Vodíkové automobily jsou už dnes běžnou součástí diskuzí o budoucnosti dopravy, ale pro úspěšný boj s klimatickými změnami je potřeba se na dekarbonizaci lidské činnosti podívat komplexně. Po energetice a dopravě je totiž na řadě další obor, který ve velké míře znečišťuje životní prostředí a bez kterého se neobejdeme – ocelářský průmysl.
Zpracování železa a výroba oceli jsou zodpovědné za zhruba 8 % celkových emisí skleníkových plynů. Jde totiž o energeticky náročný obor, který navíc využívá uhlík vzniklý spalováním uhlí jako redukčního činidla při zpracování ocelové rudy. Už dnes jsou ale dostupné technologie, které umožňují vyrábět téměř bezemisní ocel, a většina hlavních evropských zpracovatelů železa je už vyvíjí a testuje. Namísto uhlíku se jako redukční činidlo používá vodík a vstupní suroviny se taví v peci pomocí elektrického oblouku místo tepla získaného spalováním uhlí.
Toto odvětví průmyslu však vyžaduje velké investice, má dlouhé investiční cykly a zatím má málo dodavatelů potřebných technologií. Nízkouhlíkové způsoby výroby vodíku, jako elektrolýza nebo parní konverze metanu se záchytem CO2, dokáže podstatným způsobem dekarbonizovat ocelářský průmysl a umožnit přechod k výrobě „zelené oceli“, tj. oceli vyráběné bez emisí oxidu uhličitého. Ruská korporace pro atomovou energii Rosatom v současnosti společně s francouzskou společností Air Liquide provádí studii proveditelnosti nízkouhlíkové výroby vodíku pro jednoho z největších zpracovatelů železné rudy a dodavatelů vysoce kvalitní oceli na světě, pro ruský holding Metalloinvest. Roční spotřeba tohoto podniku může podle odhadů dosáhnout až 150 tisíc tun vodíku.
Několik pilotních projektů v oblasti vodíku v Rusku
Vodíkový ostrov v Pacifiku
Rosatom je zapojen do projektu vodíkového klastru na ostrově Sachalin na východě Ruska, kde je plánováno vyrábět vodík pomocí parní konverze metanu se záchytem uhlíku. Klastr spojí výrobu, infrastrukturu (přepravu vodíku, vědecko-výzkumné organizace, projektové ústavy ad.) a spotřebu vodíku v různých odvětvích (dopravě, energetice, komunálním sektoru ad.). Podle plánů bude zajišťovat výrobu vodíku pro různé lokální projekty (vodíkové vlaky, automobily, autobusy, automobily městských služeb ad.), pro místní spotřebitele i rozsáhlou výrobu na export do asijských zemí.
V rámci tohoto projektu Rosatom za podpory vlády Sachalinské oblasti vypracovává plány na vytvoření komplexu s výrobní kapacitou 30 až 100 tisíc tun vodíku, který bude určen pro domácí spotřebu i na export. V současnosti běží studie proveditelnosti.
Společně s místní vládou, velkými ruskými průmyslovými i dopravními společnostmi Rosatom dále pracuje na projektu zavést na Sachalinu osobní železniční přepravu pomocí vodíkových vlaků.
Výroba vodíku pomocí jádra na západě Ruska
V Kolské jaderné elektrárně, která leží v evropské části Ruska za polárním kruhem, by měla vzniknout výroba vodíku pomocí elektrolýzy za využití „jaderné elektřiny“. V areálu vznikne pilotní komplex pro výrobu a nakládání s vodíkem. Jeho součástí bude elektrolytické výrobní zařízení s výkonem 1 MW (s možností budoucího rozšíření na 10 MW) a systémy pro kompresi nebo zkapalňování a přepravu vodíku. Tento komplex by měl být uveden do provozu v roce 2023. V budoucnu by tato technologie mohla být rozšířena i do ostatních jaderných elektráren na západě Ruska, které by tak vyráběly zelený vodík pro domácí spotřebu i na export.
Vodíkové baterie
Jedním ze zajímavých způsobů využití vodíku v energetice je napájení robotů. Rosatom vyvinul elektrochemický generátor využívající vodíkové a kyslíkové palivové články, který je určen pro pohon podvodních, leteckých i pozemních robotů. Díky němu mohou roboti vydržet v provozu nezávisle na doplňování paliva až 15 dní, což je dvojnásobek oproti dnešním lithium iontovým bateriím.
Velký potenciál pro vodík je zaznamenáván i v oblasti mobilních záložních zdrojů elektřiny. Vodíkový článek připojený k lahvi s vodíkem může například dodávat záložní elektřinu pro nemocnice a jiné provozy vyžadující nepřerušené dodávky elektřiny.
Vladislav Větrovec (24.8.2021)
