Jeśli nie węgiel, to co?

Czy wodór będzie paliwem przyszłości?

Wodór to idealna recepta, by ludzkość zerwała z uzależnieniem od paliw kopalnych, czyli ropy, gazu i węgla, których spalanie powoduje emisję dwutlenku węgla. Ale czy jeden pierwiastek może nas uratować przed katastrofą klimatyczną?
rysunki JAN ROSIEK

Wodór jest najprostszym i jednym z najpowszechniejszych pierwiastków na Ziemi. Stosuje się go w przemyśle, na przykład do rafinacji ropy naftowej czy produkcji nawozów. Od kilku lat coraz częściej słychać, że jest też szansą na rewolucję w całej energetyce i innych gałęziach gospodarki. „Można go produkować wszędzie tam, gdzie jest dostęp do prądu i wody. Można z niego generować ciepło lub energię elektryczną. Można go produkować, przechowywać, transportować i używać bez toksycznych zanieczyszczeń i emisji dwutlenku węgla. Przenosi trzy razy więcej energii na jednostkę masy niż benzyna, olej napędowy lub paliwo lotnicze. Za pośrednictwem ogniwa paliwowego może dostarczać energię z efektywnością 60 procent [dla porównania polskie elektrownie są w stanie wykorzystać tylko 30 procent wartości energetycznej, jaką zawiera spalany przez nie węgiel – przyp. J.P.]. Można go przepompować z podobną szybkością jak ciekłe węglowodory [czyli transportować go równie efektywnie jak dzisiaj gaz i ropę – przyp. J.P.]. I spala się w temperaturze podobnej do gazu ziemnego” – wylicza na swoim blogu energetyczny guru Michael Liebreich, założyciel serwisu Bloomberg New Energy Finance. W kraju takim jak Polska, który mocno polega na imporcie ropy i gazu, nie można też zapominać o aspekcie geostrategicznym. Wodór może być szansą na uniezależnienie się od zewnętrznych dostawców paliw.

W czystej postaci wodór występuje tylko w śladowym stężeniu w atmosferze. Łatwo wchodzi w reakcje z innymi pierwiastkami, tworząc z nimi związki, głównie organiczne. Stanowi zatem składnik gazu ziemnego, produktów ropopochodnych, węgla, biomasy, a jego największe zasoby są zmagazynowane w wodzie: H2O to dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu. Wyzwanie polega na tym, by pozyskać go w sposób bezemisyjny. Można tego dokonać przez elektrolizę wody przy użyciu energii wiatru i słońca.

Elektroliza to proces, w którym cząsteczki wody poddaje się przepływowi energii elektrycznej, co powoduje zerwanie połączeń między atomami wodoru i tlenu. Metoda ta jest znana od dawna: w 1800 roku odkryli ją dwaj brytyjscy uczeni, Anthony Carlisle i William Nicholson. W ciągu ponad dwóch stuleci nie udało się jej udoskonalić na tyle, by rozbijać cząsteczki H2O tanio, szybko i efektywnie: atomy je tworzące są związane ze sobą tak mocno, że trzeba w tym celu dostarczyć więcej energii, niż da się następnie odzyskać znanymi ludziom metodami. Koszty pozyskania wodoru pozostają zatem wyższe, niż warta jest energia uzyskana z jego spalenia. Proces ten jest więc nieopłacalny – przynajmniej dzisiaj. Tym jednak zajmiemy się za chwilę.

Dlaczego zatem ludzkość zainteresowała się wodorem jako nośnikiem energii? W 1970 roku amerykański fizyk Lawrence W. Jones z Uniwersytetu w Michigan opublikował pracęToward a Liquid Hydrogen Fuel Economy(Ku gospodarce napędzanej płynnym wodorem), w której napisał, że wykorzystanie tego pierwiastka jawi się jako rozwiązanie problemu zanieczyszczenia środowiska. Kilka lat później w Japonii zaangażowano ogromne środki w badania nad energetyką słoneczną, geotermalną i właśnie wodorową, co było pokłosiem gwałtownego wzrostu cen ropy naftowej wywołanego embargiem, jakie …

Chcesz przeczytać do końca? Wykup dostęp online

Liczba artykułów dostępnych w całości bez logowania się w naszym serwisie: 0 z 0

Wykup dostęp online

Tekst ukazał się w grudniowym numerze miesięcznika „Pismo. Magazyn opinii” (12/2020) pod tytułem Niech zazieleni się wodór. 

FreshMail.pl