Michael Fröba: Vodík - dôležitý pilier prechodu energie
November 2019 | „Dodávka energie zajtra sa v porovnaní s dneškom výrazne zmení. S prechodom na energiu v súčasnosti zažívame zmenu energetických systémov. ““
„Momentálne sa nachádzame v prechodnej fáze od energetického systému na báze paliva k energetickému systému na báze elektriny,“ uviedol svoju prednášku pre záujemcov prof. Michael Fröba, absolvent chemického a energetického výskumu na univerzite v Hamburgu.
Prednáškové podujatie sa uskutočnilo 20. novembra 2019 z iniciatívy a organizácie miestnej skupiny BUND Reinbek/Wentorf a iniciatívy na ochranu podnebia v Sachsenwalde, podporenej manažmentom ochrany podnebia v meste Reinbek, vo veľkej zasadacej miestnosti mestského úradu v Reinbeku, ktorá bola zaplnená do posledného miesta.
„Využívanie fosílnych palív, ako je uhlie, ropa a zemný plyn, na výrobu energie sa do roku 2050 zníži z dnešných 90% na odhadovaných 50% v prospech obnoviteľných energií, ako je elektrina hlavne z veternej energie, fotovoltaika a solárna tepelná energia,“ pokračoval profesor Fröba. „Keď zmeníme naše dodávky energie na obnoviteľné energie, v budúcnosti vyrobíme relatívne veľké množstvo elektriny. Pretože nie všetky je možné použiť okamžite, je nevyhnutné skladovať elektrickú energiu. “Energiu je možné akumulovať rôznymi spôsobmi: lítium-iónová batéria je vhodná pre malé množstvo energie, napríklad vodík (H2) je vhodnejší pre väčšie množstvo. stredná.
„Pri budúcich úvahách treba vždy brať do úvahy aspekt ochrany podnebia v súvislosti s dekarbonizáciou,“ hovorí profesor Fröba. „Z dlhodobého hľadiska by sa teda vodík nemal vyrábať zo zemného plynu tak, ako tomu bolo v minulosti, ale pomocou obnoviteľných zdrojov energie (napr. Elektriny z veternej energie) z vody pomocou elektrolýzy, aby sa dosiahol cieľ ochrany klímy, ktorým je zníženie emisií CO2.“ Elektrolýza vody je špeciálny proces., pri ktorom sa voda štiepi na svoje zložky vodík a kyslík. S ich pomocou sa dá vyrobiť 1 kg veľmi čistej H2 z 9 litrov vody, čo je dosť na 100 km cestu autom. Cena za 1 kg H2 je 9,50 €, čo je cena, ktorú si politici stanovujú ľubovoľne, výrobné náklady sa pohybujú iba okolo polovice.
Aby bolo možné akumulovanú energiu z vodíka znovu využiť, používa sa palivový článok. V zásade ide o opačný proces elektrolýzy: vodík a kyslík produkujú vodu, elektrinu a teplo. „Ale nebojte sa, proces sa líši od známej reakcie s vodíkom,“ ubezpečil poslucháčov profesor Fröba. V každom prípade existuje dostatok skúseností s zaobchádzaním s horľavými a výbušnými plynmi a kvapalinami, stačí myslieť na zemný plyn alebo benzín. Vodík je možné prepravovať v nákladných vozidlách buď ako plyn pod tlakom, alebo ako zmrazená kvapalina. Umelo vytvorené dutiny v soľných kupolách (soľných jaskyniach), ktoré sa v USA používajú už dlhšiu dobu, sú ideálne na skladovanie vodíka.
Ďalším často používaným pamäťovým médiom na elektrinu, tiež v oblasti elektromobility, je lítium-iónová batéria, ktorá je vhodná na ukladanie menšieho množstva energie. Avšak okrem iného aj kvôli použitému kobaltu je táto batéria pomerne ťažká. Bohužiaľ, nemôžu byť vyrobené tak veľké, ako chcete, takže ich kapacita je dostatočná iba na krátke cesty. Ďalšou nevýhodou lítiovej batérie je problém so surovinami. Niektoré prvky ako indium, germánium a gálium už nebudú k dispozícii asi o 50 rokov. Lítium a kobalt sú už tiež na červenom zozname. V súčasnosti sa uskutočňuje výskum vývoja lítium-sírových a kovovo-vzduchových batérií, ktoré by mohli mať podstatne väčšie kapacity.
Pre našu mobilitu sú na trhu dostupné automobily na báze batérií aj modely na palivové články. Batériový automobil má dojazd približne 300 km po polhodinovom nabíjaní na rýchlonabíjacej stanici (alebo až 14 hodín v zásuvke pre domácnosť), auto s palivovými článkami na druhú stranu má dojazd 3 až 5 minút. vodíkové čerpadlo má dojazd približne 500 km. Sieť vodíkových čerpacích staníc v Nemecku sa však ešte len zriaďuje. „V budúcnosti budú existovať rôzne pohony pre rôzne oblasti použitia“, tak prognóza prof. Fröba. „Pre mobilitu sú potrebné batérie na krátke vzdialenosti a palivové články na veľké vzdialenosti a pre paralelnú ťažkú prepravu.“
Fröba vo svojej prednáške ukázal výhody a nevýhody, ako aj limity rôznych energetických systémov a typov pohonov v oblasti mobility a objasnil, že vodík je ideálnym nosičom energie. Nemecký automobilový priemysel, bohužiaľ, doteraz výhody ignoroval. V ázijských krajinách sú oveľa ďalej. Odhaduje sa, že za dva roky si od nás budeme môcť kúpiť aj ďalšie autá na vodíkový pohon.
Rozsiahle a početné otázky a príspevky do diskusie od veľmi zainteresovaných a v niektorých prípadoch aj dobre informovaného publika prispeli k všestranne úspešnej udalosti.