Jaderné elektrárny mohou vyrábět vodík pro čistější dopravu

Na nástup vodíkové ekonomiky se připravuje i Česká republika

Ve světové vědecké komunitě existuje již více-méně globální shoda, že současné hospodářství založené na energii z uhlovodíkových fosilních paliv je jak ekonomicky tak ekologicky dlouhodobě neudržitelné. Jako jedna z nejslibnějších alternativních variant se nabízí tzv. vodíková ekonomika, jež by měla do roku 2050 tu dnešní nahradit. V České republice se na výzkumu a vývoji kolem vodíkových technologií podílí desítka subjektů.

Na globálním oteplování se kromě energetiky podílí velkou měrou i doprava. V Evropské unii tvoří více než pětinu emisí CO2, v České republice asi osminu. Globální vyhlídky také nejsou uklidňující. V roce 1996 brázdilo svět odhadem 670 miliónů vozidel. O deset let později je to již 750 miliónů, přesto je to statisticky jen jeden automobil na 11 osob. V návaznosti na ekonomický růst Číny, Indie a zemí Latinské Ameriky se přitom očekává, že do roku 2050 se počet vozidel až trojnásobí. A nesmíme zapomínat ani na leteckou dopravu – ta se na emisích CO2 v dopravním sektoru podílí asi z jedné šestiny. Celkově doprava přitom v Evropské unii spotřebuje přes 70 % veškeré ropy. O tom, že si závažnost problému uvědomuje nejen úzká komunita vědců, svědčí snaha jak států tak soukromých společností investovat do výzkumu a vývoje v oblasti alternativních paliv. Největší naděje se přitom vkládají právě do vodíku.

Za posledních deset let se k rozvoji vodíkové ekonomiky přihlásily prakticky všechny rozvinuté státy. Prezident Spojených států George Bush například v roce 2003 vyčlenil na vodíkovou ekonomiku 1,2 miliardy dolarů. Evropská unie založila v roce 2004 Technologickou platformu pro vodík a palivové články, jejímž úkolem je urychlit a koordinovat aktivity spojené s využíváním vodíku jako energetického nosiče. EU vynaloží v příštích deseti letech částku EUR 2,8 miliardy pro tuto oblast. Letos v květnu inicializovalo ministerstvo průmyslu a obchodu vznik České vodíkové technologické platformy, jejímž cílem je rozvoj aktivit ve vodíkovém vývoji a výzkumu, podpora vzdělávání a v neposlední řadě běh různých demonstračních projektů. „Jedním z našich klíčových projektů je zprovoznit v Neratovicích autobus na vodíkový pohon,“ říká Luděk Janík, vedoucí oddělení vodíkových technologií Ústavu jaderného výzkumu Řež. „Již se začaly vyrábět komponenty autobusu a probíhá stavba vodíkové čerpací stanice. Testovací provoz H2 busu by měl začít v roce 2008,“ doplňuje.

Uplatnit čistou vodíkovou technologii v městské hromadné dopravě se pokouší především města v Západní Evropě – Barcelona, Berlín, Londýn či Reykjavík již mají fungující autobusové linky. Česká republika je se svým programem na rozvoj vodíkové dopravy mezi unijními nováčky pionýrem. Mohutné investice do vodíku však putují i jinde: mimo jiné v Austrálii, Číně či v Rusku. Také světové automobilky s vodíkem počítají: v letech 2010 až 2020 chtějí začít se sériovou výrobou vozidel na vodíkový palivový článek například Honda, Toyota či General Motors.

