Vybouchne vodík, nebo ne?

14.4.2014

VODÍK  Třaskavý plyn by se mohl stát cennou surovinou, ale i slepou uličkou.

Jestli dnes existuje nějaká automobilová laboratoř, je to Kalifornie, stát internetových milionářů milujících technologické hračky. Letos jejích možností hodlá využít nově korejský Hyundai. Jako první nabídne řidičům ve Spojených státech možnost koupit si úřady schválený a sériově vyráběný vůz na vodíkový pohon.

Honda FCX Clarity byla prvním automobilem s palivovými články, který si mohl běžný člověk pořídit formou dlouhodobého pronájmu.
Honda FCX Clarity byla prvním automobilem s palivovými články, který si mohl běžný člověk pořídit formou dlouhodobého pronájmu.

Model ix35 bude k dostání pouze na leasing za tři tisíce dolarů (60 tis. Kč) předem a poté 499 dolarů (10 tisíc Kč) měsíčně. V ceně je neomezené palivo a servis vozu po celou dobu jeho životnosti.

Jde o upravenou verzi běžného vozu, i s podobnými vlastnostmi. Palivo se do něj tankuje jako do běžného vozu benzín, tedy během několika minut. Dojezd je nad 500 kilometrů, takže řidiče by nemělo děsit, že nikam nedojedou. Nevýhodou je, že čerpacích stanic je v Kalifornii deset, a to jde o stát s rozlohou větší než Německo.

Hyundai je první, kdo prodává vodíkové vozy, ale v oboru se činí i další. Například Toyota nebo Honda, průkopník využití vodíku. Firmy využívají každá trochu jinou technologii. Hyundai například využívá složitější, ale u hybridních vozů vyzkoušenou kombinaci „motoru“ (vodíkových palivových článků) s bateriemi. Vodík se v článku slučuje s kyslíkem na vodu za uvolnění energie, která pohání elektromotor.

Hlavní ale bude cena. Řada velkých automobilek už postavila fungující prototypy vodíkových vozů, jež měly jedno společné: byly nejdražšími modely dané značky. Vývojářům se prý daří situaci měnit. Zástupci Toyoty například uvádějí, že se jim podařilo od zahájení jízdních zkoušek svých vozů snížit cenu vodíkových článků o 95 procent. (Přesná čísla bohužel nesdělují.)

Ve větru

Vývoj navíc nestojí jen na automobilkách. Německé firmy vidí ve vodíku možný lék na nestálost obnovitelných zdrojů. Například větrníky na severu Německa zhruba pětinu času jen nečinně stojí ve větru. Vyráběly by totiž více energie, než je v danou chvíli potřebné. Nejenže by byl problém elektřinu prodat, ale také by ohrožovala stabilitu elektrické sítě.

Co tedy s vyrobenou energií? Jeden nápad je, využít ji k rozkladu vody na vodík a kyslík. Vodík by se pak uskladnil na pozdější použití. V době vyšší poptávky jej mohou spalovat automobily s vodíkovými články, nebo dokonce elektrárny s turbínami určenými pro spalování vodíku.

Celková účinnost procesu je zhruba jen 50 procent, ale vodík má své praktické výhody. Věděli bychom například, kam s ním: do stávajících plynovodů. Kdyby ho například bylo v německých plynovodech jen pět procent celkového objemu, mohl by se v potrubích a zásobních tancích schovat ekvivalent zhruba 130 terawatthodin elektřiny, což je čtvrtina německé roční spotřeby. Zatím jde jen o teorii, ale určitě zajímavou, protože by odpadla alespoň část jinak kolosálních nákladů na budování vodíkové infrastruktury.

Jak ho oddělit

V Německu už ovšem probíhají provozní zkoušky menších systémů pro vývoj vodíku z přebytečné elektřiny z obnovitelných zdrojů. Zatím je na světě jenom zkušební prototyp s příkonem řádově do deseti kilowattů, větší (stokilowattové) verze už by měly být podle informací výrobců, třeba Siemensu, alespoň v prototypové výrobě.

Jejich ceny jsou astronomické. Pohybují se kolem 10 tisíc eur za instalovaný kilowatt výkonu (nový Temelín by měl vyjít na 4000 eur za kW). A problémy nejsou jen finanční. Technicky k tomu vodík hned rozhodně není zralý. Nejde jen o pořizovací náklady, problémy jsou i subtilnější. Stávající elektrolytické systémy obvykle několik minut „nabíhají“, takže nejsou schopné dostatečně rychle reagovat na výkyvy v dodávkách elektřiny z obnovitelných zdrojů.

