Vodík jako zdroj energie

Vodík – prvek budoucnosti

Vodík bude zdrojem energie budoucnosti. Má v záloze řešení nejdůležitějších úkolů a největších výzev pro příští generace. Vodíkem se dá zcela ekologicky zajistit globální zásobování energií, aniž by došly zdroje, neboť vodíku je dostatek

• Vodík je s 98 % výskytu nejčastější prvek vesmíru. Vodík tvoří převážnou část hmoty ve vesmíru.
• Vodík je nejjednodušší ze všech prvků, je bez barvy, zápachu a chuti a je 14krát lehčí než vzduch. Vodík kapalní při -252,9 °C.
• V reakci s kyslíkem je vodík za uvolnění energie spalován pouze na vodu. Tato reakce neprodukuje žádné emise, jako je tomu například v případě uhlíku, hlavního původce změny klimatu. Vodík je tedy čistý a zároveň velmi efektivní zdroj energie.
• Ale: Vodík se v přírodě prakticky nikdy nevyskytuje izolovaně, ale pouze ve sloučeninách s jinými prvky. Nejčastější sloučeniny jsou s uhlíkem ve formě zemního plynu a s kyslíkem ve formě vody. Aby bylo možné využít vodík, musí být izolován.

Výroba vodíku

Velká část vyráběného vodíku (48 %) pochází v současné době z úpravy zemního plynu. Pouze 4 % vodíku se dnes získávají z čisté elektrolýzy, při které je voda za přívodu elektrické energie rozložena na své elementární součásti, vodík a kyslík.

• K získání jednoho metru krychlového vodíku pomocí elektrolýzy je zapotřebí 4,8 kWh elektrické energie. V budoucnu by mohl být vodík získáván výhradně pomocí obnovitelné energie, jako je větrná a solární.
• Kolem 95 % v současnosti vyráběného vodíku je ihned využíváno ve spotřebitelském průmyslu.
• Celosvětově se vyráběné množství vodíku v současnosti pohybuje ročně kolem 45 milionů tun a stačilo by na pohon 250 milionů vozidel.
• Vodík bude pokrývat spotřebu energie budoucnosti. Dnešní celková výroba však představuje pouhé 1 % spotřeby energie lidstva.

Technologie palivových článků

Palivový článek je vodíkovou technologií budoucnosti. V palivovém článku se vodík a kyslík spojí do jedné sloučeniny a uvolní přitom velké množství energie. Jako vedlejší produkt této reakce vzniká pouze voda.

• S využitím vodíku jako zdroje energie je nejen spojena ekologicky absolutně nezávadná forma získávání energie, ale otevírají se i nové možnosti uplatnění na trhu. Vodík může sloužit jako náhrada motorové nafty a benzinu v silničním provozu a může být využíván i k mobilnímu provozu elektronických přístrojů a k výrobě elektrické energie a zásobování energií z vodíku.
• Uskutečnění tak rozsáhlého zásobování energií ve všech oblastech života je velkým, ale realistickým krokem. Vzniklo by tak vodíkové hospodářství, ve kterém by se spojila výroba vodíku, zásobování vodíkem a odbyt vodíku.

Vodíkové hospodářství

Realizace vodíkového hospodářství vyžaduje četná řešení a úspěšné zvládnutí nejrůznějších úkolů:

• Musí se podařit nalézt ekonomické metody pro izolaci, odbyt a využití vodíku, neboť největší problém spočívá v tom, jak zpřístupnit vodík každému.
• Ještě není přesně známo, jak bude vybudována infrastruktura, ve které každý uživatel v budoucnu natankuje vodík tak samozřejmě jako dnes benzin. Ještě netušíme, jaké konkrétní požadavky vyplynou na stávající průmyslovou infrastrukturu.
• Musí se podařit snížit náklady elektrolýzy na takovou hodnotu, že se bude vyplácet tuto formu výroby vodíku realizovat, jako je tomu například při využití zemního plynu.
• Ještě není známo, do jaké míry budou lidé v budoucnu akceptovat nové zdroje energie.
• Aby byl vodík veřejností přijat, je nezbytné zorganizovat široce pojatou osvětovou kampaň o této technologii. Tato osvěta musí být prováděna napříč celým spektrem obyvatelstva. Je tedy nutné, aby průmysl a jednotlivé vlády spolupracovaly ve všech těchto oblastech.

Zásobování vodíkem

Společnost Air Products již dnes nabízí řešení pro zásobování vodíkem tak, aby byl vodík řešením energetických potřeb zítřka. Pro společnost Air Products začala budoucnost vodíku už před 50 lety; až tak daleko do minulosti můžeme teď pohlédnout, když se jedná o vývoj technologií na výrobu vodíku a příslušných systémů zásobování.

• Společnost Air Products se účastní veškeré vývojové činnosti, která je nutná k využitelnosti vodíku jako zdroje energie: výroby, dopravy, skladování, plnění a infrastruktury.
• Společnost Air Products instalovala po celém světě více než 1 200 zařízení na získávání a skladování vodíku, 27 úpravárenských zařízení a vodíkových potrubí o celkové délce 550 km.
• Ročně vyrobí společnost Air Products okolo 1,25 milionů tun vodíku.
• V Rotterdamu má společnost Air Products první technické velkozařízení na výrobu kapalného vodíku.
• Společnost Air Products v Evropě poskytuje vodíkovou infrastrukturu pro tankování nové generace ponorek Německého spolkového námořnictva.

• V roce 2003 dodala společnost Air Products na trh vodíkovou čerpací stanici „Series 100“. Plnicí zařízení „Series 100“ koncipovala společnost Air Products pro podniky a výzkumná zařízení, která vyvíjejí nebo již v pilotních projektech provozují vozidla s palivovými články.
• Pomocí čerpacích stanic „Series 100“ mohou uživatelé začít s výstavbou vodíkové infrastruktury a pružně a výhodně překonat stávající nedostatky. S touto čerpací stanicí je možné natankovat až 5 osobních vozidel denně.
• Vodíkovou čerpací stanicí „Series 200“ je možné natankovat až 20 osobních vozidel denně.
• Další generace čerpacích stanic byla vybudována v podobě mobilních čerpacích stanic na kolech. Ty dodají 60–150 kg vodíku při tlaku 350 bar a mohou být bez problémů podle potřeby upravovány.
• Společnost Air Products je jedním z předních dodavatelů vybavení a služeb pro oblast tankování vodíku. Poskytujeme zákazníkům komplexní řešení od koncepce až po instalaci.
• Naše portfolio služeb sahá od dodávky v obalových jednotkách přes cisternová vozidla s plynným nebo kapalným vodíkem až po systémy pro výrobu vodíku úpravou nebo elektrolýzou v místě odběru plynu.
• Jako aktivní a uznávaný člen četných výborů jako například European Integrated Hydrogen Project II (EIHP II) se společnost Air Products podílí na vývoji směrnic a standardů pro využití vodíku a těší se vynikající mezinárodní pověsti v oblasti bezpečnosti.
• Službou „know-H₂ ow“ poskytuje společnost Air Products rozsáhlé bezpečnostní školení o vodíku, který je v rozmanitých podobách využíván zákazníky z vědy i průmyslu. Pracovníci společnost Air Products provádějí školení o manipulaci, vývoji a provozu systémů na základě vodíku, a to od instalace až po provoz zařízení.