Cesta přechodu na vodíkové hospodářství ale nebude jednoduchá: u palivových článků je problémem nejen jejich vysoká cena ale zatím i nedostačující životnost (cca. 2000 - 4000 hodin, spalovací motory mají zhruba dvojnásobek). Dále se musí vzít v potaz i náklady na vybudování výrobní, skladovací a přepravní infrastruktury. Vodík kvůli svým chemickým vlastnostem vyžaduje jiné zacházení než zemní plyn, navíc se u něj počítá také s decentralizovanou výrobou přímo na místě spotřeby. Podle výpočtů General Motors by vybudování dostatečného počtu vodíkových čerpacích stanic pro první milion amerických vodíkových automobilů stálo 12 miliard dolarů. Ve Spojených státech je přitom přes 100 milionů vozidel. Také samotná vozidla na vodíkový pohon nejsou levnou záležitostí – jedná se totiž zatím jen o prototypy. Osobní automobil se pohybuje v cenové relaci od 250 tisíc dolarů, autobusy, u nichž řada zemí palivové články zavádí první, se může vyšplhat klidně i přes jeden milion eur. Například již zmiňovaný český projekt na vodíkový autobus v Neratovicích počítá s cenou na úpravu autobusu 30 miliónů korun. Nový naftový autobus lze přitom pořídit od osmi miliónů korun. S příchodem blížící se sériové výroby se dá ale očekávat, že cena klesne na hladinu srovnatelnou se současnými cenami.

Samostatnou kapitolou je výroba vodíku. V současné době je 96 % světové produkce vodíku (50 milionů metrických tun) vyráběno z fosilních paliv. Pokud bude podle plánů EU jezdit v roce 2030 na vodík již třetina nových automobilů, je nutné strukturu výroby kvůli emisím CO2 změnit. Jednou z cest je i nadále vyrábět vodík z uhlí a plynu, ale emise zachytávat a ukládat do zemského podloží. Další variantou je širší využití jaderných elektráren. Elektřina a teplo, které vyrábí se mohou využít při elektrolýze vody. Nová generace vysokoteplotních reaktorů by v budoucnu mohla vodík vyrábět za 1,5 USD/kg s využitím tzv. termochemických cyklů s vysokou účinností (až 50%), což již je cenově srovnatelné s výrobou vodíku ze zemního plynu a srovnatelné se současnými cenami benzínu. Třetí možností je využití obnovitelných zdrojů jako je větrná a sluneční energie. Větrné elektrárny by místo nárazových dodávek elektřiny do rozvodné sítě, které systém neúnosně zatěžují, mohly za příznivých meteorologických podmínek vyrábět vodík. Pokud se vodíková ekonomika opravdu rozjede, bude nespíše potřeba kombinovat všechny bezemisní způsoby výroby vodíku.

Přestože je v České republice využívání vodíku teprve v počátcích, vědci se netají ambicemi podílet se rozvoji vodíkového hospodářství na špičkové úrovni. „Současná situace by se dala přirovnat k počátkům automobilismu okolo roku 1905, kdy existovalo jen několik málo vozidel a čerpací stanice byly velkou vzácností. Je otázkou, zda tzv. vodíková ekonomika zažije podobný překotný rozvoj. Zatím se zdá, že ano, a byla by škoda, kdyby u toho Česká republika nebyla,“ shrnuje Janík. Kromě ekologických aspektů je totiž vodík přitažlivý i z politického hlediska – umožňuje v maximální míře využít domácích zdrojů energie a tím minimalizovat závislost země na vnějších dodávkách strategických surovin.

Nedýchat, jedu!

V České republice se doprava podílí na emisích CO2 z 12,5 %, rok od roku navíc objem emisí oxidu uhličitého z dopravy stoupá (od roku 1993 o téměř 90 %), především kvůli nárůstu silniční (osobní i nákladní) a letecké dopravy. V roce 2005 činily dopravní emise tohoto skleníkového plynu 1559 kg na osobu. Přestože největší pozornosti se kvůli globálnímu oteplování dostává právě CO2, je nutné si uvědomit, že doprava založena na ropě má na svědomí řadu dalších lidskému zdraví škodlivých látek jako je SO2, N2O, NOx, pevných částic a dalších.

Zdroj: Informační servis ČNS

zpět na úvodní stránku