Austrálie – budoucí exportér vodíku?

Austrálie je dnes největším exportérem zkapalněného zemního plynu (LNG) a druhým největším vývozcem uhlí, ale zaostává v oblasti obnovitelné energie. To se ale může brzy změnit, protože nejbližší obchodní partneři – Čína, Jižní Korea a Japonsko – obnovitelné zdroje mohutně rozvíjejí. Austrálie se bude muset přizpůsobit, jinak ztratí své zákazníky. Může začít exportovat sluneční záření ve formě vodíku. Australský přední vědec, Alan Finkel, byl pověřen úkolem vyvinout národní vodíkovou strategii. Vodík je skladovatelné a přepravovatelné palivo, které lze čistě vyrábět štěpením vodních molekul pomocí elektřiny vyrobené ze sluneční nebo větrné energie. Svým obrovským prostorem vhodným pro využití sluneční a větrné energie je Austrálie předurčena k tomu, aby se stala ve světě velmocí ve výrobě vodíku.

V loňském finančním roce přispěl vývoz fosilních paliv do rozpočtu Austrálie 55 miliony australských dolarů (33 miliony US dolarů). V roce 2019 by to mělo být až 76 milionů austr. dolarů. Velké množství energie kupuje například Japonsko: kupuje 45 % LNG a 39 % uhlí. Od fukušimské havárie v roce 2011 je Japonsko z 94 % závislé na dovozu energetických zdrojů. Podle Pařížské klimatické dohody se Japonsko zavázalo snížit emise CO₂ do roku 2030 o 26 % a do roku 2050 o 80 %. Protože zde není dostatek prostoru ani slunečního záření, musí Japonsko bezuhlíkovou energii dovážet, aby mohlo splnit tyto cíle (nebo znovu nastartovat všechny jaderné reaktory - pozn. red.). Řešení vidí v dovozu čistého vodíku. Ve své národní vodíkové strategii z roku 2017 Japonsko předpokládá, že by mohlo do konce třicátých let získat výkon 15 GW až 30 GW elektřiny na bázi dováženého vodíku.

Koncepce zásobování světa vodíkem není nová

V roce 1923 navrhl biolog J. B. S. Holdane ve Spojeném království síť větrných mlýnů, které by vyráběly elektřinu určenou pro štěpení molekul vody k výrobě vodíku. Při spalování vodíku se emituje jako odpad pouze vodní pára. Tato myšlenka se od té doby zkoumá, ale zatím se nikde neujala. Dnes je ale jiná situace, protože z Japonska a Jižní Koreje přijde velká budoucí poptávka po vodíku. Jiným faktorem hovořícím ve prospěch výroby vodíku je klesající cena elektřiny z obnovitelných zdrojů, která při výrobě vodíku představuje největší nákladovou položku. Od roku 2010, kdy Čína široce rozjela výrobu solárních panelů a větrných turbín, klesly náklady na sluneční energii o 80 % a z větrných elektráren o 50 %. Cena elektřiny v posledních deseti letech klesla až natolik, že umožňuje vyrábět vodík za náklady téměř konkurenční s fosilními palivy. Cílem bude získávat jeden kilogram vodíku za asi 2 austr. dolary místo současných asi 6 austr. dolarů. Předpokladem je ale vyrábět vodík ve velmi velkém měřítku.

Mnoho úkolů čeká na vyřešení

Dnes již víme, jak vodík vyrábět, skladovat a přepravovat, ale existující technologie je velmi drahá. Ve všech technologických oblastech jsou nezbytné inovace, aby bylo možno snížit náklady celého dodavatelského řetězce. Jednou z možností je zkapalňování vodíku. Avšak na rozdíl od zkapalnění zemního plynu, kdy k tomu stačí teplota –161 °C, u vodíku je zapotřebí teplota –253 °C. Zvýšení efektivnosti v této oblasti bude proto jedním z úkolů výzkumu. Další možností je přeměnit vodík na snadno rozložitelné sloučeniny, například na hydridy kovu. Klíčovým problémem je však stále snižování nákladů na zařízení pro štěpení vody na vodík a kyslík. Sériová výroba těchto zařízení může podstatně snížit náklady. Dokud však nebude dostatečná poptávka po vodíku, výroba zařízení se nezvýší. Vypadá to tak, že další vývoj bude pokračovat malými krůčky. Austrálie ovšem není jedinou zemí, která se chce stát vývozcem vodíku. O totéž se snaží například Qatar, Saudská Arábie či Norsko. Evropská unie by se ráda stala odběratelem vodíku z těchto zemí, což platí i o asijsko-pacifických zemích, pokud by Austrálie s novou technologií neuspěla. Pro Austrálii je přechod od fosilních paliv k vodíku jak příležitostí, tak i rizikem. Rizikem je ztráta vývozu fosilních paliv, příležitostí je velká výroba vodíku, která by vyvážila i ztrátu exportu fosilních paliv.

Vodíkové plány Norska

Norské plány sní o výrobě kapalného vodíku pro export do Japonska. Norsko dnes vyrábí 96 % elektřiny ve vodních elektrárnách a tato elektřina by mohla sloužit k výrobě čistého vodíku ve velkém měřítku. Norsko rovněž plánuje vyrábět vodík ze zemního plynu. Směs zemního plynu a páry slouží k výrobě směsi vodíku a oxidu uhličitého v rámci již existujícího průmyslového procesu. Po oddělení vodíku zbývá vysokotlaký proud čistého CO₂ k přímému uložení do podzemních prostorů, aby byl izolován od atmosféry. Výhodou této technologie je, že je vhodnější k masové výrobě vodíku a tím k nastartování jeho exportu.

Zdroj: James Mitchell Crow: Exporting sunshine. New Scientist, 2019, č. 3233. s. 20-21

Graf: Odhad možností exportu australského vodíku podle tří scénářů.