Výroba, skladovanie, preprava a využitie vodíka

• Inovačné trendy v sektore
• Výroba, skladovanie, preprava a využitie vodíka
• Biometán
• Zachytávanie, skladovanie a využitie CO2
• Nordstream
• Veľkokapacitné batériové úložiská
• Vplyv pandémie COVID-19
• Reakcia vzdelávacieho systému na inovácie

Výroba elektrickej energie z OZE (najmä v prípade výroby elektrickej energie zo slnka, alebo vetra)  je neregulovateľná, resp. regulácia výroby je veľmi obmedzená. K problému prebytočnej energie z OZE je možné sa postaviť spôsobom:

• Prebytočná elektrická energia má nízku cenu, v niektorých prípadoch až zápornú. Preto je efektívne ju uskladniť a spotrebovať, keď jej cena bude výhodná.
• Prebytočná elektrická energia sa využije vtedy, keď bude zvýšený dopyt (keď nebude svietiť slnko, nebude fúkať vietor a podobne).

Uskladnenie prebytočnej vyrobenej elektrickej energie je možné vykonať viacerými spôsobmi. Medzi základné patrí napríklad uskladnenie elektrickej energie v batériových či zotrvačníkových úložiskách, prípadne transformácia energie na iný druh: gravitačná energia (prečerpávanie vodné elektrárne), energia tlaku plynov (napr. stlačený vzduch), tepelná kapacita látok, či chemická energia (napr. výroba vodíka).

Spaľovanie vodíka nespôsobuje emisie skleníkových plynov (jediným vedľajším produktom je vodná para). Vodík je zároveň vhodný na prepravu a skladovanie v existujúcej plynárenskej infraštruktúre.

Podľa druhu výroby vodíka ho delíme na :

• Zelený vodík (výroba elektrolýzou vody, elektrická energia je z OZE).
• Tyrkysový vodík (výroba pyrolýzou zemného plynu, vedľajší produkt je tuhý uhlík, ktorý sa môže využiť napríklad v stavebníctve).
• Modrý vodík (výroba parným reformingom zo zemného plynu, vedľajší produkt CO_2, ktorý sa zachytí a uskladní, resp. využije).
• Šedý vodík (výroba parným reformingom zo zemného plynu, vedľajší produkt CO₂ sa vypustí do atmosféry).
• Ružový vodík (výroba elektrolýzou vody, elektrická energia je z jadrovej energie).

Takto vyrobený vodík plní funkciu batérie, v ktorej je uskladnená energia, ktorá sa využije tam, kde je to technologicky a ekonomicky vhodné. Vodík je možné uskladňovať v tlakových nádobách, v tuhých látkach (zeolity), alebo sa využije súčasná distribučná plynárenská sieť a s ňou prepojené podzemné zásobníky zemného plynu.

Využitie vodíka prebieha:

• priamo pri vodíkových technológiách (pohon automobilov na vodík, vodíkové palivové články, chemický priemysel, vykurovanie (spaľovanie vodíka ako náhrada za iný plyn) a podobne,
• primiešaním do zemného plynu (prechodné obdobie) a pridaním do distribučnej siete zemného plynu. Dôjde tak k znižovaniu emisií CO₂ do doby, kedy nebudú k dispozícii nové stabilné technológie. Neskôr bude distribuovaný čistý vodík v existujúcej distribučnej infraštruktúre,
• spaľovaním v plynových turbínach (produkcia elektrickej energie),
• výrobou syntetického (zeleného) metánu. Zmiešaním vodíka a CO₂ (získaného napríklad zachytávaním a skladovaním) sa vyrobí syntetický metán o požadovaných vlastnostiach a priamo bude vstupovať do distribučnej siete zemného plynu, je ho možné stláčať a/alebo skvapalňovať a využívať jestvujúce technológie využívajúce zemný plyn (vykurovanie, chladenie, pohon automobilov, lodí, atď.) bez zmeny koncového zariadenia a infraštruktúry.

Preprava vodíka prebieha:

• vo forme stlačeného plynu alebo skvapalneného plynu v tlakových nádobách,
• vo forme skvapalneného plynu v kryogénnych cisternách,
• v samostatnej potrubnej sieti,
• primiešavaním do zemného plynu v plynovom potrubí (v súčasnosti prebieha analýza tohto spôsobu),
• absorpciou do rôznych zliatin a substrátov,
• vo forme chemických prekurzorov.

Podstatná časť komponentov prepravnej, uskladňovacej a distribučnej infraštruktúry, či odberných zariadení a spotrebičov dokáže pracovať s 10% objemom H₂ tu a teraz.

Výroba, distribúcia, skladovanie a využitie vodíka je v takom rozsahu ako plánuje EÚ, novinka a veľká výzva pre energetiku. Doposiaľ sa vodíkovým technológiám nevenovalo toľko pozornosti. V súčasnosti existuje veľa otvorených otázok (všetky sú však riešiteľné), ktoré treba analyzovať. Väčšina odpovedí je však stále iba v teoretickej rovine. Čo sa týka distribúcie vodíka so zemným plynom, jeho samovoľná/cielená separácia, vplyv na jestvujúce koncové zariadenia a podobne, spoločnosti SPP – distribúcia, a. s., eustream, a. s., a nafta, a. s. podnikajú už konkrétne kroky, aby na tieto otázky získali relevantné odpovede.

Potreba ľudských zdrojov bude zameraná na:

• výrobu vodíka:
  •  inštalácia a prevádzkovanie zariadení na výrobu vodíka,
  •  miešanie vodíka so zemným plynom (v požadovanom pomere),
  •  zefektívnenie výroby vodíka (zariadenia s vyššou účinnosťou), či už ide o elektrolýzu, alebo o separáciu vodíka zo zemného plynu, resp. iných plynov,
• prepravu, uskladnenie a distribúciu vodíka k miestu spotreby:
  •  miešanie vodíka so zemným plynom na požadovaný pomer (zmes), zmiešavacie zariadenia,
  •  kompresia vodíka a/alebo zmesi vodíka a zemného plynu, znižovanie tlaku vodíka a/alebo zmes vodíka a zemného plynu,  na požadované hodnoty (tlak, teplota),
  • uskladnenie vodíka a/alebo zmes „vodíka a zemného plynu“,  v podzemných zásobníkoch, absorpciou zliatin, chemických prekurzorov, kryogénne komory,
• využitie vodíka:
  •  návrh, posúdenie, testovanie zariadení, ktoré budú spotrebovávať vodík a/alebo zmes vodíka a zemného plynu (plynové kotle, palivové články, plynové turbíny, atď.)
• obchodovanie s vodíkom.