»Na poti do ogljične nevtralnosti in čistejšega planeta, ki jo je začrtal evropski zeleni dogovor, je nujno analizirati oskrbo z energijo in ustvariti povezan energetski sistem. Zeleni prehod evropskega gospodarstva bi moral biti združen z dostopom do čiste, dostopne in varne energije za podjetja in potrošnike,« so zapisali na spletni strani Evropskega parlamenta. Vodik v svetu pridobiva vse večji pomen, saj je postal sinonim za trajnostno energijo in okolju prijazne rešitve. Raziskali smo njegovo vedno večjo pomembnost in možnosti uporabe.
Uporaben v prometu, energetiki, industriji, gradbeništvu …
Vodik se lahko uporablja kot surovina, gorivo ali nosilec energije pri prenosu in shranjevanju. Ima obsežne možnosti uporabe v industrijskem, prometnem, elektroenergetskem in gradbenem sektorju. Najpomembnejše pa je, da pri uporabi ne povzroča emisij CO2 in skoraj ne onesnažuje zraka. Zato predstavlja rešitev za razogljičenje industrijskih procesov in gospodarskih sektorjev, kjer je zmanjšanje emisij CO2 ključno in težko dosegljivo, so zapisali v uvodu Sporočila komisije Evropskemu parlamentu, svetu, Evropskemu ekonomsko-socialnemu odboru in odboru regij – Strategija za vodik za podnebno nevtralno Evropo. »Zaradi tega je vodik ključen element za izpolnitev zaveze EU, da do leta 2050 postane ogljično nevtralna, za globalna prizadevanja za izvajanje Pariškega sporazuma in hkratno zmanjševanje onesnaževanja na ničelno raven.«
Ključna je proizvodnja vodika brez emisij CO2
»Trenutno ima vodik le majhno vlogo v oskrbi z energijo. Pojavljajo se izzivi glede cenovne učinkovitosti, obsega proizvodnje, infrastrukturnih potreb in zaznane varnosti. Vendar pa naj bi vodik v prihodnosti omogočil promet, ogrevanje in industrijske procese, pa tudi shranjevanje energije med letnimi časi brez izpustov,« navaja spletna stran Evropskega parlamenta.
»Glede na proces proizvodnje in posledične izpuste toplogrednih plinov ločimo več tipov vodika. Čisti vodik ali obnovljivi vodik ali zeleni vodik je proizveden z elektrolizo vode z elektriko iz obnovljivih virov in med proizvodnjo ne povzroča izpustov toplogrednih plinov,« so še zapisali.
Trenutno predstavlja le majhen del svetovne in evropske energetske mešanice ter se še vedno večinoma proizvaja iz fosilnih goriv, še posebej iz zemeljskega plina ali premoga. To vodi v letne emisije CO2 v EU v obsegu od 70 do 100 milijonov ton, so še navedli v strategiji. Da bi vodik dejansko prispeval k doseganju podnebne nevtralnosti, je treba povečati njegovo proizvodnjo in doseči, da bo ta povsem brez emisij CO2.
Vodik v prihodnosti kar petina deleža energijskih virov
»V preteklosti smo že zabeležili obdobja povečanega zanimanja za vodik, vendar se ni uveljavil. Danes pa se s hitrim zniževanjem stroškov energije iz obnovljivih virov, tehnološkim razvojem in nujno potrebo po drastičnem zmanjšanju emisij toplogrednih plinov odpirajo nove možnosti,« v uvodniku navaja omenjena strategija.
Raziskave kažejo, da bi do leta 2050 obnovljivi viri energije lahko predstavljali bistven delež evropske mešanice energijskih virov. Vodik bi lahko predstavljal petino: zadovoljeval bi lahko 20 do 50 odstotkov potreb po energiji v prometu in pet do 20 odstotkov v industriji, navajajo na spletni strani Evropskega parlamenta.
Vodik je tudi nosilec energije
»Vodik lahko predstavlja osnovno surovino kemijske industrije. S spajanjem vodika (H2) z dušikom (N2) nastaja amonijak (NH3). S spajanjem vodika (H2) z ogljikovim dioksidom (CO2) in kisikom (O2) pa je mogoče sintetizirati (proizvajati) metanol (CH3OH). Tako amonijak kot metanol sta zelo pomembni surovini za kemijsko industrijo. Prav tako je mogoče vodik spajati s CO2 tako, da nastane metan (zemeljski plin – CH4). Vodik je tudi brez teh spajanj potreben tako v kemijski industriji kot tudi v naftni industriji (rafinerije),« je razložila Anamarija Boršnik Bračić, direktorica družbe GP sistemi.
