Je vodík nebezpečným plynem? Jak je to s jeho výbuchy a požáry? Jde o drahé palivo, které nikdy nemůže konkurovat benzínu? A jak je to s jeho výrobou? V DEVINNu jsme se zaměřili na nejčastější omyly a mýty spojené s vodíkem. A protože tento lehký plyn považujeme za palivo budoucnosti, chceme vše uvést na pravou míru.
Zřejmě nejčastější nálepkou vodíku je jeho potenciální nebezpečnost. Jak už jsme zmiňovali ve starším příspěvku věnovaném bezpečnosti vodíku, exploze vzducholodi Hindenburg či experimenty s vodíkovými bombami daly palivu stigma extrémně nestabilního a výbušného prvku.
Tuto pověst ale vodík nese z velké části neprávem. Vědec NASA Addison Bain například uvádí, že při vzniku výbuchu vzducholodi Hindenburg nehrál vodík žádnou roli. Pro srovnání – Hindenburgova sesterská vzducholoď Graf nalétala bez nehody přes milion mil.
Vodík je dnes svou bezpečností srovnatelný s fosilními palivy jako je benzín či CNG. Fyzikální vlastnosti prvku dokonce hovoří v jeho prospěch – díky své lehkosti a vyšší teplotě vznícení vodík hoří ve srovnání s jinými palivy později a v místech, která jsou člověku méně nebezpečná. Zatímco při vznícení nádrže s benzínem hoří spíše spodek vozu, potenciální požár vodíku vzniká spíše několik desítek centimetrů nad vozidlem.
Díky kvalitnímu uchování v tlakových nádobách je však pravděpodobnost vznícení velmi malá. Přestože je vodík v nádrži ukládán pod tlakem v řádu stovek barů, nádrže jsou vybaveny řadou bezpečnostních systémů, které skvěle řeší například odvětrání přetlaku. Nádrže musí projít řadou destrukčních testů, jedním z nich je například test průstřelu, bez kterého není možné nádrž užívat.
Vodík má oproti ostatním palivům také nespornou výhodu v tom, že není jedovatý pro člověka, ani pro přírodu. „Samotný vodík není nebezpečný ani toxický, nejsou prokázány negativní účinky při dýchání, ani při kontaktu s faunou. Je třeba si uvědomovat rizika, která se s vodíkem pojí stejně jako s každým jiným palivem – mít z něj respekt, ale ne strach,“ dodává Karel Souček, ředitel vývoje DEVINN.
Dalším z často opakovaných mýtů je tvrzení, že není úplně jednoduché vyrobit a je tedy jako palivo drahý a náročný k získání. Ani toto ale není zcela přesné.
Vodík je možné vyrobit hned několika způsoby, přičemž metoda výroby má samozřejmě na finální cenu vodíku vliv. Základní možností, která díky své jednoduchosti skýtá skvělé možnosti, je elektrolýza. A ano, jedná se skutečně o onen pokus z hodin chemie na základní škole, kde se pomocí dvou elektrod ponořených do nádoby rozkládá voda na molekuly vodíku a kyslíku.
Tato metoda je velmi ekologická, zároveň z hlediska účinnosti nejméně ekonomická – účinnost tohoto procesu se pohybuje okolo 55–60 %, na výrobu jednoho kilogramu vodíku pomocí elektrolýzy je třeba 60 kWh energie.
Cenou za nižší účinnost tohoto procesu je nezávislost na lokalitě – tímto způsobem je možné vyrobit vodík kdekoli, kde je voda a elektrická energie. Elektrolýza tak může sloužit jako proces uložení elektrické energie: pomocí elektřiny vyrobené ze solární či vodní elektrárny můžeme vyrobit vodík, který lze později použít jako palivo například v našem vodíkovém generátoru H2BASE. Ideální je tato metoda také pro využití přebytečné elektrické energie v rámci přenosové sítě.
Zejména z ekonomických důvodů však dnes zhruba 95 % světové vodíkové produkce vzniká při parním reformingu zemního plynu, při kterém vzniká tzv. šedý vodík. Tato metoda je ale obecně na ústupu zelenějším formám výroby paliva, které začínají získávat i podporu mezinárodních organizací v čele s Evropskou unií. Podporu získává hlavně zelený vodík, vzniklý pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů.
Vodík také vzniká jako vedlejší produkt mnoha procesů v petrochemickém průmyslu, přičemž takový vodík často není efektivně zužitkován přes jeho poměrně velké množství.
Jak je to ovšem se skladováním vodíku? I kolem něj panuje mnoho mýtů o složitosti a materiálové náročnosti.
Standardní a zároveň nejsnadnější způsob ukládání je metoda pouťového balónku, kdy pod tlakem v řádu stovek barů vodík naženeme do tlakové nádoby. Tyto zásobníky jsou díky desítkám let vývoje technologicky velmi vyspělé a v praxi nejsnáze použitelné.
Častou námitkou na skladování v tlakových nádržích je údajné unikání vodíku kvůli malé velikosti molekuly – ani to už ale dávno není pravdou: „Historicky se jednalo o problematickou disciplínu, dnes je problém vyřešen moderními materiály a postupy – únik je pod měřitelnou hodnotou,“ vyjadřuje se k dalšímu z mýtů Karel Souček.
Vodík tak můžeme pomocí elektrické energie vyrobit a na neomezeně dlouhou dobu uložit do tlakové nádoby, kde palivo nijak nedegraduje ani neuniká. Žádné konvenční palivo podobné vlastnosti nemá, a právě to z vodíku činí palivo budoucnosti.
Pro velkoobjemové skladování a přepravu je vhodné vodík hluboce podchladit a zkapalnit. Hustota energie uložená v kapalném vodíku je obrovská, nicméně se jedná o technologicky náročné chladící zařízení a je třeba neustále dochlazovat, protože okolí obsah stále zahřívá.
Pro aplikace s nízkou energetickou náročností je velmi perspektivní metoda ukládání do sloučenin kovů – tzv. hydridy, kdy se vodík naváže na molekuly kovů a vodík se tak přepravuje ve formě kovového prášku, je zde tedy výborná bezpečnost a tankování, nicméně hustota energie je horší, než u tlakového skladování.
Zobrazit všechny
