Vodíková energia sa prezentuje ako riešenie na dosiahnutie klimatických cieľov, avšak nový výskum Výskumného inštitútu pre udržateľnosť (RIFS) v Nemecku odhaľuje skryté riziká. Vodík môže byť síce klimaticky neutrálny pri využití, no jeho úniky počas výroby a distribúcie vedú k chemickým reakciám, ktoré prispievajú k otepľovaniu Zeme.
Nemecko sa odhodlane pustilo do rozvoja vodíkového priemyslu na dosiahnutie uhlíkovej neutrality. Podľa Národnej vodíkovej stratégie by mali do roku 2030 elektrolyzéry vyrábať vodík s výkonom aspoň desať gigawattov, pričom sa plánuje aj dovoz až 90 terawatthodín vodíka.
Hoci je cieľom tohto projektu ochrana klímy, Výskumný inštitút pre udržateľnosť (RIFS) v Postupime upozorňuje, že vodíkový priemysel môže mať sám o sebe negatívny vplyv na klímu.
Vodík a jeho nepriame účinky na klímu
Vodík (H2) je veľmi prchavý plyn, ktorý môže unikať počas rôznych častí dodávateľského reťazca, od výroby až po transport a skladovanie.
Aj keď H2 sám o sebe nie je skleníkový plyn, v atmosfére vyvoláva chemické reakcie, ktoré vedú k tvorbe metánu, troposférického ozónu a stratosférickej vodnej pary. Tieto látky spôsobujú otepľovanie Zeme, pretože pôsobia ako izolačná vrstva.
Podľa štúdie RIFS má vodík ako „nepriamy skleníkový plyn“ počas 100 rokov účinok, ktorý je jedenásťkrát silnejší ako účinok oxidu uhličitého (CO2).
Tento fakt môže mať veľký vplyv na klimatické plány, ak sa úniky vodíka nezohľadnia a nebudú regulované.
Čo je modrý a zelený vodík?
Modrý vodík je typ vodíka, ktorý sa vyrába z fosílnych palív, najčastejšie zo zemného plynu, pričom sa využíva proces nazývaný parná reformácia metánu. Pri tomto procese vzniká oxid uhličitý (CO2), ale s využitím technológie zachytávania a uskladňovania uhlíka (CCS) sa emisie CO2 zachytia a neuniknú do atmosféry.
To znižuje celkový dopad na klímu, avšak stále sa spolieha na fosílne palivá a efektívnosť zachytávania uhlíka môže byť variabilná.
Zelený vodík sa vyrába pomocou elektrolyzérov, ktoré rozkladajú vodu na vodík a kyslík za využitia elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov, ako sú slnečná alebo veterná energia.
Tento proces nevytvára žiadne emisie CO2, takže je považovaný za najčistejšiu a najudržateľnejšiu formu produkcie vodíka. Preto je zelený vodík kľúčovým prvkom v snahách o dosiahnutie klimatickej neutrality a prechodu na udržateľné energetické systémy.
Emisie aj pri zelenom vodíku
Nemecko plánuje využívať zelený vodík, ktorý sa vyrába pomocou elektrolyzérov napájaných obnoviteľnými zdrojmi. Avšak, aj v prípade, že by sa používal len zelený vodík, RIFS odhaduje, že v roku 2045 by celý hodnotový reťazec vodíka mohol spôsobiť emisie vo výške jedenásť miliónov ton ekvivalentu CO2.
To by predstavovalo 17 % emisií navyše, ktoré by Nemecko mohlo uvoľniť. Z tohto množstva by až 64 % emisií pochádzalo z importovaného vodíka.
Hlavným zdrojom týchto emisií je spôsob, akým sa momentálne elektrolyzéry používajú a pri ktorom dochádza k dočasnému vypúšťaniu H2. Štúdia RIFS však upozorňuje, že tieto emisie sa dajú značne znížiť, ak sa vypustený vodík zachytí a znovu spojí s kyslíkom, čím sa vytvorí voda.
Modrý vodík a jeho výzvy
Na základe Národnej vodíkovej stratégie a dlhodobých plánov dekarbonizácie nemeckého hospodárstva tím RIFS vytvoril rôzne scenáre pre emisie spojené s rozvojom vodíkového priemyslu. Okrem scenára, kde sa využíva iba zelený vodík, skúmali aj možnosti, kde sa dováža modrý vodík.
Jeden zo scenárov ukazuje, že ak by tretina importovaného vodíka bola modrá, emisie by dosiahli 40 megaton CO2e, čo by predstavovalo 64 % emisií, ktoré by Nemecko mohlo v rámci svojho cieľa nulových emisií do roku 2045 ešte uvoľniť.
Ďalší scenár počíta s tým, že celý import by tvoril modrý vodík. V tomto prípade by emisie stúpli na 100 megaton CO2e, čo je 1,5-násobok predpokladaných zvyšných emisií v roku 2045 a tvorilo by to 15 % súčasných emisií skleníkových plynov Nemecka.
Hlavnými zdrojmi emisií pri modrom vodíku sú metánové úniky v dodávateľskom reťazci zemného plynu a emisie CO2, ktoré sa nepodarí zachytiť a uskladniť.
Ďalší scenár predpokladá, že importovaný modrý vodík spĺňa normy EÚ pre nízkouhlíkový vodík, čo by vylúčilo niektoré druhy vodíka, ktoré sa dnes považujú za modré.
Avšak aj pri dodržiavaní týchto noriem by import modrého vodíka stále obsahoval významné množstvo skleníkových emisií. To naznačuje, že zelený vodík je lepšou voľbou, aj keď má emisie pri výrobe, ktoré sú podľa výskumníkov zvládnuteľné.
Aké sú odporúčania k reguláciam spojených s emisiami vodíka?
RIFS zdôrazňuje, že aktuálne regulačné opatrenia na národnej a európskej úrovni nie sú dostatočné na zvládnutie emisií vodíka. Výskumníci preto odporúčajú:
- Uprednostniť priamu elektrifikáciu, aby sa znížila potreba vodíka.
- Rýchlo zaviesť nové pravidlá EÚ, ktoré obmedzia emisie pri výrobe vodíka.
- Zahrnúť vodíkové a metánové emisie do európskych pravidiel pre nízkouhlíkové palivá.
- Postupne sprísňovať normy pre produkciu udržateľného vodíka.
- Zaviesť prísnejšie kontroly emisií vodíka v rámci priemyselných noriem.
- Zabezpečiť transparentnosť a prísne pravidlá pre dovoz modrého vodíka, vrátane opatrení na zníženie únikov metánu a efektívne zachytávanie CO2.
