Prečo práve vodík?
Základným predpokladom pre uplatnenie vodíka vo všetkých dotknutých sektoroch je prechod na nízkoemisnú, prípadne bezemisnú ekonomiku. Európska únia samotná si vytýčila pre rok 2050 cieľ dosiahnuť kompletnú klimatickú neutralitu, teda zachytávať a ukladať rovnaké množstvo emisií skleníkových plynov, aké sa bude do atmosféry vypúšťať.
Samotný fakt rozvoja obnoviteľných zdrojov energie vo všetkých členských štátoch potom vytvára priestor na stabilizáciu ich nepredvídateľnej produkcie elektriny. Vodík v tomto prípade zohrá rolu energetického nosiča, ktorý je vhodný najmä na sezónnu akumuláciu a niektoré aplikácie mobility.
Podcast o vodíku a OZE
Podcast Energia zajtrajška je náš nový podcast, ktorý spolu so SAPI vydávame každé 2 týždne.
V podcaste sa ponoríme do dynamického sveta vodíka a obnoviteľnej energie. Budeme skúmať kľúčovú úlohu vodíka v našom energetickom systéme, najmä tam, kde priama elektrifikácia nie je dostačujúca. Popri tom sa zameriavame na využívanie obnoviteľných zdrojov energie na Slovensku vrátane vodných tokov, slnečnej energie, vetra, biomasy a geotermálnych vrtov.
Pridajte sa k nám pri odhaľovaní komplexnosti a inovácií v oblasti energetiky, ktoré vedú k vytvoreniu cesty k udržateľnej budúcnosti.
Vypočujte si podcast cez
Spotify alebo Apple podcasty.
Čo je to vodík?
Vodík je najľahší plynný chemický prvok, ktorý tvorí až dve tretiny celej vesmírnej hmoty. Odhaduje sa, že tvorí viac ako 30 % celkovej hmotnosti Slnka. Ide o tretí najrozšírenejší prvok na Zemi, napriek tomu sa nevyskytuje takmer vôbec ako samostatná molekula, pretože je vysoko reaktívny a okamžite tvorí zlúčeniny.
Vodík je všadeprítomný, či už vo forme vody, zemného plynu, alebo metanolu. Tým, že je najjednoduchším a najľahším prvkom, sa veľmi rýchlo pri úniku rozptyľuje do vzduchu. Vodík pri úniku neznečisťuje životné prostredie žiadnym spôsobom. Ide o bezemisnú látku, ktorá nie je toxická a nemá žiadny zápach. Vodík je horľavý, ale horenie nepodporuje, pričom horí bezfarebným plameňom.
Aké využitie má vodík?
Vodík je nosič (úschovňa) energie. Má široké uplatnenie v doprave, energetike aj priemysle. Vodík má do budúcna slúžiť ako jeden z nosičov energie na uplatnenie tzv. sector coupling, alebo konceptu integrácie sektorov. Čítať viac
V energetike je možné vodík využiť ako úložisko energie. Vzhľadom na to, že v sebe vodík uchováva veľké množstvo energie (cca 33 kWh/kg) a je možné ho jednoducho veľkokapacitne skladovať, je vodík ideálnym médiom na sezónnu akumuláciu energie (v rádoch TWh). Čítať viac
V doprave je vodík hlavným konkurentom batériových elektromobilov (BEV). Vodíkové automobily (FCEV) majú dlhší dojazd (600 km a viac), krátky čas plnenia (cca 5 minút), fungujú lepšie za chladných podmienok, kedy dochádza k výrazne menším stratám dojazdu a zároveň majú nižšiu spotrebu pri vyšších rýchlostiach. Čítať viac
V priemysle môže vodík nahradiť fosílne palivá. V oceliarstve je pomocou neho možné napríklad redukovať železo. Vodík sa dnes primárne využíva na výrobu amoniaku, ktorý sa následne využíva najmä pri výrobe a spracovaní hnojív. Čítať viac
Ako sa vodík vyrába?
96 % všetkého vyrobeného vodíka v súčasnosti pochádza z fosílnych palív. Iba 4 % sa vyrábajú pomocou elektrolýzy vody. Tento pomer by sa ale mal v nasledujúcom desaťročí meniť v prospech bezemisnej výroby práve pomocou vyššie spomínanej elektrolýzy vody.
