Barevný vodík jako vize budoucnosti. Jde skutečně o palivo pro řešení klimatické krize?

Vodík je nejmenší, nejlehčí a nejhojnější molekula ve vesmíru. Na Zemi se v přirozeném stavu nevyskytuje sám, ale může být oddělen od vody (H2O) nebo uhlovodíkových sloučenin (fosilní paliva jako je plyn, uhlí a ropa). V současné době se již používá pro raketové palivo, ale nyní se prosazuje jako čistá a bezpečná alternativa k ropě a plynu pro vytápění a pozemní způsoby dopravy.

Jeho politická podpora rostem, nyní s téměř 26 miliardami dolarů z peněz daňových poplatníků USA, které jsou k dispozici na vodíkové projekty. Jde skutečně o tak účinné klimatické řešení?

Proč je kolem vodíku tolik řečí?

Stručná odpověď je, že průmysl fosilních paliv vidí vodík jako způsob, jak pokračovat ve vrtání a budování nové infrastruktury. Společnost Friends of the Earth sledovala, jak průmysl v posledních letech úspěšně nasadil své PR a lobbistické nástroje a přiměl politiky, aby si mysleli, že vodík je univerzálním řešení současných problémů klimatu.

Výzkum klimatologů (bez spojení s fosilními palivy) ovšem vyvrátil tvrzení průmyslu, že vodík by měl být hlavním prvkem v naší dekarbonizované budoucnosti, ačkoli vodík extrahovaný z vody (pomocí obnovitelných zdrojů energie) by mohl – a měl by – hrát důležitou roli při nahrazování toho momentálně nejhoršího vodíku, který je získáván z fosilních paliv.

Při momentálním rozpočtu, který USA připravilo, se ovšem dá očekávat mnohem více lobbování, stovky papírů hovořících ve prospěch vodíku a ještě větší poprask.

Proč je vodík barevně rozlišován?

Těžba vodíku je energeticky náročná, takže záleží na zdroji a způsobu jeho provedení. V současnosti asi 96 % světového vodíku pochází z uhlí (z černého uhlí „černý“ vodík, z hnědého uhlí „hnědý“ vodík) a plynu („šedý“ vodík), zbytek je tvořen jadernými (nejednotně označovanými jako „fialový“, „růžový“ nebo „žlutý“ vodík) a obnovitelnými zdroji, jako jsou vodní, větrné a solární.

Zde je potřeba zdůraznit, že výroba černého, šedého a hnědého vodíku uvolňuje do atmosféry oxid uhličitý (CO2) a nespálený fugitivní metan. Tento superznečišťující vodík je to, co se v současnosti používá jako chemický základ pro syntetická dusíkatá hnojiva, plasty a ocel (mimo jiné). Barevný výčet ale ještě není u konce…

„Modrý“ vodík je ten, do kterého momentálně nejvíce investuje průmysl fosilních paliv, protože tento vodík stále pochází z plynu, ale oxid uhličitý vznikající při výrobě by měl údajně být zachycen a uložen pod zemí. Průmysl tvrdí, že má technologii k zachycení 80–90 % CO2, ale skutečnost je samozřejmě trochu jiná – zvlášť, pokud se hodnotí každá fáze energeticky náročného procesu (dle recenzované studie vědců z Cornell University, 2021).

Samozřejmě jde o přijatelnější variantu než ostatní zmíněné barvy, je ovšem třeba rovněž vzít v úvahu, že emise metanu, které ohřívají planetu rychleji než CO2, by byly ve skutečnosti vyšší než u šedého vodíku kvůli dodatečnému plynu potřebnému k zachycování uhlíku.

Konečně, „zelený“ vodík se získává z vody elektrolýzou – pomocí elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů energie (vítr, slunce, voda). Panuje ovšem přesvědčení, že zelený vodík může být zelený pouze tehdy, budou-li konstruovány nové obnovitelné zdroje pro výrobu vodíku.

Tedy, že by se neměl vyrábět čerpáním ze současné sítě, kde může docházet k podpoře jiných zdrojů než těch obnovitelných. Proti tomu samozřejmě zní názor, že takové hledisko je nepraktické, zejména v prvních letech, protože by to znamenalo výrazné omezení vodíkových projektů.

