Vodonično gorivo je možda upravo dobilo na važnosti

Proizvodnja zelenog vodonika efikasnija nego ikada ranije

Do sada ste verovatno shvatili da govorimo o elektrolizi, cepanju vode na vodonik i kiseonik pomoću električne struje. S trenutnom tehnologijom, elektroliza generalno proizvodi vodonik s efikasnošću od oko 75 odsto. Dakle, za stvaranje kilograma čistog vodoničnog goriva, koje sadrži oko 39,4 kWh energije, potrebno je 52,5 kWh. Poboljšanjem efikasnosti elektrolize na 95 odsto, to znači da će biti potrebno samo 41,5 kWh da bi se proizveo kilogram goriva. To je ogroman napredak u odnosu na staru metodu elektrolize, ali i u odnosu na metode proizvodnje vodonika na bazi fosilnih goriva, koje su u najboljem slučaju efikasne oko 75 odsto. I još se u potonjem slučaju koriste fosilna goriva, od kojih ovih dana nekako pokušavamo da pobegnemo.

Ako ova tehnologija funkcioniše kako njeni kreatori kažu da radi, to znači da će zeleni vodonik biti najjeftiniji i najefikasniji za proizvodnju. A pošto su vetar i solarna energija sada jeftiniji od fosilnih goriva (i samo povećavaju svoju prednost), to znači da bi zeleni vodonik uskoro mogao biti bolja ekonomska, kao i ekološka solucija. Da ne preterujemo, ali ovo je velika vest za milijarde ljudi, tako da je u potpunosti podržavamo. O tome nešto kasnije.

Hysata, kompanija koja stoji iza novog procesa, kaže da bi zeleni vodonik mogao koštati samo 1,15 funti po kilogramu za nekoliko godina. Prema Međunarodnoj agenciji za energetiku, cena proizvodnje vodonika na bazi prirodnog gasa, naftnih derivata ili uglja bila je oko 50 penija do 2 funte po kilogramu još 2019. godine. Dakle, već je na nivou te cene. Međutim, cena vodonika dobijenog iz fosilnih goriva u velikoj meri zavisi od cene gasa, benzina i uglja.

Dakle, benzin je pogubno skup i ne predstavlja dugoročno rešenje za ovaj svet. Vodonik iz fosilnih goriva je užasan za životnu sredinu kao što možemo i pretpostaviti, budući da nastaje od nečega što počinje kao gas, nafta ili ugalj, koji svakim minutom postaju sve skuplji. Zeleni vodonik je ekološki prihvatljiv i samo će biti jeftiniji kako se troškovi zelene energije nastavljaju smanjivati i ne zahteva nikakve dodatne troškove za hvatanje ugljenika ili slične pomoćne tehnologije. Vodonik bi konačno mogao imati svoj trenutak. Dakle, da li to znači da su i vozila na gorivme ćelije dočekala svojih pet minuta?

Pa, ne. Ali to je i dalje odlična vest. Dozvolite nam da objasnimo.

Vodonik po sebi nije idealno energetsko rešenje

Vodonik kao gorivo za pogon vašeg automobila, grejanje kuće ili kuvanje večere… zapravo ne predstavlja idealno rešenje. Električna energija je lakša i efikasnija za transport i za to koristi postojeću infrastrukturu. A kada imate energiju tamo gde vam je potrebna, mnogo je efikasnije da je preuzmete iz baterije nego da je pretvorite u gorivnu ćeliju. Ipak, vodonik je svejedno apsolutno neophodno gorivo.

Električna energija, jednom proizvedena, putuje kroz postojeće dalekovode s oko 95 odsto efikasnosti, zahvaljujući naizmeničnoj struji i genijalnosti jednog Nikole Tesle. Punjenje litijum-jonske baterije je oko 90 odsto efikasno, a korišćenje energije iz te baterije u elektromotoru je otprilike isto. Pod pretpostavkom da je električni motor efikasan nekih 95 odsto (motori s trajnim magnetom mogu dostići 98 odsto), to znači da se oko 73 odsto energije iz elektrane/vetroelektrane/solarne mreže pretvara u kretanje unapred, unazad ili u dim spaljenih guma. Dakle, to je merilo.

