1. Idi na sadržaj
  2. Idi na glavnu navigaciju
  3. Idi na ostale ponude DW-a
H2 Hydrogen Molekül Symbolbild
Foto: Alexander Limbach/imago images
Znanost

Vodik kao energent je kao da požar gasite šampanjcem

8. listopada 2022

U nevoljama s opskrbom plina sad svi govore o vodiku kao idealnoj alternativi. On to doduše jest - ali samo teoretski. Jer već za i njegovu proizvodnju treba mnogo više energije nego što se dobiva.

https://p.dw.com/p/4HjAS

Svi danas govore o vodiku i kako će to biti energent budućnosti. Vodik se čini upravo idealnim: ima ga praktički beskrajno mnogo, on je posvuda, a njegovim sagorijevanjem se stvara samo voda tako da nestaje i svaka briga za zaštitu klime. Zato ćemo se grijati na vodik, naši automobili, brodovi i avioni vozit će na vodik, sve će raditi na vodik i baš svi će biti sretni i zadovoljni.

Nije se tek danas počelo razmišljati o tom energentu snova: još u 19. stoljeću su inženjeri pokušavali ukrotiti taj plin, neki veliki proizvođači automobila kao Mercedes već gotovo čitavo stoljeće eksperimentiraju. 

Vodik je svugje - ali ga zapravo uopće nema

No vodik je izuzetno eksplozivan - sjetimo se udesa cepelina Hindenburg koji je letio napunjen vodikom - zato jer je kemijski veoma, veoma nestabilan. Drugim riječima, atom vodika se rado "zalijepi" za sve što mu dođe blizu - tako su i u molekuli vode dva atoma vodika na jedan atom kisika, ali je velika muka odvojiti ga iz spoja u kojem se nalazi.

Spremišta vodika i kisika nakon elektrolize
Sjetimo se davnog sata kemije: iz baterije žice stavimo u vodu i već počnu izlaziti mjehurići - na jednoj strani vodika, na drugoj kisika. Ali problem je - baterijaFoto: picture-alliance/dpaM. Skolimowska

To pak znači da za izdvajanje vodika - iz vode se dobiva elektrolizom, treba velika količina energije. A to znači i da vodika u čistom obliku u prirodi skoro i nema. "Vodik je zapravo rijedak i skupi energent i zapravo je to nešto kao šampanjac za energetske promjene", sažima Claudia Kemfert s Njemačkog instituta za ekonomska istraživanja i ekonomistica energenata za postaju ARD.  

Već i zbog toga je direktno korištenje vodika u mnogim područjima potpuno neučinkovito: zašto grijati stan vodikom u čijoj se proizvodnji potrošila golema količina električne energije umjesto da se odmah koristi električna energija? Čak i kod automobila su električni automobili mnogo racionalnije rješenje, misli Kemfert.

A kako ga transportirati?

I njemački Ured za očuvanje okoliša (UBA) ne misli da automobili na vodik imaju smisla: "U usporedbi s električnim automobilom, čija je ukupna energetska učinkovitost 75%, ovaj način korištenja vodika dobivenom električnom energijom neučinkovit i bez mnogo ekološkog smisla."

Opet zbog njegove kemijske nestabilnosti postoji i logistički problem: kako transportirati vodik? Ipak ga neće svatko proizvoditi u svojoj garaži, a Harry Lehmann iz PtX Labs iz Lausitza za ARD objašnjava kako je jedini učinkoviti način prijevoza - na primjer brodom, pretvaranje vodika u tekuće stanje. 

Spremnik vodika tvrtke Linde za natakanje goriva autobusa
Vodik je najbolje transportirati u tekućem stanju, ali on to postaje na vrlo niskoj temperaturi. A za to treba energija...Foto: ESWE Verkehr

Ali pogledajte gdje vodik stoji na tablici elemenata: on je na prvom mjestu, što znači da se mora ohladiti skoro do apsolutne nule - ne baš na minus 273,5 nego "samo" na minus 252 stupnja da bi prešao u tekuće stanje. Takva spremišta je naravno moguće napraviti, ali i za sve to treba upravo golema količina energije. Plinovod bi bio alternativa, ali opet: za sve to treba infrastruktura koja još ne postoji. 

