Vodík nejen zelený, ale i zlatý

Není pochyb o tom, že se naše planeta otepluje. Ovšem najdou se tací, co poroučí větru i dešti a s klimatickými změnami se hodlají rychle vypořádat.  

Tak třeba podle Programu OSN na ochranu životního prostředí (UNEP) by technologie umožňující změny v slunečním záření mohly lidstvu posloužit při snahách omezit růst teplot. Neboť stávající globální úsilí vypořádat se s klimatickými změnami údajně není dostačující a nastal čas prozkoumat možnosti solárního geoinženýrství, respektive odrážení slunečních paprsků zpět do vesmíru. V kostce řečeno, tato metoda staví na přírodním mechanismu, kterým se vůči planetárnímu klimatu projevují erupce sopek. Přitom však možná rizika „úpravy a modifikace příjmu slunečního záření“ a jejich dopady dosud nebyly řádně modelovány a dostatečně posouzeny. Není tedy divu, že zhruba šedesátka vědců otevřeným dopisem důsledně varuje nejen své kolegy, ale i vlády a politiky před tím, aby se o něco takového v budoucnu pokoušeli, jak o tom informoval ScienceAlert.

Naproti tomu se vědecká obec shoduje na tom, že v rámci omezení škodlivých emisí, kromě jiného způsobujících i neplechu v atmosféře naší planety, bude třeba fosilní paliva v silniční, námořní a letecké dopravě nahradit uhlíkově neutrálními syntetickými palivy, vyráběnými z vodíku a oxidu uhličitého. Tedy tu přijde změna pro automobilisty, po celém světě dnes tankující fosilní paliva do osobních „spalováků“, stejně tak jako nákladní vozy a autobusy, námořní lodě v přístavech a letadla na letištích do svých nádrží. Ovšem z oxidu uhličitého, odstraňovaného z ovzduší a lapaného v průmyslových provozech, lze vyrábět i jiné produkty.

Jako to činí společnost Air Company, jejíž patentovaný Carbon Conversion Reactor využívá pouze vzduch (CO2), slunce (obnovitelná energie) a vodu (na elektrolýzu) k uhlíkově negativní produkci. Se třemi spotřebitelskými produkty (AIR Vodka, AIR Hand Sanitizer a AIR Eau de Parfum), které byly uvedeny na trh, zaznamenala značný úspěch. K celosvětovému dopadu se však Air Company posouvá nejnovější inovací, jakou je udržitelné letecké palivo Sustainable Aviation Fuel (SAF), vyrobené ze zachyceného CO2. Nutno zde podotknout, že syntetické palivo laickou veřejností bývá zhusta zaměňováno za biopalivo, které se vyrábí z biomasy. Oproti tomu syntetické palivo, zvané též e-palivo, vzniká při chemické reakci vodíku a oxidu uhličitého. A pokud je při výrobě vodíku využita energie z bezemisních zdrojů, je toto palivo považováno za uhlíkově neutrální. Má to však jednu vadu na kráse: na výrobu zeleného vodíku je třeba velkého množství elektrické energie.

Ovšem spíše než malé společnosti pokrok do výroby syntetických paliv vnáší v některých státech armáda. Jako když Britské Královské letectvo (RAF) hodlá už v roce 2040 do svých letadel a vrtulníků tankovat výhradně syntetického palivo, vyráběné v novém závodě. Což někteří z našich skeptiků označují za utopickou vizi, neboť pro výrobu velkého množství zeleného vodíku, ze kterého se syntetické palivo UL91 vyrábí, bude potřeba velkého množství „čisté“ elektrické energie. Jenže zapomínají na britské malé modulární reaktory (SMR). Pokud bude technologický vývoj a povolovací řízení pokračovat nastaveným tempem, může britská společnost Rolls-Royce první SMR ve Spojeném království komerčně nasadit do roku 2030.

Původně plánovaný výkon jejich zařízení byl 440 MW, ale díky projektovým limitům bude možné provozovat elektrárnu s celkovým výkonem 470 MW, kdy pro odvod tepla z reaktoru budou využity 3 chladící smyčky s vertikálními parogenerátory. A podle vyjádření Paula Steina, vedoucího technologické kanceláře společnosti Rolls-Royce, jeden závod napájený SMR bude pak schopen vyrábět až 280 tun speciálního syntetického paliva každý den. Přičemž cena elektřiny tu vyráběné prostřednictvím SMR podle prvních propočtů nepřesáhne 40 až 60 liber, tedy bude stát maximálně 1.700 Kč za 1 MWh při uvažování 60letého provozu.

