15.10.2021

Při snižování emisí skleníkových plynů je důležitá kromě energetiky, kde k tomu postupně dochází, i doprava. Za budoucnost se považují elektrická a vodíková auta. Samotná auta sice nebudou vypouštět škodlivé látky, ale jak to je s emisemi z výroby vodíku?

Parní reforming zemního plynu. (Zdroj: cen.acs.org)
Parní reforming zemního plynu. (Zdroj: cen.acs.org)

Vodíkový automobil má v nádrži místo benzínu vodík, který jde místo motoru do palivového článku. Ten je jakousi baterií, která napájí elektromotor pohánějící vůz. Dovolili jsme si použít přirovnání k baterii, protože palivový článek produkuje elektřinu pomocí chemických reakcí. Nejde však o uzavřený systém jako je baterie a neustále se do něj doplňuje vodík a kyslík, jejichž ionty se slučují za vzniku vodní páry.

Vodíkový automobil je tedy jenom tak ekologický, jak je ekologická výroba paliva. To stejné platí i pro elektromobil, který nemusí být zrovna ekologickou hvězdou, když jezdí na elektřinu z uhelných elektráren.

Metody výroby vodíku

Podle společnosti Vítkovice ÚAM, která rozšiřuje své aktivity i do oblasti vodíkových technologií, je dnes nejrozšířenějším a nejlevnějším způsobem výroby vodíku parní reforming zemního plynu. Během něj se část plynu spaluje a část metanu se pomocí získaného tepla a vodní páry přeměňuje na vodík a oxid uhličitý. Podle české vodíkové technologické platformy se ale na 1 kg vodíku vyprodukuje 7,05 kg CO2, což je značná nevýhoda technologie, která vyrábí 59 % vodíku.

Dále vodík vzniká jako vedlejší produkt například zpracováním koksárenského plynu nebo při chemických reakcích v chemicko-průmyslových závodech.

Důležitou výrobní metodou je potom elektrolýza vody, která ale podle údajů Vítkovice ÚAM produkuje jen 4 % vodíku. Její výhodou je to, že je skutečně ekologická, pokud používá bezemisní elektřinu vyrobenou obnovitelnými zdroji nebo jadernými elektrárnami. Velký smysl dává v případech nadvýroby elektřiny, které vyvolávají nestabilní obnovitelné zdroje, když pro ně panují příhodné podmínky.

Potenciální ekologickou metodou jsou potom vysokoteplotní reaktory IV. generace, které mají na výstupu dostatečnou teplotu pro vysokoteplotní elektrolýzu vody slibující velkou účinnost.

Pilotní jaderný projekt

Pilotní projekt v bezemisní výrobě vodíku v současnosti připravuje ruská korporace pro atomovou energii Rosatom. Letos v červnu vybrala Kolskou jadernou elektrárnu jako centrum pro zkušební výrobu vodíku pomocí elektřiny z jádra. Tato elektrárna má čtyři bloky VVER-440, které patří mezi klasické tlakovodní (tedy ne vysokoteplotní reaktory IV. generace). Zajímavostí na okraj je to, že vzhledem ke stejnému typu reaktorů můžeme tuto elektrárnu označit za sesterskou pro české Dukovany. Vztah těchto elektráren je poměrně úzký, protože v reaktorech Kolské elektrárny probíhá testování paliva pro Dukovany před jeho certifikací v Česku.

Ruská elektrárna s reaktory VVER-440 má ale jiné vhodné podmínky pro výrobu vodíku: poskytuje velmi levnou elektřinu a v současnosti má nadbytek výrobní kapacity. Navíc si vodík vyrábí pro vlastní spotřebu, takže má nezbytnou infrastrukturu a zkušený personál.

Nově v ní vznikne elektrolytické zařízení o výkonu 1 MW, které by mělo být uvedeno do provozu v roce 2023. Později bude jeho výkon zvýšen na 10 MW. Jde zatím o testování a odladění technologie, která se v budoucnu může rozběhnout ve větším měřítku.

Jedním z vodíkových projektů Rosatomu je infrastruktura pro vodíkové vlaky na Sachalinu. (Zdroj: Alstom)
Jedním z vodíkových projektů Rosatomu je infrastruktura pro vodíkové vlaky na Sachalinu. (Zdroj: Alstom)

Rosatom vodíkové hospodářství považuje za jeden z klíčových směrů rozvoje své činnosti a navazuje v této oblasti spolupráci se zahraničními partnery. V květnu podepsal dohodu o spolupráci při rozvoji „čistého vodíku“ s francouzskou energetickou společností EDF. Společně budou vyvíjet nový model energetiky a dopravy s nejmenšími možnými emisemi skleníkových plynů, půjde o výrobu, skladování a přepravu vodíku, ale i jeho využití. Jedním z cílů Rosatomu je v roce 2023 vyjet s prvním vodíkovým vlakem v Rusku.

Zdroje:

  • Hytep.cz
  • Vodík – palivo budoucnosti, MMSpektrum, 3. 3. 2021
  • Rosatom.ru
  • Strana-rosatom.ru
O autorovi

admin

Leave a Reply

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..