E-gorivo već u avionima

Ipak, Ured za okoliš vidi budućnost vodika u nekim sektorima kao što je kemijska industrija, čak i čeličane, a kod prijevoza tu ima budućnosti u pogonu zrakoplova i brodova. Tu takozvana e-goriva već imaju veliki značaj i tu ima smisla državnim potporama pomoći razvoj, misli Kemfert.

Čarobno sredstvo tu nije čisti vodik, nego takozvano Power-to-Liquid (PtL) gorivo. Ali ni tu nema mjesta euforiji: najprije je za izdvajanje vodika potrebna velika količina energije, a onda se taj vodik "spaja" s molekulom ugljičnog dioksida da bi nastalo takvo gorivo. Kemijski je to razmjerno jednostavno - ali i za to opet treba energija. 

Točno je da se to PtL gorivo može dodavati kerozinu za avione - i da se to već danas smije: "Tako stvoren kerozin se već smije dodati avionskom gorivu i do mješavine od 50%", kaže Lehmann. PtL gorivo ima još jednu golemu prednost: za njega ne treba nikakva hladnjača i veliki minusi temperature, ono se može prevoziti praktički kao i obična nafta.

Model zrakoplova sa pogonom na e-gorivo od vodika
Mogu li avioni letjeti na vodik? Zapravo ne na čisti vodik, ali na umjetno gorivo koje se radi s vodikomFoto: Wolfgang Kumm/dpa/picture-alliance

Ali ukupna bilanca PtL goriva je zapravo porazna: treba pet puta više električne energije da bi se ono stvorilo i iskoristilo nego da se odmah koristi električna energija. Prevedeno na običan jezik: ono već i zbog toga mora biti skupo i tu se rasipa golema količina energije.

Danas je skup kao šampanjac, ali...

Znanstvenici zato upozoravaju da treba prestati smatrati vodik nekim čarobnim rješenjem, a i da bi političari trebali prestali dijeliti novac i potpore šakom i kapom čim se uopće spomene "vodik" u nekom energetskom projektu. U nekim područjima on ima smisla, ali u mnogo toga o čemu se sad naveliko piše i govori - malo ili uopće ne.

Naravno, znanstvenici će spremno priznati da je to tako u trenutnom razvoju tehnologije. Treba se sjetiti kako su prvi vozači automobila koncem 19. stoljeća svoj benzin skupo kupovali - u apotekama, jer tada nitko nije baš osobito trebao tu tekućinu. Sve više automobila i razvoj tehnologije je mnogo toga promijenio. Ukrotiti vodik se pokušava već odavno, ali još nikad nije bio takav pritisak za nalaženje rješenja i alternative fosilnom gorivu. Ima li učinkovitijeg načina razdvojiti molekulu vode na vodik i kisik nego uroniti dvije žice u vodu i pustiti struju? Tu se već učinilo mnogo, može li još više? I proizvođači automobila ne razmišljaju o vodiku samo kao gorivu nego kao obliku baterije - ima li i tu još rješenja za koje ne znamo? 

Kad smo u nevolji, počnemo doista razmišljati - a tu i potpore pomažu. Sjetimo se kako se na početku pandemije korone tvrdilo kako je stvoriti cjepivo protiv takvog virusa nemoguće. Pogledajte i današnje LED žarulje: još prije tridesetak godina bi se i Nobelovci zaklinjali kako je takva svjetleća dioda neizvodiva. A utrka u kroćenju vodika da on više ne bi bio skuplji od šampanjca je već otvorena.

aš (ard)