Proč nejezdí auta na vodík?

Ještě před několika lety se hovořilo o vodíku jako o budoucím zdroji energie pro auta, letadla, lodě, i pro elektronické přístroje. Měl časem zcela nahradit fosilní paliva. Realita je však zatím jiná. Proč?.

Island patřil v poslední době k průkopníkům obnovitelných zdrojů energie. Léta výzkumu měla zatím jediný viditelný výsledek: čerpací stanici pro hrstku aut poháněných vodíkem, která po ostrově jezdí. Do roku 2007 tam byly v provozu také tři autobusy na vodík. Dva už byly sešrotovány, třetí skončil v muzeu dopravy. Další plány zastavily potíže islandské ekonomiky.

Nejasná budoucnost
Lepší situace není ani v Kalifornii, jejíž guvernér Arnold Schwarzenegger slíbil do roku 2010 výstavbu dvou set vodíkových čerpacích stanic. Zatím jich je otevřeno jen pět. V Londýně by mělo v roce 2010 jezdit deset autobusů na vodík, plán uvést do provozu dalších šedesát menších vozidel byl nedávno zrušen.

Navzdory potížím a nesplněným očekáváním vývoj vodíkového pohonu pokračuje. Na trh by v dohledné době měly dorazit nové automobily Honda FCX Clarity poháněné vodíkovými palivovými články a časem také motocykly. Výrobce jich hodlá zákazníkům nabídnout dvě stě, nebudou se však prodávat, ale pronajímat za šest set dolarů měsíčně.

Koncern General Motors uvedl do zkušebního provozu prvních sto vozů na palivové články Equinox. Investice do vývoje stály koncern GM již 1,2 miliardy dolarů, rozvoj trhu s vodíkovými automobily však nelze podle šéfa výzkumu očekávat dříve než v roce 2014.

Potíže

Jsou palivové články skutečně tím nejlepším řešením pro vodíkové automobily? Proti hovoří jejich vysoká cena a nutnost používat katalyzátory vyráběné z kovů, jako je platina. Palivové články pro osobní automobil jí potřebují až sto gramů, což při dnešních cenách představuje asi tři tisíce dolarů. Je ale možné, že v době nástupu vodíkových automobilů na trh v polovině příštího desetiletí postačí daleko menší množství platiny, která navíc bude moci být recyklována.

V roce 2007 se na světě vyrobilo více než 71 milionů automobilů. Kdyby každý potřeboval k provozu jen dvacet gramů platiny, proti dnešní stovce, představovalo by to 1420 tun platiny ročně, tedy šestkrát více, než činí současná produkce. Platina se totiž těží jen na pěti místech na světě.

Při podobné rychlosti těžby by byly světové zásoby vyčerpány za sedmdesát let a cena by ještě před tím dosáhla astronomických výšek. Zároveň by nebylo možné používat palivové články pro žádný jiný účel než pro výrobu aut. Nezbývá proto než najít za platinu náhradu nebo zvolit pro využití vodíku zcela jinou technologii.

Vodík vyrobený doma?
Důležitou otázkou je rovněž způsob výroby vodíku. Dnes se většinou produkuje v rafineriích zahříváním zemního plynu, tedy pomocí fosilních paliv, přičemž vzniká oxid uhličitý. Vodíkové automobily s palivovými články proto poškozují životní prostředí jen o málo méně než například hybridní vozy s benzinovými motory.

Ekologicky šetrnější produkce vodíku elektrolýzou vody je sice možná, je však velmi náročná na energii a tedy i drahá. Malá britská společnost ITM Power našla způsob, jak výrobu vodíku elektrolýzou zlevnit pomocí nově vyvinutého materiálu – pevného a ohebného polymeru. Ten slouží jako membrána a místo platiny mu jako katalyzátor stačí nikl. Cena za takovouto membránu by se měla pohybovat okolo pěti dolarů za čtvereční metr, což je stokrát méně než u jiných membrán.

Díky polymeru je možné začít vyrábět malé přístroje pro elektrolýzu, které jsou dostatečně levné na to, aby si je mohly dovolit i domácnosti. Odpadl by tím problém distribuce vodíku, palivo by si každý dokázal vyrobit doma sám.

Společnost ITM Power již vyrobila deset domácích elektrolyzérů o velikosti větší ledničky. Byly by napojeny na vodovody a kvůli nezávislosti na elektřině alespoň částečně napájeny energií ze solárních panelů nebo větrné turbíny. Při velké produkci by domácí přístroje pro elektrolýzu stály asi tři sta tisíc korun.

Zvítězí akumulátory?
Velkým problémem vodíkového pohonu jsou velké energetické ztráty vznikající už při výrobě vodíku přes stlačování až po konečné využití v automobilech. Odhaduje se, že jen čtyřiadvacet procent energie vynaložené na výrobu vodíkového paliva vykoná užitečnou práci při pohonu automobilu. Pro srovnání: elektromobily poháněné akumulátory, které nepotřebují žádný stlačený vodík, dokážou využít šedesát devět procent energie.

Znamená to, že automobily poháněné vodíkem potřebují asi třikrát více elektrické energie než vozy, které jezdí přímo na elektřinu. Masové nasazení vodíkem poháněných automobilů by proto vyžadovalo zvýšení výroby elektřiny. Je tedy možné, že ropná paliva budou dříve než vodíkem nahrazena novými akumulátory, které umožní levný provoz a současně sníží emise oxidu uhličitého. Vývoj baterií bez vodíku značně pokročil a přitahuje zájem investorů. (hh)

Využití vodíku ve světě
Ročně se ve světě vyrobí asi 400 milionů tun vodíku. Většina se
spotřebuje v rafineriích. Využití k pohonu vozidel je zatím minimální.

Kanada
– šest čerpacích stanic. Do roku 2010 by tam mělo jezdit dvacet autobusů na vodík.
Norsko – vodík vyráběný pomocí větrných elektráren se využívá při další výrobě elektřiny.
Dánsko – také tam jsou zařízení na výrobu vodíku, která využívají větrné energie. Vodík se pak plní do palivových     článků pro výrobu tepla a elektřiny.
Německo
– v Hamburku jezdí šest autobusů na vodík.
Indie – letos tam byla otevřena první vodíková čerpací stanice.
Japonsko – dvanáct čerpacích stanic.

 

Zdroj: 100+1

Autor článku Proč nejezdí auta na vodík?: převzatý článek 01.09.2009