Diskusie o elektromobilite sa zvyčajne točia okolo štyroch hlavných tém. Prvé tri sú zrejmé, pretože vždy hovoríme o cene elektrických automobilov, dojazde a infraštruktúre. Ak však pôjdeme o krok ďalej neustále sa opakuje aj téma VODÍK. Táto diskusia sa dá v podstate zhrnúť do jednej otázky: Nie sú elektrické vozidlá iba dočasným riešením predtým, ako vstúpime do éry vozidiel na vodíkový pohon?
Vzhľadom na rozsah zmien, komplexný dopad na iné odvetvia a dlhodobosť procesu elektrifikácie osobných vozidiel je opodstatnené hľadať na túto otázku odpoveď. O to viac v prípade, ak sa tak, ako naša spoločnosť, rozhodujete dlhodobo investovať do nabíjacej infraštruktúry a správnosť tohto rozhodnutia sa prejaví s časovým odstupom.
Buďme úprimní – vodík nie je zlý. Naopak, je veľmi dôležitý.
Bez vodíka nebude možné dosiahnuť výraznú dekarbonizáciu nášho hospodárstva. Vodík však nie je vhodným riešením pre masové využitie v osobnej doprave.
Prečo? Nedávno zverejnená správa Medzinárodnej energetickej agentúry obsahuje rozsiahlu predpoveď využívania vodíka v ekonomike s dobre formulovanými a ľahko zrozumiteľnými závermi. S prihliadnutím na ne môžeme odpovedať na vyššie položenú otázku. Celú štúdiu si možno prečítať tu.
Dopyt a výroba vodíka
Od roku 1975 v hospodárstve stabilne rastie dopyt po vodíku. Ten je však vyrobený takmer výlučne z fosílnych palív, preto sa nazýva „hnedý vodík“. V súčasnosti sa na jeho výrobu používa až 6% celosvetovej ťažby zemného plynu a 2% celosvetovej ťažby uhlia. Na druhej strane, iba 0,1% celosvetovej výroby vodíka pochádza z elektrolýzy vody. Iba takýto vodík možno označiť ako čistý, ekologický vodík. Označuje sa tiež ako „zelený vodík“.
Zdroj: IEA (2019), „The Future of Hydrogen„, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
V dôsledku toho je celková výroba vodíka na svete zodpovedná za približne 830 miliónov ton CO2 ročne, čo zodpovedá ročným emisiám Spojeného kráľovstva a Indonézie spolu. V súčasnosti sa vodík používa takmer výlučne na rafináciu ropy, výrobu amoniaku, metanolu a ocele. V doprave je to menej ako 0,1%.
Odkiaľ pochádza čistý vodík?
Tak prečo nevyrábame zelený vodík vo veľkom meradle? Odpoveď je jednoduchá – nepoznáme účinnú a nákladovo efektívnu technológiu elektrolýzy, ktorá by komerčne produkovala veľké množstvá čistého vodíka. Toto je v súčasnosti najväčšia výzva vodíkového hospodárstva. Väčšina závodov vyrábajúcich čistý vodík má povahu výskumných, vývojových a testovacích zariadení. Pri súčasnej technológii sa stále väčšina energie použitej pri výrobe premieňa na odpadové teplo a iba malá časť sa využije na skutočnú výrobu vodíka. Na to aby sa vodík v týchto odvetviach hospodárstva stal životaschopnou alternatívou, sú potrebné výrobné závody, ktoré by v priemyselnom meradle vyrábali elektrolýzou čistý vodík.
Ak sa to však podarí, niektoré krajiny s obrovským potenciálom pre obnoviteľnú elektrinu (napr. Laos, slnečné krajiny v Afrike, na Islande), ktoré nie sú schopné priamo využívať alebo prepravovať elektrinu vyrobenú z obnoviteľných zdrojov, môžu vyrábať vodík a stať sa čistými vývozcami podobnými súčasným vývozcom zemného plynu.
Zdroj: IEA (2019), „The Future of Hydrogen„, IEA, Paris https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
Využitie vodíka
Ak sa nám podarí vyrobiť zelený – ekologický – vodík dostatočne efektívne a teda lacno, bude potrebné ním v prvom rade nahradiť spotrebu vodíka všade tam, kde sa dnes využíva hnedý – neekologický – vodík. Zeleným vodíkom môžeme nahradiť hnedý vodík používaný v oceliarskom, chemickom a rafinérskom priemysle.
Na významné zníženie ekologického zaťaženia potrebujeme v rôznych odvetviach hospodárstva využívať zelený vodík v enormných množstvách. V prípade dostupnosti čistého vodíka ( t.j. vodíka, ktorý nie je vyrobený z fosílnych palív a nevytvára preto uhlíkovú stopu) možno uvažovať o jeho využití aj v ďalších sektoroch a to najmä vo výrobe tepla, energetike a niektorých druhoch dopravy. Môže tiež nahradiť zemný plyn používaný na výrobu tepelnej energie na vykurovanie budov všade tam, kde je už vybudovaná potrebná infraštruktúra.
V energetickom priemysle možno vodík a amoniak použiť v plynových turbínach na zvýšenie flexibility energetického systému. Vodík je tiež jednou z hlavných možností skladovania obnoviteľnej energie a pravdepodobne jediným efektívnym riešením dlhodobého skladovania elektrickej energie. Na rozdiel od v súčasnosti známych batérií, v ktorých je dĺžka uskladnenia elektriny pomerne krátka (max. týždne), môže vodík efektívne uskladniť energiu celé mesiace.
Vodík v doprave
Ekonomický výpočet rozhodne, v akých druhoch dopravy môže byť využitie vodíka efektívne. Konkurencieschopnosť osobných automobilov na vodíkové palivové články závisí od nákladov na články a nákladov na vybudovanie infraštruktúry na doplňovanie paliva.
V tomto prípade by výstavba obrovskej infraštruktúry porovnateľnej s dnešnou sieťou čerpacích staníc bola oveľa nákladnejšia ako výstavba nabíjacej infraštruktúry, ktorá je založená na existujúcej energetickej sieti. Kdekoľvek však existuje centralizovaná infraštruktúra na dopĺňanie energie (napríklad lodná a letecká doprava (námorné prístavy, letiská) a v menšej miere železničná) a kde je používanie iných palív s nízkymi emisiami z ekonomických alebo praktických dôvodov obmedzené, bude mať vodíkové palivo šancu.
V porovnaní s batériovými elektrickými automobilmi, hlavnou výhodou osobných automobilov na vodík je o niečo väčší dojazd. Ten je však kompenzovaný významne lepšie rozvinutou nabíjacou infraštruktúrou, ktorú možno ďalej relatívne jednoduchým spôsobom rozširovať. Na druhej strane dojazd elektrických automobilov sa neustále zvyšuje a dojazd vyše 400 km dnes už nie je zriedkavosťou. Batériové elektrické automobily zostanú najlepšou voľbou pre osobné vozidlá, ale vodík, ak pochádza z čistej výroby, sa nepochybne použije v mnohých oblastiach a výrazne zlepší stav našej planéty.
