Vodík: zdroj energie 21. století

Podle zprávy Evropské agentury pro životní prostředí (EEA) pro rok 2020 není aktuální stav životního prostředí příznivý. Evropa si však v rámci Zelené dohody klade za cíl stát se do roku 2050 klimaticky neutrální. Pomoci v tom může i využití vodíkové energie.

Pro dosažení klimatické neutrality je zapotřebí snížit produkci oxidu uhličitého (CO₂) a dalších skleníkových plynů, které příspívají ke globálnímu oteplování. Toho lze docílit především

• upuštěním od užívání fosilních paliv (nahrazení uhelných elektráren obnovitelnými zdroji, využívání alternativních zdrojů energie v automobilové dopravě),
• vyšším zachycováním uhlíku z atmosféry (obnova lesů a dalších ekosystémů či průmyslová filtrace),
• případně formou tzv. uhlíkových kompenzací (snížení emisí oxidu uhličitého a jiných skleníkových plynů cílem vyrovnat emise produkované jinde).

V současnosti je patrná snaha nahrazovat fosilní paliva obnovitelnými zdroji, jejichž spalováním nevznikají emise CO₂ ani dalších skleníkových plynů. Ideální náhradu za fosilní energetické nosiče, jako jsou uhlí, topný olej nebo zemní plyn, představuje vodík, který je navíc k dispozici ve velkém množství, případně ho lze trvale vyrábět (podle způsobu výroby rozlišujeme čtyři typy vodíku: zelený, modrý, šedý a tyrkysový, přičemž za ekologický lze považovat ten zelený, který se získává z vody prostřednictvím elektrolýzy s využitím pouze energie z obnovitelných zdrojů).

V čem spočívají výhody vodíku

Vedle toho, že lze vodík vyrábět i spalovat CO₂ neutrálně, má v porovnání se zemním plynem či topným olejem také vyšší energetickou hustotu (33,3 kWh/kg; zemní plyn 13,9 kWh/kg, topný olej 11,4 kWh/kg). Navíc není jedovatý, žíravý nebo radioaktivní, neznečišťuje vodu a neškodí životnímu prostředí.

To, že je vodíku coby nosiči energie přikládán velký význam, dokazují i některé kroky v oblasti politiky. Německá spolková vláda se například rozhodla investovat do dalšího cíleného vývoje vodíkové infrastruktury devět miliard eur a spolu s dalšími jedenadvaceti státy Evropské unie a Norskem zařadila vodík mezi projekty společného evropského zájmu. Až do roku 2024 má evropská výroba vodíku za pomoci obnovitelných energií činit milion tun a do roku 2030 deset milionů tun.

Poznámka redakce: Nejméně dvojnásobný skleníkový efekt (v porovnání s oxidem uhličitým) vykazuje vodní pára. Ta při odpařování vody z oceánů a z pevniny odvádí s výparným teplem vody velké množství tepla do atmosféry, která toto teplo stejnoměrně sálá k zemskému povrchu (skleníkový efekt) i do vesmíru. Skleníkové plyny zvyšují sálavost atmosféry, bez níž by se plynný obal Země nemohl zbavovat tepla sáláním. Skleníkové ovzduší posiluje i sálání tepla do vesmíru a s tím i účinné chlazení planety. Ve výškách nad 10 km už není velký teplotní rozdíl mezi póly a rovníkem; atmosférický "skleník" účinkuje rovnoměrně nad celou planetou a přírůstek vzdušného oxidu uhličitého teplotu planety už spíše snižuje.

O krok napřed

I přes zmiňované výhody, které vodík přináší, brání jeho masivnímu využití chybějící infrastruktura a vysoké náklady na jeho výrobu, skladování a distribuci. Jedním ze způsobů, jak tento prvek začít využívat již dnes, je formou příměsi v zemním plynu. V koncentraci do 20 procent je totiž možné využít stávající plynovody, aniž by bylo nutné je více upravovat. Na to již zareagovali i někteří výrobci tepelné techniky. Viessmann, německá společnost působící v tomto segmentu již od roku 1917, má ve svém portfoliu plynové kotle, které dokážou využívat právě zemní plyn s příměsí vodíku. V současné době může podle platných směrnic obsahovat zemní plyn maximálně 10procentní podíl vodíku, kotle Viessmann jsou však navrženy i pro 20–30procentní podíl. Jsou tedy o krok napřed než legislativa a již nyní jsou připraveny pro budoucnost (nesou označení „H₂ Ready“). Plynové kotle a palivové články, které by dokázaly fungovat pouze na bázi spalování čistého vodíku, již firma testuje.

Téma: Viessmann