Vodík a jeho využitie. Téma, o ktorej sa na Slovensku diskutuje už dlhý čas, najmä v kontexte vodíkovej budúcnosti Slovensku presadzovanej zo strany bývalého ministra hospodárstva Richarda Sulíka. Práve “Národná vodíková stratégia” vyvolala jednu z najživších diskusií o vodíku.
O vodíku a možnostiach, ktoré prináša, sa stále šíri viacero nepresných až zavádzajúcich informácií. Odpoveď na otázku aká je pravda o vodíku hľadal podcast Na plný prúd z produkcie Slovenskej asociácie pre elektromobilitu (SEVA). Problematike sa venoval Patrik Križanský so svojim hosťom, Michalom Surom, poradcom ministerstva dopravy.
Podcast prináša odpovede na viaceré kľúčové otázky. Stručné zhrnutie nájdete nižšie, pre získanie kompletného obrazu o problematike si vypočujte podcast “Poradca ministerstva Michal Sura: Vodík má veľmi malú energetickú hustotu a to je jeho problémom pri využití v doprave.“
Podcast v skratke
98 až 99 % vodíka sa získava z fosílnych palív ako je uhlie, zemný plyn a ropa. Asi len 1 až 2 % vodíka sa získava elektrolýzou. Vodík získaný elektrolýzou nazývame ako “zelený vodík” a jeho výroba je energeticky veľmi náročná. Michal Sura vysvetľuje, že na výrobu 1 kg vodíka je spotrebovaných 55 až 60 kWh elektrickej energie a 9 až 10 litrov odmineralizovanej vody. Ak chceme skutočne vyrábať “zelený vodík”, tak využívaná elektrická energia by mala pochádzať z obnoviteľných zdrojov.
Vo svete sa používa zhruba 100 miliónov ton vodíka ročne. Na Slovensku medzi najväčších spotrebiteľov vodíka patrí Duslo Šaľa (výroba dusičnatých hnojív a liadkov, na vlastnú výrobu vodíka využíva cca 10 % z importovaného zemného plynu z Ruska) a Slovnaft Bratislava (odsírovanie chemických produktov napríklad benzínu a nafty).
Ako sa vodík prepravuje a skladuje? Vodík je možné prepraviť napríklad špecializovanými plynovodmi, stlačením v tlakových nádobách, skvapalnením v kvapalnej forme alebo napríklad naviazaním na povrch metalhydrátov. Michal Sura v podcaste vysvetľuje, že každá z týchto metód má svoje úskalia.
Napríklad pri preprave cez plynové potrubie nie je prepravovaný vodík ako energetická surovina ale ako chemická surovina na ďalšie spracovanie. Vodík je možné prepravovať aj na veľké vzdialenosti, no tu už dochádza k veľkým stratám – na prepravu na vzdialenosť 1 000 kilometrov straty dosahujú 15 až 20 % energie vodíka.
Podcast sa venuje aj prezentovaným plánom na znovuvyužitie starých plynových potrubí, cez ktoré by po úprave mal byť prepravovaný vodík. Vysvetľuje, že tento nápad so sebou nesie viacero problémov a nedostatkov – nedostatočná tesnosť, nevyhovujúci materiál (vodík preniká do atómovej mriežky železa a poškodzuje ju). Poukazuje, že takéto riešenie je teoreticky možné, no reálne vyžaduje množstvo úsilia a obrovské investície.
Spaľovanie vodíka
Venuje sa aj marketingovej problematike vodíka a objasňuje, že spaľovaním vodíka vzniká nielen voda, ale aj veľké množstvo oxidov dusíka, ktoré majú skleníkovotvorný efekt a sú to jedy. Tieto emisie nevznikajú v prípade, že je využívaný nízkoteplotný palivový článok.
A čo vodík a jeho využitie v doprave? Ani tu to nie je také ružové. Michal Sura prezrádza, že vodík má zlé fyzikálne a chemické vlastnosti pre využitie v oblasti dopravy. Konkrétne ide o to, že vodík má veľmi malú objemovú energetickú hustotu – vo veľkom objeme je relatívne málo energie. Napríklad letecké palivo má 4 x vyššiu objemovú energetickú hustotu ako kvapalný vodík.
Vodíkový hodnotový reťazec vo všetkých fázach prináša iba straty. “Well-to-Wheel” (od vyťaženie až po využitie) účinnosť vodíkových vozidiel je niekde na úrovni 20 až 30 %. V prípade spaľovacích motorov na benzín a naftu sa táto účinnosť pohybuje v rozsahu 20 až 30 %, pri batériových elektromobiloch je okolo 80 %. Tesla Model 3 v porovnaní s Toyota Mirai napríklad dosahuje trikrát vyššiu účinnosť. Existujú síce aj motory na priame spaľovanie vodíka, avšak tu je problém už spomínaný vznik veľkého množstva oxidov dusíka.