Co je v sázce

Kromě 26 miliard dolarů v přímém financování takzvaných vodíkových uzlů a demo projektů by v příštích několika desetiletích mohlo být vyplaceno dalších 100 miliard dolarů v neomezených daňových úlevách –  takže spousta a spousta peněz daňových poplatníků. Výrobci fosilních paliv také využívají vodík jako výmluvu pro výstavbu dalších potrubí a tvrdí, že tato infrastruktura může být v budoucnu využita pro „čistý vodík“.

Faktem ovšem je, že vodík je vysoce hořlavý a korozivní prvek a přeměnit infrastrukturu určenou pro ropu a zemní plyn tak, aby byla bezpečná pro vodík, bylo by nákladné. A přestože vodík není skleníkový plyn, není neškodný. Potenciálně může reagovat s některými ze skleníkových plynů, což může například způsobit, že metan zůstane v ovzduší déle, než jak se nyní očekává.

Je tak třeba zvážit, jak přidělené zdroje rozdělit, aby byly využity pro skutečně smysluplné řešení vhodné pro bezemisní budoucnost, místo aby v budoucnu jen zhoršily klimatickou krizi a způsobily další škody na veřejném zdraví.

Bude mít tedy vodík roli v bezemisní budoucnosti?

Ano, omezeně a ne ve všech barvách. Vzhledem k tomu, že k výrobě, skladování a přepravě vodíku je zapotřebí více energie, než kolik poskytuje při přeměně na užitečnou energii, vyžaduje použití čehokoli kromě nových obnovitelných zdrojů (skutečného zeleného vodíku) spalování více fosilních paliv.

Momentální uhlíková stopa globální produkce vodíku dnes odpovídá německým ročním emisím skleníkových plynů, takže čím dříve přejdeme na zelený vodík (vytvořený z nových obnovitelných zdrojů), tím lépe. To by mohlo být užitečné také pro některé druhy dopravy, jako jsou lety na dlouhé vzdálenosti, těžké stroje a možná i pro skladování přebytečné větrné a solární energie.

Ale pro většinu forem dopravy (auta, kola, autobusy a vlaky) a využití v domácnostech již existují bezpečnější, čistší a levnější technologie – jako jsou elektrická vozidla na baterie a tepelná čerpadla, takže investovat čas nebo peníze do vodíku má jen malou nebo žádnou hodnotu. Přímá elektrifikace a baterie v tomto smyslu nabízejí mnohem více a mnohem rychleji.

V tomto bodě je nutné si uvědomit ještě další věc: nevládní organizace Global Witness odhaduje cenu přechodu evropských zákazníků na vodíkové palivo na 240 miliard eur, což je ovšem suma, kterou plynárenské společnosti nebudou ochotny platit ze svého a její splacení tak přistane na ramenou spotřebitelů (a to nejspíše i těch, kteří nebudou chtít na vodík přejít).

Obnovitelná energie je proto vhodnější variantou i z tohoto hlediska. Kromě gigantické sumy je potřeba opět zdůraznit i původ (tedy barvu) vodíku. Nemůžeme mluvit o ekologičtějším palivu, dokud není zcela jasné, jak vyrobíme skutečně čistý, planetu nezatěžující vodík (tj. ten zelený), v potřebném objemu – dokud tedy nejsme připraveni na produkci zeleného vodíku, nelze jednoznačně říct z jakého zdroje bude používaný vodík pocházet a tedy zda vůbec půjde o ekologičtější variantu, než je zemní plyn.

Když tedy vše sečteme a podtrhneme – ne úplně ekologický původ vodíku a gigantickou sumu, která bude rozpočítána mezi jednotlivé spotřebitele a odrazí se v ceně vodíku jako energie pro domácnosti –, je poměrně jasné, že vodík pro domácnosti v momentálním výhledu do budoucnosti vypadá jako dražší, a navíc ne 100% ekologičtější alternativa než jiné, již dostupné, možnosti.