Vodíková ekonomika

Autor: Michal Korenko | 10.5.2009 o 20:53 | Karma článku: 5,56 | Prečítané:  1811x

Termín vodíková ekonomika je síce titul známej Rifkinovej knihy z roku 2002, no koncept vodíkovej ekonomiky, je predovšetkým environmentalistami, diskutovaný už najmenej tri desaťročia. Stručne napísané, ide o kompletnú náhradu fosílnych palív pre všetky transportné systémy vrátane leteckých vodíkom. Spaľovanie vodíka, no hlavne jeho oxidácia v palivových článkoch je pritom oveľa efektívnejšia než konverzia fosílnych palív v klasických motoroch. Produktom konverzie je čistá voda, ktorá môže opäť slúžiť ako zdroj vodíka, žiadne skleníkové plyny ako v prípade klasických motorov a ak sa bude vodík vyrábať elektrolýzou vody, aj kyslík a cenná ťažká voda.

Hoci sa na prvý pohľad zdá, že ide o ultrafuturistický koncept, vyžadujúci obrovské investície, teda v blízkom období nereálny, nemusí to byť celkom pravda a nielen pre rastúcu cenu ropy. Okrem ekonomických dôvodov môžu prielom v tejto oblasti urýchliť predovšetkým politické rozhodnutia. V prvom rade politická závislosť USA a ostatných krajín bohatého Severu od prevažne politicky nestabilných regiónov bohatých na ropu. Po druhé, politické dohody o kvótach na emisie skleníkových plynov, predovšetkým CO2, súvisiace s globálnym otepľovaním (napriek čiastočnému stroskotaniu protokolu z Kjóta), alebo zavedenie ďalších daní či administratívnych obmedzení na fosílne spaľovanie (Kalifornia).

Ministerstvo energetiky USA spolu s expertmi a predstaviteľmi amerických energetických spoločností vydalo v roku 2001 spoločnú správu Národná vízia pre prechod USA na vodíkovú ekonomiku do roku 2030. V apríli 2002 už vyšla podrobná tzv. cestovná mapa k vodíkovej ekonomike, kde sa identifikujú už technické detaily. Hoci názvy správ znejú priam eurooptimisticky, v správach sa triezvo určujú všetky problémy, predovšetkým nevyhnutnosť obrovských prostriedkov z verejných zdrojov čo može byť zásadný problém v konkurencii s inými masívnymi výdavkami USA (obrana, bezpečnosť, základný vedecký výskum v iných oblastiach, vesmírny program, atď.) a snáď najdoležitejší faktor - akceptácia verejnej mienky.

Vodík sa na Zemi síce nachádza v obrovských množstvách, no hlavne vo forme vody a menej vo forme uhľovodíkových fosílnych palív. Na jeho získanie potrebujeme energiu. Rozdiel medzi energiou na jednotku hmotnosti získanou z jeho konverzie v motoroch a palivových článkoch a energiou potrebnou na jeho výrobu je v ideálnom prípade približne 17 percent (reálne od 17 do 80 percent, v závislosti od spôsobu výroby vodíka). Tento rozdiel treba nejako saturovať. Toto je základný rozdiel oproti fosílnym palivám, ktoré stačí jednoducho nájsť a "ihneď" využiť.

Aby sme si aspoň v prvom priblížení uvedomili, o aké prostriedky ide pri výmene fosílnych palív za vodík, pokúsme sa vyčísliť energetické náklady tejto zmeny na príklade USA. V súčasnosti USA spotrebujú asi 20 miliónov barelov ropy za deň, z čoho 13 miliónov barelov spotrebuje doprava. Každý barel obsahuje asi 6,1 gigajoulov využiteľnej energie, t. j. denný výdaj pre dopravu USA asi 80 miliónov gigajoulov. Pri predpokladanej efektívnejšej konverzii vodíka ako fosílnych palív to predstavuje asi 500-tisíc ton vodíka za deň (energetická hodnota 1 kilogramu vodíka je 141 600 kilojoulov), teda 177 miliónov ton za rok. Svetová produkcia vodíka je v súčasnosti 50 miliónov ton za rok.

Dnešné najlepšie pracujúce elektrolyzéry vody vyprodukujú z 1 megawattu elektrickej energie 0,52 tony vodíka za deň, takže na vyprodukovanie 500-tisíc ton vodíka potrebných na všetok transport v USA potrebujeme 960 gigawattov elektrickej energie za deň. V súčasnosti USA vyprodukujú 850 gigawattov elektrickej energie za deň, to znamená, že na prechod k vodíkovej ekonomike potrebujú približne zdvojnásobiť svoju súčasnú produkciu.

Toto množstvo predstavuje približne 960 nových tisícmegawattových elektrární alebo 96 nových desaťgigawattovych hydroelektrární, alebo 960-tisíc nových jednomegawattových veterných elektrární (pracujúcich neustále na stopercentný výkon).

Zaujímavý je pohľad aj na náklady na jednotlivé druhy elektrickej energie v USA. Solárne voltaické elektrárne (22 centov/kilowatthodina) sú desaťnásobne drahšie ako klasické, emisie produkujúce elektrárne na uhlie (2,1 centa/kilowatthodina). Elektrárne na plyn a tekuté fosílne paliva sú na približne rovnakej úrovni (3,6 - 3,9 centa/kilowatthodina). Kilowathodina veternej elektrárne stojí 5,5 centa, kilowatthodina z nukleárnej elektrárne 6,5 centa. Ak zoberieme do úvahy všetky parametre, ekonomické, ekologické, všetky za a proti, a ak vylúčime elektrárne produkujúce skleníkové plyny, zostávajú nám v zásade dva druhy elektrární: veterné a jadrové.

Pri veterných si musíme uvedomiť ich podmienenú stabilitu a zatiaľ málo diskutovaný ekologický dosah na krajinu (pre Európu a malé krajiny sú pravdepodobne vo väčšom meradle nepoužiteľné). Pri všetkých problémoch súvisiacich s jadrovou energetikou (vyhorené palivo, otázky bezpečnosti, akceptácia verejnou mienkou) je jedným z mála ekologicky prijateľných veľkokapacitných a relatívne lacných zdrojov elektrickej energie, hlavne ak dôjde k potrebe jej zdvojnásobenia. Navyše, nové vysokoteplotné reaktory tzv. štvrtej generácie môžu okrem elektrickej energie produkovať aj teplo pri teplote 900 stupňov Celzia, ktoré sa dá využiť na ešte účinnejšiu termochemickú výrobu vodíka, ako je klasická elektrolýza vody. Tento fakt môže byť pre jadrovú energetiku, aj napriek jej negatívnemu imidžu, rozhodujúci.

Nástup vodíkovej ekonomiky, ktorý s takou nádejou zvestujú zelení aktivisti už niekoľko desaťročí, môže byť paradoxne veľkým comebackom a renesanciou nukleárnej energie. A to sme ešte nehovorili o nukleárnej fúzii.

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

Orbánovi sa za 11 rokov podarilo rozložiť slobodu médií

Podľa IPI existuje v Maďarsku koordinovaný systém cenzúry.

Cynická obluda: Herákove projekty

Záchvat svedomia predstieral už pred dvoma týždňami, ale reálne chcel byť potichu poslancom do konca júna.


Už ste čítali?