uchovává většinou ve formě plynného skupenství.

Ilustrační foto: E.ON

Při elektrolýze dochází pomocí elektrické energie k rozkladu vody na vodík a kyslík. Jeden kilogram vodíku lze vyrobit z 10 litrů vody. Množství spotřebované elektrické energie pro tuto výrobu se pohybuje okolo 55 kWh.

(Ne)výhody baterií a elektrolýzy

Oba způsoby akumulace energie mají své výhody i nevýhody. Elektrolýza není zdaleka tak rozšířená, teprve se vyvíjí, a to včetně navazující infrastruktury a technickým norem. Proto je prozatím využívána hlavně lokálně. Dokáže však maximálně využít zelenou energii, její technologie v konečném důsledku není zase tak náročná, je investičně dostupnější a s nastávajícím pokrokem bude čím dál účinnější (a levnější).

Baterie stále představují pro určité případy nejlepší možnost uchování energie, vzhledem k tomu, jak dlouho se už používají. Jsou velmi efektivní, ale také mají své nevýhody. Například problematickou životnost, která může být velmi krátká hlavně v extrémních zimních, ale i letních teplotách, a také často nízkou kapacitu. Problém může rovněž nastat kvůli omezenému množství celosvětových zásob lithia, které se musí vytěžit.

Příklad z praxe: Německo a Česká republika

V roce 2021 byl otevřen největší elektrolyzér v Evropě, a to v Německu (ve spolkové zemi Severní Porýní-Vestfálsko). Německo na vodík vsází ve své strategii do roku 2030, kdy chce dosáhnout celkového výkonu elektrolýzy na svém území až 10 GW.

V České republice dosud takto velký elektrolyzér chybí. Našli bychom spíše ty menší pro výzkumné účely. Drtivá většina vodíku se v Česku navíc vyrobí v chemickém průmyslu a rafinériích. Obnovitelné zdroje zde prozatím nejsou zastoupeny v potřebném množství, aby byla výroba zeleného vodíku dostatečná.

Zároveň ale díky společnosti E.ON vzniká významný inovativní hub v Mydlovarech na jihu Čech. Ten bude mimo jiné zahrnovat právě výrobu vodíku z obnovitelných zdrojů. První kilogramy vodíku by se mohlo podařit vyrobit na počátku roku 2025.

Článek vznikl ve spolupráci s webem Byznys a Energie, kde si o vodíku v energetice můžete přečíst více.

Autor: Redakce Nazeleno.cz