2021-08-19 Novinky - produkty
Zelený vodík jako světlo naděje
Vodík, ultralehký plyn se značkou H2, je v kombinaci se zelenou elektřinou považován za velký příslib na cestě k dosažení klimatických cílů v celé Evropě. Již v roce 1874 předpověděl Jules Verne v románu Tajuplný ostrov, že voda bude uhlím budoucnosti. Tento ekologický zdroj energie se zatím nedokázal prosadit jako masový produkt. To se teď ale může změnit.
Vodík je všude k dispozici v hojném množství, ale většinou ve vázané formě. Proto je jeho výroba nákladná a nesmírně energeticky náročná. Velmi rozšířeným procesem jeho výroby je elektrolýza. S využitím elektrického proudu se voda štěpí na vodík a kyslík. Pokud taková elektřina pochází výhradně z obnovitelných zdrojů, jako je větrná nebo solární energie, označuje se jako zelený vodík.
Na cestě ke klimaticky neutrální společnosti se v posledních letech dostává vodík do popředí zájmu, a to i přes svou relativní nákladnost. A co víc, nejnovější vývoj podporovaný vizionářskými průkopníky i politiky slibuje skutečný průlom. Jedním z klíčových hráčů je thyssenkrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH (tkUCE), společný podnik firem thyssenkrupp Industrial Solutions AG a Industrie De Nora. Mezi klíčové oblasti společnosti patří vývoj inovativních procesů elektrolýzy na výrobu vodíku.
„Vodík jako ekologický nositel energie má velký potenciál. Jeho nákladnost je pouze relativní. Vždy bude levnější těžit ropu nebo plyn, ale těžba ropy ani plynu se nepodílí na nákladech spojených s ničením životního prostředí, které způsobují. Kdyby ano, byly by najednou výrazně dražší, ale stále s ničivým dopadem. Vodík proto zůstává pro naši planetu výrazně ekologičtějším řešením.“
- Carsten Reuter, Alfa Laval Mid Europe Key Account Manager, a Patrice Bourrier, Sales Developer Hydrogen ve společnosti Alfa Laval
S cílem omezit emise CO2 testuje společnost thyssenkrupp již od roku 2019 použití vodíku v procesech výroby oceli ve svém závodu v Duisburgu. Jediným reziduem tohoto procesu je obyčejná vodní pára. Od roku 2016 je na stejném místě v provozu pilotní a testovací zařízení na elektrolýzu alkalické vody (AWE) vyvinutou společností thyssenkrupp UCE na bázi elektrolýzy chloru a alkalických hydroxidů. Tento pilotní elektrolyzér byl sestaven v rámci výzkumného projektu Carbon2Chem®. Projekt financovaný německou vládou využívá hutní plyny vznikající při výrobě oceli k výrobě chemikálií, a tím snižuje emise CO2 při výrobě oceli i chemikálií.
Nepřeberné možnosti vodíku
Vodík jako palivo
Vodík při spalování neprodukuje žádné spaliny. Díky tomu je tento plyn ideální náhradou uhlí, ropy a zemního plynu v dopravě a průmyslu. Ve stlačené formě má vysokou koncentraci energie, a je proto vhodný pro pohon dálkové přepravy po silnici, po vodě a případně i ve vzduchu. Za tímto účelem se může buď spalovat, nebo přeměňovat na elektřinu v palivovém článku. Baterie, které se používají například v elektromobilech, jsou pro dlouhé vzdálenosti spíše nevhodné. Jsou příliš těžké a zabírají hodně místa.
Vodík jako úložiště energie
Čím více energie z obnovitelných zdrojů využíváme, tím důležitější je řešení výkyvů v její dostupnosti. Vodík je molekula, kterou lze přepravovat a skladovat po celém světě – zcela nezávisle na tom kdy a kde je obnovitelný zdroj energie k dispozici.
Čpavek vyrobený ze zeleného vodíku
Čpavek je nejen jednou z nejčastěji vyráběných chemikálií, ale je také vhodný pro uchovávání energie. Pokud se vodík potřebný k jeho výrobě vyrábí výhradně s využitím zelené elektřiny a v dalším zpracování se využívají výhradně obnovitelné zdroje energie, hovoříme o zeleném čpavku. Čpavek má výrazně vyšší energetickou koncentraci než vodík, a proto je jeho přeprava a skladování mnohem snazší.
Vodík pro výrobu metanolu
Reakcí s vodíkem lze také přeměnit CO2 na metanol. Výhoda: metanol je základním stavebním prvkem řady chemikálií pro každodenní použití a stejně jako čpavek se jednoduše skladuje a přepravuje.
Elektrolýza vyžaduje chlazení a kondenzaci. Je třeba zohlednit různé materiály a požadavky na tlak, teplotu a odolnost. Plynný vodík je třeba extrémně hořlavý a za vhodných podmínek prudce reaguje při styku se vzduchem nebo s kyslíkem. Na straně vody jsou zase důležité možnosti čištění v závislosti na kvalitě chladicí vody. Problémů je mnoho a jsou složité. Je proto nutné zvážit, které těsnění nejlépe vyhovuje, který materiál splňuje všechny požadavky, jak co nejlépe regulovat zanášení a jak optimálně využít omezený prostor pro instalaci. A právě tady přichází ke slovu odborné znalosti společnosti Alfa Laval.
Hlavním úkolem výměníků tepla společnosti Alfa Laval je chlazení vodíku, kyslíku a katolytu. Navíc dochází ke kondenzaci vlhkosti z vodíku i kyslíku. Obě látky se tedy mohou nakonec spotřebovat.
„Společnost Alfa Laval známe již dlouho jako spolehlivého a kompetentního partnera pro všechny naše technologické oblasti. Ve společnosti Alfa Laval spolupracujeme s odborníky, se kterými můžeme otevřeně hovořit, kteří se intenzivně věnují našim problémům a spolu s námi hledají nejlepší možné řešení. Společnost Alfa Laval pro nás není pouhým dodavatelem zařízení, ale také partnerem, s nímž společně pracujeme na nápadech a návrzích.“
'– Stephan Liebscher, Supply Chain Manager Green Hydrogen ve společnosti thyssenkrupp UCE
Zelený vodík – další informace
Předpokládá se, že do roku 2050 by mohl zelený vodík tvořit až 24 % trhu s energií. Poptávka tedy nadále rychle poroste. Zelený vodík nabízí řešení jako palivo s nulovými emisemi pro přepravu nebo výrobu elektřiny, zdroj tepla pro zpracovatelský průmysl nebo vytápění budov, pro skladování energie a jako důležitá surovina v chemickém průmyslu. Má obrovský potenciál k energetické transformaci, zejména v energeticky závislých odvětvích.
