Vodíková budúcnosť bez jadrových elektrární
Nedávny vývoj cien fosílnych palív a technologický pokrok naznačujú, že najlepším riešením bude vodík vyrábaný elektrolýzou poháňanou elektrickou energiou z jadrových elektrární.
Prevažná väčšina súčasnej výroby vodíka pochádza zo zemného plynu. Takto vyrábaný vodík zostáva v podstate fosílnym palivom. Nízkouhlíkové alternatívy však boli doteraz v porovnaní s týmto vodíkom neúmerne drahé. Ide o tzv. zelený vodík, vyrábaný elektrolýzou poháňanou obnoviteľnou energiou, alebo tzv. ružový vodík, tiež vyrábaný elektrolýzou, ale poháňaný elektrickou energiou z jadra.
V poslednom čase sú však výrobcovia vodíka zo zemného plynu čoraz viac nútení prechádzať na technológie, ktoré dokážu zachytávať a ukladať takto vzniknutý CO2. V dôsledku toho sa očakáva, že náklady na výrobu vodíka zo zemného plynu sa výrazne zvýšia.
Agentúra OECD pre jadrovú energiu (NEA) odhaduje, že by to mohlo byť až 5,87 USD/kg, a to aj pri zohľadnení veľkej nestability dodávok plynu v súčasnom svete. Pri takomto vývoji by sa cena vodíka vyrábaného elektrolýzou z OZE s premenlivým výkonom, t. j. zo solárnych a veterných elektrární, ktorá by podľa NEA mohla klesnúť na 0,77 USD/kg, stala zrazu vysoko konkurencieschopnou.
Ešte optimistickejšie sú odhady ceny vodíka vyrábaného pomocou jadrových elektrární. NEA uvádza, že pri spoločnej priemyselnej infraštruktúre, ktorá by minimalizovala náklady na skladovanie, prepravu a distribúciu vodíka, by náklady na výrobu vodíka v jadrových elektrárňach vyšli na 0,16 USD/kg pre systém s kapacitou 500 Mwe, čo je zariadenie, ktoré uspokojí trvalý dopyt veľkého priemyselného komplexu.
NEA však zároveň zdôrazňuje, že budúcnosť vodíkovej energie v žiadnom prípade nie je bez ambicióznej politickej podpory. Jej štúdia totiž poukazuje nielen na obrovský potenciál, ale aj na obrovskú náročnosť tejto výzvy. V súčasnosti sa na celom svete ročne vyrobí približne 90 miliónov ton vodíka.
Podľa nedávnej analýzy Medzinárodnej energetickej agentúry (IEA) by však dopyt mohol do roku 2050 dosiahnuť až 500 miliónov ton. Súčasná elektrolýza zvyčajne vyžaduje približne 50 kWh elektrickej energie na výrobu 1 kg vodíka. Uspokojenie predpokladaného dopytu by si preto do roku 2050 vyžadovalo 4500 TWh nízkouhlíkovej elektrickej energie ročne, čo je približne 1,5-násobok súčasnej ročnej spotreby elektrickej energie v celej Európe.
Zvýšenie výroby bezuhlíkového vodíka na celých 500 miliónov ton ročne preto nevyhnutne znamená zvýšenie výroby čistej elektrickej energie o niekoľko rádov. V tejto súvislosti rastie aj význam jadrovej energie. Medzinárodná agentúra pre atómovú energiu (MAAE) preto vo svojej najnovšej prognóze zvýšila svoje odhady rastu výroby jadrovej energie a očakáva, že svetová kapacita sa do roku 2050 viac ako zdvojnásobí na 873 GWe v porovnaní so súčasnými približne 390 GWe.
Hoci vodík zohráva vo svetovej energetike zanedbateľnú úlohu, pripravujú sa a v niektorých prípadoch už prebiehajú pozoruhodné projekty.
Významným impulzom pre vodíkovú energiu je prelomový zákon o znížení inflácie v USA, ktorý vyčlenil 9,5 miliardy USD na výrobu čistého vodíka. Americké ministerstvo energetiky odhaduje, že jadrová energia by potenciálne mohla vyrábať vodík na pokrytie až 15 % celkového národného dopytu.
Prvým zariadením na výrobu čistého vodíka z jadrovej energie v USA je elektráreň Nine Mile Point v Oswegu v štáte New York, ktorá začala vyrábať vodík na jar tohto roku. Očakáva sa, že jeden reaktor začne dodávať čistý vodík aj do jadrovej elektrárne Davis-Besse v Oak Harbor v štáte Ohio do konca tohto roka. Cieľom projektu je preukázať životaschopnosť nízkoteplotného systému elektrolýzy s potenciálnym využitím pre miestne výrobné a dopravné služby a na dodávanie paliva pre autobusový park.
Na druhej strane, vysokoteplotná elektrolýza sa má demonštrovať v rámci projektu spoločností Bloom Energy a Xcel Energy v jadrovej elektrárni Prairie Island. Očakáva sa, že výroba v Red Wing v Minnesote sa začne začiatkom roka 2024, zatiaľ čo v tom istom roku by mala začať vyrábať vodík aj elektráreň Palo Verde v Tonopahu v Arizone.
Arizona Public Service a PNW Hydrogen by chceli vyrobený plyn využívať na výrobu elektrickej energie v čase vysokého dopytu alebo na výrobu chemikálií a palív. Ďalší program U.S. DOE Hydrogen Shot podporuje financovanie celkovo až 10 regionálnych centier čistého vodíka v USA.
V Spojenom kráľovstve chemický gigant INEOS nedávno oznámil, že začal prieskumné rokovania so spoločnosťou Rolls Royce, ktorá vyvíja technológiu malých modulárnych reaktorov, s cieľom dekarbonizovať obrovskú rafinériu Grangemouth v Škótsku.
INEOS zároveň získal grant od vlády Severného Porýnia-Vestfálska v Nemecku na štúdiu uskutočniteľnosti výstavby 100 MW elektrárne na elektrolýzu v Kolíne nad Rýnom. Celá skupina INEOS má v úmysle v najbližších rokoch investovať 2 miliardy EUR do balíka ekologických vodíkových projektov v celej Európe.