Analytik Mesík: Nápad vyrábať vodík pre dopravu je nezmyselný
Produkovať vodík pre účely viacerých odvetví je veľmi nehospodárne, prízvukuje analytik globálnych trendov a rizík Juraj Mesík. „Na severe Európy snívali o škandinávskej vodíkovej diaľnici. Aj Kalifornia mala takú víziu. Zostalo len pri úvahách, lebo by to skutočne bolo finančne výrazne nákladné, ekonomicky nevýhodné,“ podčiarkol.
Vodík nie je zdroj energie, ale jej nosič. Ako sa to dá vysvetliť laikom?
Vodík je najrozšírenejší prvok vo vesmíre, tvorí až tri štvrtiny kozmu. Na Zemi sa však nevyskytuje bežne dostupný, lebo je viazaný na množstvo látok. Najčastejšie ide o vodu a uhľovodíky. Keď vodík dokážeme získať, potom v reakcii s kyslíkom dochádza k uvoľňovaniu energie. Čiže vodík sa dá využiť ako zdroj energie, ale najprv musíme investovať energiu do jeho získania. Fungovať môže ako uskladňovateľ energie.
Kde sa využíva vodík?
V priemysle napríklad v rafinériách pri spracovaní ropných produktov, pri výrobe plastov. Vodík sa vyrába hlavne z metánu, náročným chemickým postupom. V tomto procese vzniká oxid uhličitý, ktorý je nežiaducou látkou, pretože spôsobuje klimatické zmeny. Existuje aj iný postup výroby vodíka – elektrolýza, ktorá nezaťažuje životné prostredie emisiami oxidu uhličitého.
Jeremy Rifkin, niekdajší poradca šéfa Európskej komisie Romana Prodiho, v knihe takmer spred dvoch desaťročí predpokladal, že už okolo roku 2010 by mohli jazdiť autá na vodík. Prečo mu nevyšiel odhad?
Automobily poháňané vodíkom sa vyrábali už pred sto rokmi. Nie je problém využiť vodík ako palivo v spaľovacom motore. Problém je vyrobiť ho, stlačiť, uskladniť. Je to totiž príliš drahé a nepraktické pri porovnaní s benzínom alebo s naftou v spaľovacom motore, prípadne s elektromotorom napájaným z batérie. Nápad s vodíkom v automobilovom priemysle neuspel, pretože by to bolo veľmi drahé.
Dôvodom by bola vysoká cena áut?
Hlavný problém je inde. Vznikli by vysoké náklady na vybudovanie rozsiahlej infraštruktúry vodíkových čerpacích staníc. Po desaťročiach snívania o vodíkovej ekonomike ich je Nemecku v súčasnosti len niečo málo viac ako 80. Nabíjačiek na elektromobily je len v Bratislave viac, v celej Európe 600-tisíc, prirátajme milióny elektrických zásuviek v garážach. Do konca tohto roku by malo byť v Nemecku dovedna okolo 100 čerpacích staníc na vodík. V krajine, ktorá má 80 miliónov obyvateľov… Podobný pohľad je na Kaliforniu, 40-miliónový a najbohatší americký štát, kde ich je iba zhruba 50.
Existuje krajina, ktorá sa zamerala na výrobu vodíka?
Na Islande, ktorý má veľké zdroje geotermálnej energie, vznikol v roku 1999 vodíkový program. Spočíval v tom, že do roku 2020 bude islandskú ekonomiku poháňať vodík a krajina ho začne vyvážať do zahraničia. Uplynuli dve desaťročia, nič z toho sa neudialo.
Aká stará je vlastne myšlienka využívať vodík?
Sníval o tom už Jules Verne v knihe Tajuplný ostrov, ktorá vyšla v roku 1853. Zhruba pred sto rokmi mal dôležitú prednášku na univerzite v Cambridgei britský vedec John Scott Haldane, ktorý hovoril o predstave, že veterné elektrárne budú generovať prúd, aby sa použil na výrobu vodíku elektrolýzou vody. Prešlo veľa času, ale nič sa výrazne nepohlo. Na severe Európy snívali o škandinávskej vodíkovej diaľnici. Aj Kalifornia mala takú víziu. Zostalo len pri úvahách, lebo by to skutočne bolo finančne veľmi nákladné, ekonomicky nevýhodné. Využitie vodíka v doprave navyše odsunul na vedľajšiu koľaj rozvoj v inej oblasti.
