Vodík dokáže efektivně akumulovat energii z obnovitelných zdrojů

• 06. 11. 2020
• Redakce

Perspektivní forma akumulace energie

Vodík je pro uložení elektrické energie poměrně vhodný. Celkem snadno se vyrobí i následně zužitkuje. Ostatně je to také důvodem, proč vznikají vodíková auta. U automobilů je trochu problém tankování vodíku a především pak jeho skladování v nádrži vozidla. Nádrž musí být velmi robustní, aby se zabránilo výbuchu při případné nehodě. Ale u stacionárních nádrží je takové riziko pochopitelně nižší.

Velké nádrže na vodík by tedy mohly posloužit pro uchování většího množství energie pro energetické účely. Vodík by se přitom získával ekologicky elektrolýzou, a to za pomoci energie z obnovitelných zdrojů. Následně může být skladován a být připraven pro rychlé nasazení v případě požadavku na zvýšení dodávek elektrické energie.

Zatímco ale u aut se elektrická energie z vodíku pro pohonné elektromotory přeměňuje pomocí palivových článků, pro energetické nasazení existuje účinnější možnost – plynová turbína. A to ideálně taková, která běžně spaluje zemní plyn, ale zvládne i příměs vodíku případně chod čistě na vodík. Díky tomu se může dosáhnout plynulého nasazení a zvyšuje se celková efektivita řešení.

Samozřejmě ale největší vrub na celkové efektivitě dělá elektrolýza, která si žádá mnoho energie, a přitom se jí při výrobě vodíku dost zmaří. I tento proces se ale daří postupně vylepšovat. Stěžejní je, že dává ekonomický smysl řešení jako celek.

Projekt Hyflexpower

Koncept využití vodíků pro akumulaci energie se již realizuje v praxi.. Předcházelo tomu jarní představení projektu Hyflexpower, se kterým přišel německý Siemens. Dokáže zajistit celý řetězec, a to včetně turbíny, která je schopna spalovat jak zemní plyn, tak vodík. Turbína se přitom nemusí vyrábět celá znovu, využít se dá stávající model SGT-400 pro spalování zemního plynu a provést na něm úpravy pro provoz na kombinované spalování vodíku.

Siemens už projekt Hyflexpower realizuje, a to v průmyslovém komplexu ve Saillat-sur-Vienne ve Francii. Místní plynová turbína o výkonu 12 MWe slouží k výrobě elektřiny a tepla, nyní však bude nahrazena o vylepšený model schopný spalovat i vodík. Ten se bude vyrábět elektrolýzou za pomoci elektrické energie z vlastních obnovitelných zdrojů. Vodík bude skladován a využíván dle potřeby.

Tímto způsobem se zajistí postupné snižování spotřeby zemního plynu a pozvolný přechod na obnovitelné zdroje energie. Provozovatel očekává, že mu řešení ve finále přinese nejen zlepšení ekologické bilance, ale i ekonomickou úsporu. Jedná se ovšem o pilotní projekt, jehož realizace je zatím poměrně drahá, konkrétně vyjde na 15,2 milionu eur. Dvě třetiny však zaplatí Evropská unie v rámci programu Horizon 2020.

Další projekty

V roce 2021 bude realizována část na výrobu a uskladnění vodíku, v roce 2022 dojde k nahrazení turbíny upgradovaným modelem a první spuštění běhu na kombinované spalování zemního plynu a vodíku.

V roce 2023 by mělo být vše doladěno tak, aby proběhla ukázka běhu čistě na vodík vyrobený z obnovitelných zdrojů. Na obnovitelné zdroje nepoběží továrna trvale, dokud nebude mít dostatek těchto zdrojů, ale pokud je postupně dobuduje, odpadne závislost na zemním plynu. Ten může zůstat jen v záloze. Turbína je totiž schopna provozu jak čistě na plyn, tak jen na vodík, případně libovolný poměr.

Siemens není jediný, který se nápadu ujal. Energetická divize japonského gigantu Mitsubishi nyní představila průmyslové sestavy Hydaptive a Hystore pro akumulaci vodíku k energetickým účelům právě pro naplnění stejného principu. Vyřeší výrobu a skladování vodíku při využití obnovitelných zdrojů elektrické energie.

Pokud se vše vejde do objektu stávajících plynových elektráren, dá se využívat kombinovaných turbín k plynulému náběhu a efektivnímu využívání energie z obnovitelných zdrojů podle toho, kolik jí zrovna je. Samotný nápad s ukládkou energie do vodíku není nijak nový. V menším měřítku rodinného domu už jej vyzkoušeli také čeští odborníci ÚJV Řež před pěti lety, byť v trochu odlišeném případě využití. Každopádně je to pěkná ukázka možností využití ukládky energie do vodíku i v menším měřítku.