Dokážete si představit začlenění jaderné energie a vodíku do jednoho systému? Tato kombinace může znít nestále, vezmeme-li v úvahu špatnou pověst, kterou má jaderná energie. Dává to však smysl, když uvážíte, že jaderná energie se bude používat k výrobě vodíku, který bude dále poskytovat obnovitelnou energii pro různá odvětví.
Je již téměř jasné, že vodík bude v budoucím energetickém hospodářství hrát významnou roli a nahradí fosilní paliva, jako je ropa, uhlí a zemní plyn, protože svět se v zájmu ochrany zemského klimatu odklání od zdrojů energie produkujících skleníkové plyny. Potenciál vodíku jako ekologicky přijatelného zdroje energie je obrovský. S výrobou, skladováním a dodávkami vodíku jako udržitelného zdroje paliva jsou však spojeny i technické problémy, které vyžadují intenzivní výzkum a vývoj.
Již za deset let dosáhne celosvětová poptávka po vodíku milionů tun ročně. Přestože je vodík považován za „čisté“ palivo, ne všechen vodík se vyrábí udržitelnými metodami. Aby vodík skutečně přispěl k hluboké dekarbonizaci, musí být vyráběn prostřednictvím nízkouhlíkových zdrojů energie. Ten je druhotný ve srovnání s jinými prioritami, jako je přímá elektrifikace odvětví dopravy, což znamená, že energie je k dispozici pro ekologickou výrobu vodíku až poté, co jsou nejprve uspokojeny „důležitější“ potřeby.
V krátkodobém horizontu, to znamená v příštích pěti letech do roku 2030, lze k výrobě vodíku použít elektrolýzu vody. Tento proces vyžaduje velké množství vody a elektrické energie, takže vyrobený vodík lze považovat za bezuhlíkový pouze tehdy, pokud je elektrická energie vyráběna z udržitelných zdrojů, konkrétně z větrných, fotovoltaických, vodních nebo jaderných elektráren.
Zachycování uhlíku je střednědobé řešení
V současné době se pracuje na řadě inovací, které lze využít k výrobě nízkouhlíkového vodíku ve střednědobém horizontu, a jednou z nich je zachycování uhlíku ve spojení s využitím fosilních paliv. Zachycování uhlíku je proces, při kterém se zachycuje a ukládá oxid uhličitý (CO₂) vznikající při výrobě vodíku.
Tento přístup je přínosný pro životní prostředí, protože zabraňuje pronikání škodlivých skleníkových plynů do atmosféry. Místo toho se CO₂ likviduje jedním z následujících způsobů: opětovným průmyslovým využitím (například při výrobě betonu nebo syntetických paliv), geologickým ukládáním (ve slaných vodonosných vrstvách nebo vyčerpaných ropných zásobnících) nebo mineralizací (přeměnou CO₂ na pevné, stabilní uhličitany).
Bohužel ne všechny tyto metody jsou monitorovány, aby bylo zajištěno skutečně bezpečné ukládání. Jsou spojeny s vysokými náklady a velkým množstvím energie a veřejnost má stále obavy z environmentálních rizik. Proto se jako atraktivnější zdroje energie pro výrobu vodíku jeví jaderná energetická řešení, jako je projekt sluneční a jaderné fúze Wisconsinské univerzity v Madisonu.
Pokročilá jaderná technologie vstupuje do hry
Další možností výroby ekologického vodíku jsou inovativní malé modulární reaktory (SMR). Tato forma pokročilé jaderné technologie umožní výrobu vodíku za výrazně vyšších teplot (1 300°C a více), což je účinný proces, který však vyžaduje velké vstupy tepla a vody.
Existují některé obecné výhody využití jaderné energie jako zdroje energie, ale také některé specifické pro výrobu vodíku:
- Nízké emise uhlíku: Systémy na výrobu vodíku mohou být poháněny jadernou energií, která neprodukuje emise skleníkových plynů.
- Stabilní dodávky energie: Na rozdíl od jiných forem obnovitelné energie, jako je solární a větrná energie, které jsou nepravidelné, jaderné elektrárny nabízejí stálý výkon pro výrobu vodíku.
- Hustota energie: Jaderná energie je energeticky hustý zdroj, který může podporovat rozsáhlou výrobu vodíku.
- Pokročilá integrace technologií: Jaderné reaktory dobře spolupracují s vysokoteplotní elektrolýzou vodíku, což zvyšuje účinnost.
Není pochyb o tom, že jaderná energie tu zůstane, a s tím, jak roste poptávka po vodíku jako zdroji paliva, je stále zřejmější, že s ní musí růst i výrobní odvětví. Po celém světě vznikají vodíkové závody, jako například závod na výrobu zeleného vodíku společnosti RWE v Německu, a pokud je vyráběný vodík obnovitelný, vypadá to s budoucností dekarbonizace dobře.