V akej?
Oveľa ďalej zašiel rozvoj batériových technológií. Trend jednoznačne smeruje k elektrickej mobilite – nie však na báze vodíka, ale batérií. Energetická hustota batérií sa výrazne zväčšila. Ak mala kedysi batéria v automobile až okolo 500 kilogramov, v súčasnosti váži batéria s rovnakou kapacitou o polovicu menej. Niekoľkonásobne v posledných 15 rokoch klesla cena za uskladnenie jednej kilowatt hodiny v batérii. V tomto smere vodík nedokázal konkurovať.
Minister hospodárstva Richard Sulík prišiel s ideou vyrábať vodík v atómových elektrárňach, od čoho si sľubuje využitie v lokomotívach na železnici.
Technicky je to možné, ale nedáva to logiku. Energeticky a ekonomicky je to totiž nezmyselná idea.
Prečo?
Predstavme si, že chceme vlak poháňať vodíkom. Môžeme ho získať elektrolýzou vody. Pri nej sa stratí 30 percent vloženej energie. Ďalšie straty energie predstavuje kompresia vodíka a jeho doprava a uskladnenie, pri ktorom je potrebné používať špeciálne materiály. Vodík je najmenšia molekula, ľahko uniká. Preto oceľové nádoby, v ktorých sa uskladní, treba zabezpečiť špeciálnymi materiálmi. Okolo 20 percent energie vodíka sa stráca, než sa dostane do vlaku. Čiže už je to dovedna strata 50 percent pôvodne vloženej energie. Keď sa vodík spaľuje, aby slúžil na poháňanie motora, stratí sa už zo zmenšeného množstva energie ešte 70 percent energie. Iná možnosť je využiť vodíkový článok, čo je technické zariadenie, ktoré umožňuje produkovať elektrickú energiu, ktorá poženie elektromotor. Pri tomto článku sa však stráca približne 30 percent energie. Výsledok je veľmi zlý v oboch prípadoch.
Konkrétne?
Stratili ste 80 percent energie, odkedy sa vodík dostal na elektródu počas elektrolýzy. Čiže na poháňanie použijete len pätinu z pôvodnej energie. Pri elektrickom vedení, ktoré poháňa lokomotívu alebo električku, je, naopak, využitie elektriny na úrovni 75 – 80 percent. Mimochodom, v súvislosti s vodíkom treba poukázať aj na to, aká drahá je jedna plnička. Stojí 1,5 až 4 milióny eur.
Keby EÚ dokázala vyčleniť peniaze, mohla by sa dohodnúť s Grónskom, respektíve s Dánskom na výstavbe veľkých veterných parkov a podmorských káblov.Zostane svet len pri snoch o vodíku, ako to bolo v prípade Jula Verna?
V budúcnosti môže zohrať úlohu v modernej energetike. Konkrétne na dlhodobé skladovanie prebytkov energie, ktorú vyrábajú veterné a solárne elektrárne. Pred dvoma rokmi svetoznámy vynálezca a vizionár Elon Musk inštaloval batériu s kapacitou 100 megawatt hodín. Bolo to v južnej Austrálii. Batériu dokázal postaviť za šesťdesiat dní. Mimochodom, predchádzala tomu stávka, že ak ju nestihne postaviť do sto dní, obrovskú batériu dostanú Austrálčania zadarmo. Odvtedy jej kapacitu zvýšili o 50% na 150 megawathodín. Práve v týchto dňoch ale začal Elon Musk v Kalifornii stavať skoro 10-krát väčšiu batériu v Moss Landing, jej kapacita bude 1,2 gigawatt hodín! Táto obria batéria bude spustená do prevádzky na jar 2021. Batérie sú ekonomicky veľmi efektívne pri opakovaní cyklov nabíjania a vybíjania, keď cez deň svieti slnko, po zotmení prichádza večerná a potom raňajšia špička spotreby elektriny. V lete, keď je veľa slnečného svitu a chceme uložiť energiu získanú z fotovoltických elektrární na zimné obdobie krátkych dní, môže nájsť uplatnenie aj vodík. Toto však neplatí o Slovensku.
Prečo?
Na našom území nie sú žiadne veterné elektrárne a tunajšie solárne dosahujú minimálny výkon. Ak sa chce pán minister Sulík zmysluplne zaoberať vodíkom, musí mať Slovensko prebytočnú energiu z obnoviteľných zdrojov.
Solárne panely v obrovských počtoch by mohli v budúcnosti nahradiť klasickú energetiku – to ste naznačili v jednom vašom texte ešte z roku 2005. Je reálne, že jedného dňa budú ľudia bežne vykurovať svoj dom takým spôsobom?
V súvislosti s vodíkom treba poukázať aj na to, aká drahá je jedna plnička. Stojí 1,5 až 4 milióny eur.Technologicky je to reálne a v slnečných lokalitách a krajinách je to už aj ekonomické. Ceny fotovoltických panelov výrazne klesli v porovnaní s obdobím spred 15 až 20 rokov. Niekoľkonásobne. Aj cena veternej elektriny výrazne padla. Počas prvého polroka 2020, čiže v čase koronakrízy, nastalo vôbec prvýkrát v Európe, že nám obnoviteľné zdroje energie dodali viac elektriny ako uhlie. Napríklad v Španielsku klesla výroba v uhoľných elektrárňach takmer až o 70 percent, v Nemecku zhruba o 40 percent. Dôvod je hlavne ekonomický. Elektrina z obnoviteľných zdrojov je totiž podstatnejšia lacnejšia ako z uhlia. V najvyspelejších štátoch sveta už pribúdajú domy, ktoré od jari do jesene dokážu byť energeticky sebestačné; batéria na uskladnenie solárnej energie stojí rádovo niekoľko tisíc eur. Odhadujem, že vývoj bude smerovať k čiastočnej energetickej nezávislosti domácností. O perspektíve sa dá hovoriť aj v prípade veternej energie.
Kde v Európe?
Napríklad v Grónsku, odkiaľ by sa dala privádzať elektrina prostredníctvom káblov. Je to krajina s obrovskou rozlohou a nesmierne veterná. Prevládajú tam silné a stabilné vetry. Keby Európska únia dokázala vyčleniť peniaze na tento zdroj elektriny, mohla by sa dohodnúť s Grónskom, respektíve s Dánskom, lebo je autonómnou súčasťou tohto štátu, na výstavbe veľkých veterných parkov. Elektrina by prúdila do členských krajín EÚ cez podmorské káble. Zaujímavé možnosti existujú vo viacerých ďalších častiach sveta.
Napríklad?
V Austrálii, ktorá by mohla zásobovať juhovýchodnú Áziu elektrinou, tiež cez diaľkové podmorské rozvody. Nie však veternou energiou. Veľkú časť kontinentu pokrývajú púšte so silným slnečným žiarením, Austrálčania by teda mohli na tomto území postaviť solárne elektrárne. Odbočili sme však od vodíka, ku ktorému sa ešte treba vrátiť.
V akom zmysle?
Veľké podniky, ako sú Duslo Šaľa a Slovnaft v Bratislave, by mohli zvážiť, verím, pre nich výhodný projekt. Vodík sa totiž používa pri výrobe hnojív a v petrochemickom priemysle pri spracovaní ropy a výrobe plastov. Pre obidva podniky by malo význam, keby si vodík samy vyrábali. Elektrolýzou. Nemuseli by ho produkovať zo zemného plynu, za ktorý jednak platia, jednak ide o výrobný proces, pri ktorom vznikajú emisie oxidu uhličitého. Keby sa Duslo Šaľa a Slovnaft dohodli s okolitými poľnohospodármi na výstavbe veterných fariem s výkonmi povedzme v rozpätí 200 až 300 megawattov, pokryli by svoje potreby elektriny a prebytky energie by mohli využiť na výrobu vodíka. V okolí Slovnaftu fúka vietor podobne ako pri Schwechate. Kým pri slovenskej rafinérii sú len komíny, pri rakúskom letisku funguje viac ako sto veterných vrtúľ.
Juraj Mesík
- Narodil sa vo Zvolene. Vyštudoval medicínu na lekárskej fakulte v Martine.
Source: Analytik Mesík: Nápad vyrábať vodík pre dopravu je nezmyselný – Rozhovory – Žurnál – Pravda.sk