V súčasnosti sa udáva, že 96 % všetkej svetovej výroby vodíka pochádza z fosílnych palív, a to najmä spôsobom z tzv. parného reformingu zemného plynu. Ide o najlacnejšiu súčasnú technológiu výroby vodíka. Parný reforming je chemický proces, pri ktorom sa vodná para s teplotou 750 – 950 °C privádza k metánu. Čítať viac
Ako sa vodík vyrába v SR a aký je u nás potenciál výroby zeleného vodíka?
Slovenská republika má kvôli svojmu špecifickému postaveniu v srdci Európy relatívne malý potenciál na výrobu tzv. zeleného vodíka.
Koeficient využitia (cca mierne nad 20 %) veterných elektrární je u nás nižší ako v susedných prímorských štátoch, kde na pobrežiach morí vanú silné a stabilné vetry (cca nad 30 %). V súčasnosti v SR neexistuje žiadny veľký elektrolyzér, ktorý by bol určený na výrobu zeleného vodíka na komerčnej báze. Čítať viac
Čo je to elektrolýza vody?
Elektrolýza je proces, pri ktorom jednosmerný elektrický prúd štiepi chemickú väzbu medzi vodíkom a kyslíkom vo vodnom roztoku.
2 H2O → 2 H2 + O2
Koľko vody sa pri elektrolýze spotrebuje?
Na výrobu 1 kg vodíka a 8 kg kyslíka je potreba 8,92 litra demineralizovanej vody tzn. vody zbavenej všetkých prítomných minerálov (ešte čistejšia ako destilovaná voda). Čítať viac
Aké máme typy elektrolyzérov?
V súčasnosti sa hovorí najčastejšie spolu o troch typoch elektrolyzérov, ktoré sú natoľko vyspelé, aby mohli saturovať dopyt na trhu. Ide o elektrolyzéry využívajúce alkalickú elektrolýzu, PEM elektrolýzu a vysokoteplotnú elektrolýzu prebiehajúcu v palivových článkoch s pevnými oxidmi. Čítať viac
Akú vodu je možné pri elektrolýze použiť?
Voda potrebná na produkciu veľmi čistého vodíka musí byť demineralizovaná, teda zbavená všetkých rozpustených látok a nečistôt. Je možné ju ale získať z prakticky akéhokoľvek vodného zdroja. Čítať viac
Skladovanie vodíka
Ako je možné skladovať vodík?
V súčasnosti sa ako najsľubnejšia a tiež ako komerčne najvyspelejšia technológia na skladovanie vodíka uvádza stláčanie vodíka v plynnom skupenstve. Takto uchovaný vodík má tendenciu unikať vzhľadom na veľmi malé veľkosti molekuly. Čítať viac
Aplikácia vodíka v mobilite
Čo sú to palivové články?
Palivové články v elektromobiloch sú v zásade malé generátory elektriny, ktoré získavajú energiu z priamej elektrochemickej reakcie medzi kyslíkom a vodíkom. Vodík sa uchováva v nádrži, z ktorej sa privádza do palivového článku. Tam reaguje s kyslíkom a vyrába tak elektrinu. Produktom tejto elektrochemickej reakcie je iba destilovaná voda. Čítať viac
Ako fungujú palivové články v elektromobiloch?
Palivový článok je podobný svojou stavbou batériám. V palivovom článku nájdeme anódu, katódu a membránu s katalyzátorom. Vodík vstúpi do systému na strane anódy a kyslík na strane katódy. Čítať viac
Ako sa odlišuje batériový elektromobil od toho s palivovým článkom?
Automobil s palivovým článkom (FCEV) je tiež elektromobil. Súčasťou auta je batéria, elektromotor a palivový článok spoločne s nádržou na vodík. Čítať viac
Ako sa vodíkový elektromobil tankuje?
Tankovanie prebieha na plniacich staniciach. Celý proces je veľmi podobný tankovaniu tradičnýchfosílnych palív. Po pripojení plniacej pištole na ventil nádrže zatlačíte páčku a celý systém sa postará o zvyšok práce. Plnenie nádrží trvá 5 minút a poskytne autu plnú kapacitu. Čítať viac
Koľko máme plniacich staníc na Slovensku?
