Što je vodik? Gdje se koristi vodik?

Vodik je prirodni kemijski element i istovremeno najčešći element u svemiru.  On osim toga ima najmanju atomsku masu i 14 puta je lakši od zraka. Vodik se na Zemlji ne nalazi u čistom obliku, već u kombinaciji s drugim elementima. Prije svega s kisikom, odnosno u vodi (H2O).

Kao sirovina se vodik već odavno koristi u kemijskoj industriji, na primjer za proizvodnju amonijaka, koji je temelj u produkciji gnojiva. Kao energent za proizvodnju struje vodik se koristi i u automobilima s gorivnim člancima. U Njemačkoj se po podacima Nacionalne strategija za vodik (NWS, 2020) godišnje potroši oko 1,65 milijuna tona vodika – s ukupnom energetskom bilancom od oko 55 teravat-sati.

Kako se proizvodi vodik?

Vodik se proizvodi iz na primjer vode, plina ili nafte. Postupci dobivanja vodika se razlikuju, ovisno o fosilnoj vrsti goriva. Za sada se vodik uglavnom dobiva iz metana, koji je glavni sastavni dio zemnog plina. Taj postupak nije ekološki. Prilikom produkcije takozvanog sivog vodika nastaje i veća količina ugljičnog dioksida (CO2) koji je štetan za okoliš.

Ako se ugljični dioksid u tom postupku negdje pohranjuje, onda se vodik naziva – plavim. Ako se pritom dobiva čvrsti ugljik, onda je to tirkizni vodik. Za klimu je najbolji zeleni vodik, koji se proizvodi klimatski neutralno, uz pomoć eko-struje dobivene iz snage vjetra ili sunca. U toj takozvanoj elektrolizi se uz pomoć „zelene" struje vodu „rastavlja" na vodik i kisik. U Njemačkoj za sada nema puno „zelenog" vodika, ali je on sve popularniji i traženiji.

Zašto je vodik važan za budućnost?

Vodik se smatra ključnim dijelom budućeg, klimatski neutralnog, energetskog miksa. Korištenjem njegove energetske vrijednosti trebale bi se popuniti „rupe" u opskrbi energijom, a vodik bi se trebalo koristiti na onim područjima gdje se ne može koristiti električnu energiju. Vodik se kao energent može „skladištiti", transportirati i koristiti za konverziju energije. On je važan proizvod, pogotovo u industriji.

"Postoji tako puno stvari u našem energetskom sustavu, u prometu, kod grijanja ili u industrijskim procesima, koje možemo direktno elektrificirati. A gdje god možemo nešto elektrificirati, to moramo u učiniti", kaže šef Europskog udruženja vjetroenergije Windeurope, Giles Dickson. "Ali ne možemo sve direktno elektrificirati." I upravo tu na scenu stupa vodik, "za jedan dio teške industrije, za dijelove teretnog prometa, koje moramo dekarbonizirati uz pomoć vodika."

Vodik bi trebao preuzeti ključnu funkciju u industriji čelika: tamo gdje se do sada koristio ugljik, ubuduće bi se trebalo koristiti vodik. „Otpad" u tom proizvodnom procesu više ne bi bio klimatski štetni CO2, nego voda. Prelazak na novi proizvodni postupak je vrlo skup, ali može imati ogroman učinak: čeličane su u Njemačkoj, po vlastitim navodima, odgovorne za industrijsku emisiju oko 30 posto CO2.

Koliko vodika treba Njemačkoj?

Za 2030. savezna vlada u svojoj strategiji predviđa potrebu od oko 90-110 teravat-sati u Njemačkoj. Od toga bi po dosadašnjim planovima i do 14 teravat-sati trebalo biti producirano uz pomoć novih postrojenja za elektrolizu u Njemačkoj. Najveći dio potreba za vodikom trebalo bi se „pokriti" – uvozom.

To je trenutna situacija, ali ona se može i promijeniti. Još tijekom ove godine vlada u Berlinu, sudeći po onome što stoji u koalicijskom ugovoru „semafor-koalicije", namjerava aktualizirati strategiju po pitanju vodika. A planovi su ambiciozni. U koalicijskom ugovoru naime stoji da bi se do 2030. kapaciteti proizvodnje u usporedbi s već spomenutim NWS-om iz 2020. trebali udvostručiti.

Uvoz vodika, ali odakle?

Savezna vlada karte polaže između ostaloga na međunarodnu suradnju, na primjer s Australijom i Afrikom, regijama s puno sunčeve energije. Analiza po pitanju Afrike je došla do spoznaje da se vodik dobiven na sjeveru Afrike uz pomoć solarne energije može proizvoditi puno jeftinije nego u Njemačkoj.

I njemačke firme već odavno rade na izgradnji distribucijskih mreža, kako bi se već za nekoliko godina klimatski neutralni vodik mogao „dopremiti" u Njemačku. Energetski koncern E.ON i kemijski koncern Covestro sklopili su ugovor s jednim australskim poduzećem. Ovih dana je objavljeno da E.ON i energetski koncern Uniper ubuduće žele uvoziti zeleni vodik iz – Kanade.

Vodik umjesto zemnog plina u elektranama?

To je i ideja. Nove plinske elektrane bi se već sad trebalo graditi, kako kažu stručnjaci, „H2-ready". Tako se otvara mogućnost da se u tim elektranama kasnije koristi vodik. I tako bi se trebala osigurati opskrba strujom i onda kada ne puše dovoljno vjetra ili nema dovoljno sunca. Zemni plin se do sada smatrao „prijelaznim" energentom, kao most za nove vrste energije. Još uvijek je doduše posve nejasno kako će se na sve to odraziti plinska kriza u kontekstu ruskog rata u Ukrajini. „Rat samo ubrzava zelenu agendu oko vodika", rekao je već sredinom ožujka državni tajnik zadužena za klimatsku politiku Patrick Graichen.

Gdje se vodik koristi? Hoće li ga biti dovoljno?

U situacijama u kojima se vodik ne koristi na licu mjesta, odmah pored postrojenja za elektrolizu u nekoj kemijskoj tvornici, on bi trebao biti distribuiran do korisnika. Plinovodi su već odavno krenuli s planiranjem distribucije. Takozvana „H2-mreža" bi 2030. u Njemačkoj trebala biti duga oko 5100 kilometara. Od toga se 3700 kilometara oslanja na postojeću, ali modificiranu mrežu plinovoda. Svejedno će ova stvar biti jako skupa: procjenjuje se da će investicijski troškovi iznositi oko šest milijardi eura.

Ambiciozan plan je ogroman izazov za politiku i privredu. Za puno planiranih područja primjene tek se mora pronaći rješenja kako bi se vodik moglo uopće koristiti u velikom stilu. Osim toga, zeleni vodik još neko vrijeme neće biti na raspolaganju u dovoljnim količinama i po tržišno konkurentnim cijenama. I na koncu mora se izgraditi distributivnu mrežu kako bi ga se prebacilo tamo gdje je potreban.

Istovremeno se dakle mora organizirati potražnju, infrastrukturu i ponudu. Zato je savezna vlada koncem svibnja 2021. „dizajnirala" program poticaja težak nekoliko milijardi eura s posebnim fokusom na vodik. Radi se o programu "Important Projects of Common European Interest" koji obuhvaća 62 velika projekta vezana uz zeleni vodik.

ARD/tagesschau.de/ms

Pratite nas i na Facebooku, preko Twittera, na Youtubeu, kao i na Instagramu