Paliva budoucnosti: Je „hydrogen“ cesta ven?

Novinové titulky budou zase na několik dní zaměstnány komentáři k rostoucím cenám pohonných hmot. Bude to trvat jen pár dní a skoro všichni si na novou úroveň zvyknou a v podstatě ji dříve nebo později příjmou jako nutné zlo. Kdosi řekl: „Změna je jediná jistota“. V případě cen ropných produktů lze za jistotu považovat pouze růst. Co se ale stane ve chvíli kdy dojdou zásoby? Ten okamžik se zdá být stále ještě příliš vzdálený a zřejmě jej budou mít na stole až naše děti….

Pro země, které disponují černým zlatem se na obzoru rýsuje problém v podobě náhlého vyhasnutí bohatého zdroje příjmů státních rozpočtů. Vyspělé země produkující ropu vytváří rezervní fondy, do kterých již léta ukládají určité procento z ropných příjmů. Takový fond s astronomickým zůstatkem má například Norsko, kde je legislativně ošetřeno, za jakých podmínek z něj lze čerpat prostředky. Budoucí generace Norů tak budou mít zajištěn vysoký životní standard i po vyčerpání zásob přírodního bohatství.

Pro výrobce automobilů může být vyčerpání zásob ropy také velkou existenční hrozbou a tak ti prozíraví již nyní hledají cesty, jak za pár (desítek) let bude vypadat standardní pohonná jednotka. K palivovým článkům je to od spalovacího motoru přece jen poměrně daleká cesta, takže se hledá jednodušší náhrada. Stále větší popularitu má vodík, který se po relativně malých úpravách současných motorů dá efektivně využít.

Vodík-nejrozšířenější prvek ve vesmíru- má velmi vítanou vlastnost, jeho spalováním totiž nevznikají emise přítomné spalováním uhlovodíkových paliv (CO, HC, PM, CO2). Poněkud horší je bilance v celkovém řetězci (tj. od výroby vodíku až jeho použití v automobilu), ale i zde lze docílit výrazných zlepšení proti současnému stavu. K dalším přednostem patří možnost zapálit směs vzduchu a vodíku v širokém rozsahu a již od chudé směsi (4%).

Negativem vodíku je nízká antidetonační odolnost, nižší výhřevnost jednotkového objemu směsi a nebezpečí tzv. vodíkové křehkosti u běžných konstrukčních materiálů v motorech. Připočteme-li problémy s neexistující infrastrukturou a náročnější zabezpečení, problémů k řešení je více než dost.

V České republice se výzkumu spalování vodíku věnují technické univerzity v Praze a Liberci. Jedním z výsledků rozsáhlého programu je zpráva, která poněkud kalí nadšení z čistoty emisí, kterou slibují vzorce chemických reakcí. Při experimentech na zkušebním jednoválcovém pístovém motoru je v Liberci používán vodík s nejhorší čistotou (99,9%), který je během výrobního procesu (parní reforming zemního plynu) znečištěn různými uhlovodíkovými sloučeninami. Ty se pak objeví i v detailní analýze emisí. K nejzávažnějším škodlivinám, které byly nalezeny ve výfukových plynech patří benzen (prokazatelně rakovinotvorná látka). Jeho koncentrace jsou srovnatelné se spalováním zemního plynu, ale desetkrát menší než při spalování nafty. Produkce aldehydů je při spalování vodíku 7x menší než při spalování zemního plynu a 30x menší než při spalování nafty.

I přes výše uvedené vady na kráse by samotné spalování vodíku bylo významným ekologickým přínosem. Do hodnocení „zisků“ je nutno započítat produkci emisí v celém řetězci (výroba paliva-spotřeba paliva), která může být v současné době v případě produkce CO2 buď 10x nižší nebo 2x vyšší než při spalování uhlovodíkových paliv, to podle toho, jaké technologie je při výrobě vodíku použito. Vyšší čistoty a efektivity řetězce by se mělo v budoucnosti dosáhnout zavedením elektrolytických generátorů vodíku.

Ptáte-li se co to všechno bude stát, nejste sami...