Za proizvodnju vodoničnog goriva potrebna je energija, bilo ona iz električne mreže ili direktno iz fosilnih goriva. Više od 90 odsto sve trenutne proizvodnje vodonika, što je već sada industrija vredna 100 milijardi funti godišnje, dolazi od fosilnih goriva, a proizvedeni vodonik sadrži oko 75 odsto energije potrebne za njegovu proizvodnju. Međutim, hajde da uzmemo apsolutno idealan scenario za vodonik: efikasnost od 95 odsto za proizvodnju, koristeći električnu energiju zasnovanu na obnovljivim izvorima koja se transportuje s efikasnošću od 95 odsto. To je 90 odsto efikasno gorivo, zar ne? Ne baš.

Vodonik ima tri puta više energije po kilogramu od benzina, što zvuči impresivno. Ali po litru, pri atmosferskom pritisku, ima svu energiju roditelja sa novorođenim blizancima. Da biste ga koristili kao gorivo, potrebno ga je komprimovati do neverovatnog pritiska (obično 345 do 700 bara) ili čuvati u tečnom stanju, što znači da se hladi na manje od -253ºC, ili samo 20 stepeni iznad apsolutne nule. Kao što možete zamisliti, potrebna je prilično specijalna oprema da se toliko komprimuje ili ohladi, a zatim da se tu zadrži. I, naravno, sve to zahteva više energije. U stvari, studija Evropske federacije za transport i životnu sredinu pokazala je da skladištenje vodonika zahteva ekvivalent od 40 odsto energije uskladištene u samom gorivu. Dakle, 90 odsto efikasan za pravljenje, 54 odsto efikasan do trenutka kada je u vašem rezervoaru, čak ni ne uzimajući u obzir energiju potrebnu za transport.

A onda, kao što možemo videti kod FCEV vozila, ubacuje se u gorivnu ćeliju. Najefikasnije gorivne ćelije pretvaraju vodonik u električnu energiju (odnosno ono sa čime smo počeli) sa efikasnošću od 60 odsto. Dakle, dok stigne do elektromotora, imate manje od 33 odsto energije s kojom ste započeli. Ubacite ga kroz isti motor sa 95 odsto efikasnosti i samo 30,7 odsto snage s kojom ste započeli zapravo stiže na put. A to možda nije dovoljno ni za dim iz guma.

Vodonik je od ključnog značaja za prehranu svetske populacije

Dakle, vodonik je prilično loša solucija kao gorivo za naše mašine. Međutim, možda se sećate da smo ipak konstatovali da je to gorivo od vitalnog značaja. Jer, ako ste u nekom trenutku danas jeli, velike su šanse da je to zahvaljujući proizvodnji vodonika.

Sintetičko đubrivo je odgovorno za ishranu „48 odsto svetske populacije“, prema istraživanju objavljenom u Our World in Data, a „pošto udeo podržan procesom nastavlja da raste, ovo bi zapravo mogla biti konzervativna procena“. U slučaju da posledice nisu kristalno jasne, u članku se dalje pominje da su „2015. azotna đubriva izdržavala 3,5 milijardi ljudi koji bi inače umrli od gladi“.

Vodonik je esencijalni građevinski blok sintetičkog đubriva, koje uzima azot iz vazduha i kombinuje ga s čistim vodonikom da bi se napravio amonijak, ključni sastojak. Ovo povećava prinose u poljoprivredi i, za otprilike jednu od svake dve osobe koje čitaju ovu rečenicu, razlog je što trenutno ne gladuje. I stvoriti ovu robu koja bukvalno spasava živote, a da pritom ne uništi planetu, izgleda kao da je to nešto vredan projekat, zar ne?

Dakle, dok vodonik i dalje gubi bitku s električnom energijom kao gorivo za transport, grejanje, kuvanje, napajanje vašeg laptopa i otprilike sve ostalo, on je i dalje neophodno gorivo iz jednog veoma dobrog razloga.