Vodík a jeho využitie v doprave.

Vodík je však minimálne rovnako problematický ako elektrina. Na jeho výrobu využijeme elektrinu, ktorou sme mohli namiesto toho nabíjať batérie elektromobilov, pričom sa kvôli účinnosti výrobného procesu časť energie (podľa technológie až 33%) stratí. Následne musíme vodík stlačiť (strata ďalších 13% energie), natankovať do cisterien a dopraviť na čerpacie stanice, čo predstavuje ďalšie energetické výdavky, teda straty.

Energetická efektivita vodíka je navyše konfrontovaná s ekonomickou neefektivitou, ktorá môže byť ortieľom smrti pre vodíkové autá.

Podľa Real Engineering stojí v USA plné nabitie 75 kWh batérie elektromobilu Tesla Model 3, zaručujúce dojazd 500 km, zhruba 10 – 12 USD. V prepočte sú to náklady 2-2,4 centov/km. Naproti tomu natankovanie 5 kg vodíka do nádrže Toyota Mirai pre dojazd 480 km vychádza na 85 USD, čo predstavuje náklady 17,7 centov/km. To je zhruba 8x viac. Okrem toho – kto si cez noc natankuje vodík vo vlastnej garáži?

Iste, pri veľkovýrobe vodíka pôjdu náklady (výrobné – okrem nich sú tu ďalšie náklady spojené s distribúciou) zrejme dole, ale práve hľadanie lacných zdrojov vodíka sprevádzajú obavy.

Elektromobily budú mainstream, vodík ako doplnok
Asi najväčšiu z nich vyvoláva záujem ropných spoločností, ktoré práve o vodíkovú dopravu prejavujú živý záujem. Nie je to však preto, žeby plánovali presedlať na jeho výrobu elektrolýzou vody. Lacnými zdrojmi elektriny nedisponujú, takže vidia svetielko na konci iného tunela. Niektoré spoločnosti plánujú vodík vyrábať chemickou cestou zo zemného plynu, respektíve z metánu (CH4), ktorý sa v ňom nachádza.

Pri prechode na čistejšie mobilitu sa často porovnávajú dve technológie – vodík a batériové vozne. Aké sú výhody a nevýhody oboch z nich?
Vodík na prvý pohľad vyzerá ako skvelá alternatíva spaľovacím motorom. „Tankovanie“ je veľmi podobné a rýchle ako u bežných vozidiel, dojazd vodíkového vozidla možno navýšiť až na 800 km. Pri jazde nevypúšťa žiadne nežiaduce emisie a jeho prevádzka je tichý. Ďalším argumentom je, že vodíka je na Zemi obrovské množstvo, čo je síce pravda, ale nám je to v súčasnosti k ničomu, pretože sa zlučuje s inými prvkami. Na základe týchto argumentov veľa ľudí považuje vodíkový pohon za oveľa lepšiu alternatívu k batériovým autám. Poďme sa však pozrieť na nevýhody, ktoré rozvoju vodíkových vozidiel budú brániť.
1. Vysoké energetické straty
Elektromobily s batériami fungujú na pomerne jednoduchom princípe. Vyrobená elektrina sa cez distribučnú sieť dostane priamo do batérie a elektrina z batérie sa posiela priamo do elektromotora. Celková účinnosť takéhoto systému sa pohybuje medzi 75 až 80%. K najväčším stratám dochádza v prenosovej sústave. Účinnosť možno teda ešte zvýšiť inštaláciou fotovoltaických panelov na dom či trebárs parkovisko.
Aby sa mohol vodík považovať za čistý zdroj, musí byť vyrábaný pomocou elektrolýzy vody, ktorá je však energeticky náročná. Zo 100% elektrickej energie vyrobenej z obnoviteľných zdrojov, získame vodík sa 70% pôvodnej energie. Vodík sa potom musí stlačiť alebo skvapalniť, čo je tiež energeticky náročné. Nasleduje transport vodíka na čerpacej stanici a následne plnenie palivového článku. Celková účinnosť sa pohybuje okolo 30%. Pritom neberieme do úvahy skladovanie vodíka, ktoré je veľmi zložité, pretože vodík má schopnosť prestupovať prakticky každým materiálom a ďalším únikom sa nevyhneme. Vodík je ešte možné s pomocou CO2 viazať do CH4, tým sa síce ešte zníži energetická účinnosť, ale skladovanie CH4 je výrazne jednoduchšie a jeho využitie veľké.
vodíkové vozidlá verzus batériové
Zdroj snímke: Volkswagen Group
2. Skladovanie vodíka vo vozidle
Aby vodík zostal v skupenstve, ktoré potrebujeme, je nutné vodík udržiavať pod obrovským tlakom. Bežne sa udržuje pod tlakom 700 barov, čo je zhruba 700 našich atmosfér. Takáto predstava nie je úplne príjemná a množstvu vodičom by mohlo vadiť potencionálne nebezpečenstvo výbuchu.
3. Cena palivových článkov
Palivové články sa spravidla vyrába z platiny, ktorá je veľmi vzácnym kovom a preto sú palivové články drahé. V budúcnosti možno očakávať nejaké zlacňovanie, ale s veľkou pravdepodobnosťou budú ceny elektromobilov s batériami klesať rýchlejšie.
záver:
Vodík rozhodne nie je zlá alternatíva a do budúcnosti bude jeho využívanie rast. Vybudovať infraštruktúru pre masívne využívanie vodíka v osobnej automobilovej doprave je však extrémne náročné, energetická efektivita je nízka a neustále bude hroziť nebezpečenstvo výbuchu. Najväčšou výhodou vodíka je vysoká hustota energie na 1 kg. Tejto vlastnosti možno dobre využiť pri diaľkovej dopravy, ako je doprava kamiónová, vlaková, lodná, prípadne i letecká. Preto je oveľa pravdepodobnejšie, že nájde svoje uplatnenie skôr u týchto odvetví, v osobnej automobilovej doprave potom menej.

Vodík: H2

medza výbušnosti na %objemu:

1, dolná = 4

2, horná = 75,6