Největší vodíkové úložiště energie na světě

Energiepark Mainz zahájil provoz v červenci a k výrobě „zeleného“ vodíku používá přebytečnou elektřinu z okolních větrných elektráren. Výrobna dokáže během pouhých několika sekund od zaznamenání zvýšené produkce elektřiny pojmout výkon až 6 MW, což z ní činí největší zařízení svého druhu na světě. Předpokládaná produkce vodíku je 200 tun ročně. Takovéto množství plynu by například postačilo pro až 2 000 českých řidičů na celý rok (tuzemští motoristé ročně nejčastěji ujedou mezi deseti a dvaceti tisíci kilometry). Vodík vyrobený v Energieparku Mainz je využíván v průmyslu, je dopravován do vodíkových čerpacích stanic nebo je přidáván do stávající infrastruktury zemního plynu. Pod elektrotechnickým řešením projektu je podepsána společnost Siemens, za čištění, kondenzaci a uskladnění vodíku zodpovídá firma Linde. Vědeckou záštitu poskytla RheinMainská univerzita.

Srdcem zařízení je vysokotlaký elektrolyzér se speciální membránou propustnou výhradně pro protony, tedy ionty vodíku. Tato tzv. protonově výměnná membrána (zkráceně „PEM“ z anglického „proton exchange membrane“) vytváří přepážku mezi dvěma elektrodami, na nichž dochází k elektrickému rozkladu vody. Po rozpadu vody u kladné elektrody je kladně nabitý vodíkový iont odveden skrz membránu k záporné elektrodě, kde vznikají dvouatomové molekuly plynného vodíku. Takto vzniklý plyn je pak dále odváděn do zásobníků, přičemž tlak plynu vystupujícího z elektrolyzéru dosahuje až 35 barů a pro další zpracování už tedy nepotřebuje další stlačování. Mezi hlavní výhody membrány typu PEM však patří zejména její schopnost vést relativně velké množství elektrického proudu na jednotku plochy.

Všemocný vodík

Vyrobený vodík představuje surovinu s obrovským potenciálem pro celou řadu aplikací – ostatně se ho na celém světě spotřebuje každý rok těžko představitelných 500 bilionů metrů krychlových. Přibližně 95 % z tohoto množství je však vyrobeno z uhlovodíkových plynů; elektrolýza, jejímž vstupním materiálem je pouze voda, tak představuje zajímavou alternativu. Spotřeba vody je navíc překvapivě malá – pro uložení energie vyrobené jednou větrnou turbínou, což činí v průměru zhruba 4 GWh, ve formě vodíku, je potřeba pouhých 700 metrů krychlových vody, tedy zhruba tolik, kolik za rok spotřebuje pět domácností.

Vodík může být zpětně využit k výrobě elektřiny, elektrolýza vody tak slouží v podstatě jako další z možných způsobů pro uskladnění nadbytečné elektřiny při krátkodobých fluktuacích. Reakcí vodíku s CO₂ lze vyrábět metan, hlavní složku zemního plynu, který může být dále zužitkován k vytápění, jako palivo do automobilů atd. Vodík ovšem neslouží pouze jako palivo, ale hlavně jako důležitá surovina pro chemický průmysl. Reakcí s oxidem uhličitým za jiných podmínek lze vyrábět oxid uhelnatý (CO), hojně používaný zejména v organické chemii pro výrobu komplexnějších molekul (například metanolu, fosgenu atd.), s vodou jakožto vedlejším produktem. S využitím jiných katalyzátorů lze pak obdobným způsobem vyrábět i kyselinu mravenčí.

Elektrolytická výrobna vodíku dokáže zužitkovávat nárazové produkční špičky a efektivně eliminovat neduhy spojené s nadprodukcí elektřiny z obnovitelných zdrojů. Pro Siemens, který je jedním z největších výrobců větrných elektráren na světě, je tato technologie dalším krokem k efektivní akumulaci elektrické energie.

Inženýři společnosti Siemens vyvinuli elektrolyzér založený na výměně protonů s reakční dobou v řádech milisekund. Je tedy vhodný pro nestabilní toky elektrické energie.

Ve výzkumných laboratořích společnosti Siemens celosvětově pracuje 28 800 zaměstnanců, kteří pracují na nových řešeních pro oblast energetiky, průmyslu a zdravotnictví. Celkové investice v obchodním roce 2014 v této oblasti dosáhly 4,1 miliardy eur. Výsledkem je 8 600 nových vynálezů (tedy 39 každý pracovní den). Více informací o výzkumu a vývoji naleznete na http://www.siemens.cz/inovace.

Siemens Česká republika

Siemens patří mezi největší elektrotechnické firmy v České republice. Již 125 let je Siemens nedílnou součástí českého průmyslu a zárukou moderních a inovativních technologií. S počtem 9,2 tisíce zaměstnanců se řadí mezi největší zaměstnavatele v Česku. Své technologie, produkty a služby dodává zákazníkům ze soukromého i státního sektoru v oblasti energetiky, zdravotnictví, průmyslové a veřejné infrastruktury a informačních technologií. Skupina podniků Siemens v České republice vykázala v obchodním roce 2014 obrat 34,9 miliard Kč. Více informací naleznete na http://www.siemens.cz.

Koncern Siemens AG

Skupina Siemens Česká republika je součástí globálního elektrotechnického koncernu Siemens AG, který je přes 165 let synonymem pro špičkové technologie, inovace, kvalitu, spolehlivost a celosvětového působení. Společnost působí ve více jak 200 zemích a své aktivity rozvíjí zejména v oblastech elektrifikace, automatizace a digitalizace. Siemens AG patří k největším poskytovatelům technologií šetrných k životnímu prostředí. Siemens je jedničkou na trhu v instalaci offshore větrných elektráren, patří mezi hlavní dodavatele pro paroplynové zdroje a technologie pro přenos energie, je průkopníkem v oblasti řešení pro veřejnou infrastrukturu, průmyslovou automatizací a softwarová řešení. Společnost je také předním dodavatelem zdravotnických zobrazovacích zařízení a technologií pro laboratorní diagnostiku. Ve finančním roce 2014, který skončil 30. září 2014, dosáhl Siemens obratu 71,9 miliard EUR s čistým ziskem 5,5 miliard EUR a zaměstnával 357 tisíc zaměstnanců po celém světě. Více informací naleznete na http://www.siemens.com.

Autor

• (red)