Pojasni, da se vodik uporablja tudi za proizvodnjo električne energije. »V napravah, ki se imenujejo gorivne celice in so po zgradbi zelo podobne elektrolizerjem, se kontrolirano spajata vodik in kisik, pri čemer nastaja voda in električna energija. Električna energija iz gorivnih celic je uporabna za pogon vodikovo gnanih vozil (to so v resnici vozila z električnimi motorji in zelo majhno baterijo, ki se ves čas polni z električno energijo iz gorivnih celic), za zasilna napajanja stavb (recimo bolnišnic v času, ko zaradi motenj ne morejo jemati električne energije iz omrežja) ali pa kot elektrarne v času, ko je električne energije v omrežju premalo,« še doda sogovornica.
Kdaj je smiselna uporaba vodika v prometu?
»V EU in Sloveniji gojimo velika pričakovanja, da bodo vodik in e-goriva pomagali pri prizadevanjih za razogljičenje prometa. Če so trajnostno proizvedena, so morda smiselna tam, kjer so potrebne večje količine goriva za daljše razdalje (pomorski in letalski promet). V cestnem prometu pa ostajajo baterijska električna vozila stroškovno in energijsko učinkovitejša,« meni strokovna sodelavka Društva za sonaraven razvoj Focus Marjeta Benčina.
Neodvisni energetski strokovnjak Matjaž Valenčič vodika ne vidi kot energenta prihodnosti, saj je preveč težav s hranjenjem, prenosom in rabo v napravah široke potrošnje. »Vodik je namreč tako majhen, da lahko uhaja iz cevovoda ali cisterne, povzroča korozijo jekla in nekatere druge težave.« Po njegovem mnenju je preveč tvegan za splošno uporabo, saj ga povprečen uporabnik ne bo znal tankati. »Je pa primeren energent za tovornjake, avtobuse in letala,« se je strinjal.
Na vprašanje, v katerih primerih je njegova uporaba smiselna, odgovori: »Z elektrolizo se proizvede vodik iz vode, ta vodik pa se v sintezi s sintetičnim plinom pretvori v metan. Sintetični metan je lahko nosilec energije (ga lahko komprimiramo ali utekočinimo in tako skladiščimo ali posredujemo porabnikom, lahko ga tudi predelamo v metanol in druge produkte).
Tudi elektriko lahko shranimo v obliki vodika
Vodik je tudi nosilec energije, kar pomeni, da lahko električno energijo shranimo v obliki vodika. »Ko je v omrežju presežek električne energije, se uporabi za proizvodnjo vodika in kisika. V elektrolizerju se z uporabo električne energije vodo (H2O) kontrolirano raztrga na vodik (H2) in kisik (O2) in se ločeno shranita. Če poteka proces z električno energijo iz obnovljivih virov, se tako proizvedeni vodik imenuje zeleni vodik,« pojasni Boršnik Bračićeva.
Vodik se že uporablja v kemijski industriji. Danes se v te namene v svetu letno porabi 100 milijonov ton vodika. Večina tega vodika se proizvaja iz zemeljskega plina tako, da se v ozračje spusti velike količine CO2. Tako proizvedeni vodik se imenuje sivi vodik.
Viške elektrike bo treba shranjevati
Vsekakor bo proizvodnja vodika naraščala, saj bodo ob povečanju števila elektrarn iz obnovljivih virov občasno nastajali viški elektrike, ki jih bo na daljši rok primerno shranjevati preko vodikovih tehnologij. Za proizvodnjo vodika je iz komercialnih razlogov primerna poceni elektrika iz obnovljivih virov, neprimerna pa draga elektrika iz jedrskih elektrarn.«
»Uporaba vodika je smiselna za pogon vozil, ki potrebujejo velik doseg (avtomobili za dolge razdalje, tovornjaki za dolge razdalje). Baterije so namreč bistveno težje kot poln zalogovnik vodika in gorivna celica. Poleg tega je mogoče zalogovnik z vodikom napolniti približno tako hitro, kot se napolni zalogovnik bencina,« pove tudi Boršnik Bračićeva.
Vodik se lahko uporablja kot surovina, gorivo ali nosilec energije pri prenosu in shranjevanju. Ima obsežne možnosti uporabe v industrijskem, prometnem, elektroenergetskem in gradbenem sektorju. Najpomembnejše pa je, da pri uporabi ne povzroča emisij CO2 in skoraj ne onesnažuje zraka.