Vše ale nasvědčuje tomu, že vodík pro syntetická paliva nemusíme jen vyrábět, neboť se dá, podobně jako zemní plyn, těžit za pomoci vrtů. Ložiskům vodíku dosud těžaři nevěnovali pozornost především proto, že je vodík vzácný v sedimentárních horninách, ve kterých se nacházejí ropa a zemní plyn. Proto také mohla být mnohá ložiska vodíku jednoduše přehlédnuta, mnohdy ani nebyla snaha vodík detekovat. Jako když v roce 1987 v Mali  ze 108 metrů hlubokého vrtu studny poblíž vesnice Bourakébougou začal místo vody proudit hořlavý plyn. Teprve v roce 2012 se ukázalo, že plyn, který tu z vrtu uniká, je vlastně vodík. A právě tento případ, o kterém vědeckou obec informoval časopis Science, následně nastolil otázku, zda se v podzemí mohou nacházet dosud přehlížená ložiska vodíku, coby uhlíkově neutrálního, obnovitelného paliva.

Zdá se to být neuvěřitelné, ale podle Předběžného modelu globálního podpovrchového potenciálu přírodních zdrojů vodíku, který US Geological Survey (USGS) v říjnu 2022 představil na setkání Americké geologické společnosti, by v místech dostupných těžbě mohly být uvězněny až biliony tun přírodního vodíku (jenž se na rozdíl od elektrolýzou vyráběného „zeleného“ vodíku nazývá „zlatý“), což je dost na uspokojení celosvětové poptávky. A to i v případě, že by se kvůli přechodu na tzv. zelenou energii spotřeba vodíku mohla rapidně zvýšit.

Proto také americká asociace USGS zahájila identifikaci slibných zón pro těžbu vodíku ve Spojených státech, což vyvolalo odezvu v jiných částech světa. A tak se namísto ložisek zemního plynu mnohde začínají hledat ložiska vodíku. Například první evropský zlatý vodík hodlá z podzemní vytěžit projekt Helios Aragon v podhůří španělských Pyrenejí. Přičemž se podle posledních zpráv jeden z projektů připravuje již v sousedním Polsku. A není bez zajímavosti, že se ložiska vodíku nacházejí i na východoukrajinském Donbasu, kde roku 1888 ruský chemik Mendělejev, otec periodické tabulky, už hlásil vodík prosakující z trhlin v uhelném dole poblíž městečka Makijivka.

Jinak řečeno, zlatý vodík by mohl dořešit dosud problematickou komerční výrobu syntetických paliv (e-fuels), na která by měla jezdit auta se spalovacími motory. Přičemž po roce 2035 bude i v Evropě možné dál nové vozy se spalovacími motory registrovat, jestliže budou tankovat syntetická, uhlíkově neutrální paliva. Je pravda, že na stávající výrobu zatím ještě velmi drahých syntetických paliv je třeba zelený vodík, který se musí vyrábět elektrolýzou z vody, přičemž elektřina musí pocházet z bezemisních zdrojů. Pokud se ale začnou využívat ložiska zlatého vodíku, celý proces výroby široké škály průmyslových produktů se nejenom zjednoduší, ale i zlevní, a to včetně syntetických paliv. Logicky tak jejich cena bude postupně klesat až na úroveň cen fosilních paliv, vyráběných z ropy, se kterými pak bude možné se rozloučit.

Ovšem nejde tu jenom o syntetická, uhlíkově neutrální paliva do aut se spalovacími motory. Jde tu také o další skupinu vozů, co zlatý vodík nebudou spalovat v motorech, ale budou užívat vodíkové palivové články. Přeměna chemické energie na elektrickou prostřednictvím vodíkového článku jim umožňuje dojezd na dlouhé vzdálenosti na jednu nádrž. A vodík jsme schopni do nádrže načerpat za pár minut, podobně jako naftu nebo benzín, což je velmi efektivní oproti elektrickým vozům na baterie, které vyžadují k nabití celé hodiny.

Zde se jistě najde řada skeptiků, včetně zapřísáhlých stoupenců elektromobility, co nebudou stahovat kalhoty, když brod je ještě daleko. Jenže rozvoj udržitelné dopravy nepřináší změny ze dne na den. Je tedy pochopitelné, že zlatý vodík, ani syntetické palivo z něho vyrobené, nebudou u nás na čerpacích stanicích hned zítra k mání. Přičemž hlásat, co všechno nás určitě a stoprocentně čeká po roce 2035, by mohla leda tak televizní kartářka a věštkyně Jolanda.  Obzvláště po tom, co se vedoucí představitelé EU zasedající v Evropské radě dohodli, že EU do roku 2050 musí dosáhnout klimatické neutrality. Kdy tato „ekologická transformace“ podle evropských politiků by měla být nejen nákladově efektivní, ale i sociálně vyvážená a spravedlivá. Tož kdo se toho dožije, má se na co těšit.

Ale aby toho nebylo málo, Valné shromáždění OSN v těchto dnech už přijalo klimatickou rezoluci, požadující po Mezinárodním soudním dvoru (ICJ), aby určil právní povinnosti států pro boj se změnou klimatu.