Velké naděje se vkládají do systému využívajícího místo tekutého elektrolytu tzv. protonové výměnné membrány. V nich jsou elektrody odděleny porézním tuhým materiálem. Systémy tohoto typu mají být účinnější a rychlejší, nevýhodou naproti tomu je nutná údržba membrán.

Jednotky by ovšem mohly být tak pružné, aby efektivně mohly fungovat i jako srdce čerpacích stanic pro vodíková auta. Vyráběly by vodík z levnější, „přebytečné“ elektřiny a běžné vody z kohoutku. Odpadly by tak náklady na vybudování infrastruktury k dopravě a skladování vodíku.

Plyn pro chemiky

I když výhledy jsou tedy nejisté, má vodík tu výhodu, že není jen palivem, ale také surovinou pro chemický průmysl. V tomto případě platí, že odběratelé mají větší požadavky na kvalitu (čistotu plynu), ale zato jsou ochotni zaplatit poněkud vyšší cenu než výrobci energií nebo domácnost. Dnes se vodík pro chemiky získává převážně ze zemního plynu.

Nabízí se i možnost prodávat vodík s oxidem uhličitým. Skleníkový plyn, za jehož vypouštění evropští provozovatelé elektráren musí platit, by mohl v kombinaci s vodíkem sloužit k výrobě oxidu uhelnatého, tj. CO (a vody jako „odpadu“), a ten by se dal použít jako výchozí surovina k výrobě sloučenin důležitých v organické chemii, třeba k výrobě plastů.

Tento koncept prověřuje od října 2013 futuristický projekt nazvaný CO2RRECT v Severním Westfálsku, který bude zdrojem CO2. Experiment ověřuje, zda výroba energií nabitého plynu z přebytečné elektřiny vyhovuje požadavkům chemického průmyslu na stabilitu a přesnost dodávek. Výsledky nemůžeme čekat dříve než v roce 2015.

❞ Vodík není jen palivo, ale také surovina pro chemický průmysl.

130 TWh čili dvojnásobek roční spotřeby elektřiny v ČR, by se dalo realisticky uložit v německých plynovodech a zásobnících.

1000 eur stojí výroba jedné kilowatthodiny v demonstračním projektu v Německu.


Neškodnost emisí z vodíkových vozů Hyundai ukázal na své expozici v Londýně, kde vodní pára, vznikající v palivovém článku modelu ix35, „pohání“ malou hydroponickou farmu a dodává vodu do akvária s živými rybičkami.
Neškodnost emisí z vodíkových vozů Hyundai ukázal na své expozici v Londýně, kde vodní pára, vznikající v palivovém článku modelu ix35, „pohání“ malou hydroponickou farmu a dodává vodu do akvária s živými rybičkami.

JAK JEZDÍ...

„Vodíkový“ Hyundai ix35 má výkon rovných 100 kW, tj. 136 koní. Technické parametry dávají tušit, že jde o usedlejší vůz: z 0 na 100 km/h zrychlí za 12,5 sekundy, nejvyšší rychlost je 160 km/h. Nádrž má kapacitu 5,6 kg, přičemž normovaná spotřeba činí 0,95 kg H2 na sto ujetých kilometrů.

Podle názorů recenzentů se vodíkový vůz chová v podstatě jako vůz klasický. Je ovšem těžší, protože jde o hybridní automobil s těžkými akumulátory, a to je hlavně při brzdění trochu znát.

Motor je zcela nehlučný a vůz je vybavený zvukovým systémem, který má při nízkých rychlostech varovat chodce. Zavazadlový prostor je poněkud menší než u běžného modelu, protože pod ním, tedy na místě rezervy, jsou nádrže na vodík.  

NÁZOR EXPERTA:

Petr Hanke, redaktor odborného časopisu Automobil

Výrobci automobilů si od tohoto zdroje pohonu, kdy je základním palivem vodík a hnací jednotkou elektromotor, slibují především nulové lokální emise CO2 a současně odpoutání se od závislosti na ropě.

Obecně se stále uvažuje o tom, že vodík bude jedním z paliv budoucnosti, zejména pro automobily jezdící na delší vzdálenosti. Tato budoucnost je však i přes reálnou funkčnost automobilů s touto technologií relativně vzdálená. Za největší omezení se považuje chybějící infrastruktura vodíkových čerpacích stanic. 

Autor: spe

Svět plný energie > Zajímavosti > Vybouchne vodík, nebo ne?

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt:

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt: