V posledných rokoch krajiny na celom svete podporujú rozvoj vodíkovej energetiky nebývalým tempom. Podľa správy, ktorú spoločne vydala Medzinárodná komisia pre vodíkovú energiu a spoločnosť McKinsey, viac ako 30 krajín a regiónov zverejnilo plán rozvoja vodíkovej energie a globálne investície do projektov vodíkovej energie dosiahnu do roku 2030 300 miliárd amerických dolárov.
Vodíková energia je energia uvoľňovaná vodíkom v procese fyzikálnych a chemických zmien. Vodík a kyslík sa dajú spaľovať na výrobu tepelnej energie a pomocou palivových článkov sa dajú premeniť aj na elektrinu. Vodík má nielen širokú škálu zdrojov, ale má aj výhody dobrej tepelnej vodivosti, čistoty a netoxickosti a vysokej tepelnej kapacity na jednotku hmotnosti. Tepelný obsah vodíka pri rovnakej hmotnosti je približne trikrát vyšší ako v benzíne. Je dôležitou surovinou pre petrochemický priemysel a palivom pre raketové systémy. S rastúcou výzvou na riešenie klimatických zmien a dosiahnutie uhlíkovej neutrality sa očakáva, že vodíková energia zmení ľudský energetický systém.
Vodíková energia je uprednostňovaná nielen kvôli nulovým emisiám uhlíka v procese uvoľňovania, ale aj preto, že vodík sa môže použiť ako nosič energie na kompenzáciu volatility a prerušovanosti obnoviteľných zdrojov energie a na podporu ich rozsiahleho rozvoja. Napríklad technológia „elektriny na plyn“, ktorú propaguje nemecká vláda, má za cieľ vyrábať vodík na uskladnenie čistej elektriny, ako je veterná a solárna energia, ktorú nemožno včas využiť, a prepravovať vodík na dlhé vzdialenosti na ďalšie efektívne využitie. Okrem plynného stavu sa vodík môže vyskytovať aj v kvapalnom alebo tuhom hydride, ktorý má rôzne spôsoby skladovania a prepravy. Ako vzácna „spojovacia“ energia dokáže vodíková energia nielen realizovať flexibilnú premenu medzi elektrinou a vodíkom, ale aj vybudovať „most“ na prepojenie elektriny, tepla, chladu a dokonca aj tuhých, plynných a kvapalných palív, aby sa vybudoval čistejší a efektívnejší energetický systém.
Rôzne formy vodíkovej energie majú viacero scenárov uplatnenia. Do konca roka 2020 sa celosvetové vlastníctvo vozidiel na vodíkové palivové články zvýši o 38 % v porovnaní s predchádzajúcim rokom. Rozsiahle využitie vodíkovej energie sa postupne rozširuje z automobilového priemyslu do ďalších oblastí, ako je doprava, stavebníctvo a priemysel. Pri použití v železničnej doprave a lodiach môže vodíková energia znížiť závislosť diaľkovej a vysokonákladovej dopravy od tradičných palív z ropy a plynu. Napríklad začiatkom minulého roka spoločnosť Toyota vyvinula a dodala prvú várku systémov vodíkových palivových článkov pre námorné lode. Pri použití v distribuovanej výrobe môže vodíková energia dodávať energiu a teplo pre obytné a komerčné budovy. Vodíková energia môže tiež priamo poskytovať účinné suroviny, redukčné činidlá a vysokokvalitné zdroje tepla pre petrochemický, železiarsky, hutnícky a iný chemický priemysel, čím účinne znižuje emisie uhlíka.
Avšak, ako druh sekundárnej energie, vodík nie je ľahké získať. Vodík sa nachádza prevažne vo vode a fosílnych palivách vo forme zlúčenín na Zemi. Väčšina existujúcich technológií výroby vodíka sa spolieha na fosílnu energiu a nedokáže sa vyhnúť emisiám uhlíka. V súčasnosti technológia výroby vodíka z obnoviteľných zdrojov energie postupne dozrieva a vodík s nulovými emisiami uhlíka je možné vyrobiť z obnoviteľných zdrojov energie a elektrolýzy vody. Vedci tiež skúmajú nové technológie výroby vodíka, ako je solárna fotolýza vody na výrobu vodíka a biomasy na výrobu vodíka. Očakáva sa, že o 10 rokov sa začne s demonštráciou jadrovej technológie výroby vodíka, ktorú vyvinul Inštitút jadrovej energie a nových energetických technológií Univerzity Tsinghua. Okrem toho reťazec vodíkového priemyslu zahŕňa aj skladovanie, prepravu, plnenie, aplikáciu a ďalšie články, ktoré tiež čelia technickým výzvam a nákladovým obmedzeniam. Napríklad skladovanie a preprava majú nízku hustotu a pri normálnej teplote a tlaku ľahko unikajú. Dlhodobý kontakt s oceľou spôsobí „vodíkové krehnutie“ a jej poškodenie. Skladovanie a preprava sú oveľa náročnejšie ako uhlie, ropa a zemný plyn.
V súčasnosti je v mnohých krajinách výskum nových vodíkových technológií v plnom prúde a technické ťažkosti sa snažia prekonať. S neustálym rozširovaním rozsahu výroby vodíkovej energie, jej skladovania a prepravnej infraštruktúry majú náklady na vodíkovú energiu tiež veľký priestor na pokles. Výskum ukazuje, že celkové náklady na reťazec vodíkovej energie sa do roku 2030 pravdepodobne znížia o polovicu. Očakáva sa, že rozvoj vodíkovej spoločnosti sa bude zrýchľovať.
Čas uverejnenia: 30. marca 2021