18. februára 2022 otvorili pre verejnosť zástupcovia spoločnosti Messer Tatragas prvú čerpaciu stanicu na vodík prevádzkovanú v prenajatých priestoroch spoločnosti Slovnaft. Kapacita nádrže je 5 až 6 kg vodíka, 1kg vodíka sa predáva za 21,6 eur a osobné auto sa natankuje za približne 2 až 3 minúty. Toto zariadenie zatiaľ čerpá na relatívne nízky tlak 200 barov, no všeobecne sa osobné vozidlá dajú plniť až na 700 barov, kde je dojazd okolo 600 až 700 km. Čítať viac
Ako funguje vodíkový elektromobil v chladnom počasí?
Výhodou je spoľahlivosť celého systému v chladnom počasí. Palivové články nepodliehajú v porovnaní s batériovými akumulátormi degradácii počas chladného počasia. Čítať viac
Nemôže odpadová voda v systéme vodíkového elektromobilu zamrznúť?
Systémy palivových článkov a odvod vody je v súčasnosti navrhnutý tak, aby k zamrznutiu vody v celom systéme auta nemohlo dôjsť. Čítať viac
Je batériová elektromobilita lepším riešením pre dopravu ako palivové články?
Záleží na tom, koho sa pýtate a o akom type dopravy sa bavíme. Vodík a batérie sú dve komplementárne technológie, ktoré sa navzájom doplňujú. Prečo?
Aké ťažké sú nádrže na uchovanie vodíka v automobiloch?
Pri hypotetickom uchovaní 4,2 kg stlačeného vodíka pri tlaku 700 barov potrebujeme v automobiloch nádrž, ktorá váži okolo 135 kg. Čítať viac
Nemohol by sa vodík skvapalniť a následne natankovať ako štandardný benzín?
Toto riešenie je mimoriadne energeticky neefektívne. Kvapalný vodík je potrebné udržiavať pri teplote -253 °C a pri nedodržaní týchto podmienok sa vodík vyparuje. Čítať viac
Je vodík bezpečný?
Všetky palivá obsahujú vysokú koncentráciu energie a môžu tak byť za určitých podmienok nebezpečné. Vodík je možné však považovať ako podobne bezpečný alebo dokonca bezpečnejší ako každé iné palivo. Čítať viac
Ekonomika vodíka
Koľko stojí vyrobiť 1 kg vodíka?
Cena sa odvíja najmä v závislosti od spôsobu výroby. Na výrobu zeleného vodíka je navyše nevyhnutné ešte počítať s rozdielnou cenou v jednotlivých častiach sveta podľa toho, koľko stojí výroba elektriny z obnoviteľných zdrojov energie. Cena výroby vodíka sa pohybuje v týchto číslach:
Parný reforming zemného plynu | 1,5 - 2,5 €/kg |
Splyňovanie uhlia | 1,8 - 2,5 €/kg |
Elektrolýza vody | 5 - 8 €/kg |
Koľko stojí 1 kg vodíka na plniacich staniciach?
Pre koncového používateľa je v súčasnosti v Nemecku (kde sa nachádza najviac plniacich staníc) cena vodíka za 1 kg stanovená na 12,85 eura. Pri prepočte na kilometre a priemernú spotrebou 1 kg na 100 km vás 1 km vo vodíkovom elektromobile vyjde na ~ 0,1285 EUR. Čítať viac
Ako sa docieli zníženie ceny v nasledujúcich 10 rokoch?
Vodíková ekonomika nebude dostatočne rozvinutá bez pomoci štátnych subvencií. Aby došlo k zníženiu ceny, je potrebné investovať do výroby. V nasledujúcich rokoch bude v Európe prevažovať podpora nízkoemisného a bezemisného (zeleného vodíka), cieľom je do roku 2030 postaviť 40 GW elektrolyzérov vnútri EÚ a podporiť výstavbu ďalších 40 GW elektrolyzérov za hranicami pre zvýšenie importu. Čítať viac