Jak se vyrábí „větrný plyn“ a proč je důležitý

Obnovitelné zdroje jsou zřejmě jedinou nadějí proti globálnímu oteplení, ale jejich produkce elektřiny a tepla je nestabilní. Proto k sobě potřebují vhodný tandem, neboli úschovnu energie pro období poklesu nebo přerušení jejich výkonu. U vodní energie to je například vodní nádrž, u fotofoltaiky bateriové úložiště, u fototermiky akumulace tepla do vody. Pro větrnou elektrárnu to může být například „větrný plyn“.

Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 2/2021.

Větrný plyn se stále více využívá například v Německu. Organizace Greenpeace založila již v roce 1999 energetické družstvo Greenpeace Energy, které se postupně etablovalo jako jeden z lídrů v oblasti dodavatelů „zelené“ energie. V roce 2011 družstvo otevřelo projekt Windgas pro uskladnění elektřiny z větrných elektráren ve formě vodíku a metanu, tzv. větrného plynu. Pro získání finančních prostředků byl k ceně dodávaného zemního plynu zahrnut příplatek 0,004 eur/kWh na vývoj a stavbu elektrolyzérů pro větrné elektrárny. Cílem byla výroba větrného plynu ve vlastních závodech.

Windgas (v češtině „větrný plyn“), je dnes již zavedený název pro ekologicky přijatelný plyn, vyrobený v generátoru pomocí elektřiny z větrných elektráren (když bude zdrojem elektřiny solární elektrárna, mluvíme o solárním plynu apod.). Tímto plynem může být (v současnosti) vodík nebo metan. Důležité je, že k výrobě se přednostně použije přebytková elektřina, kterou již nepojme elektrická síť. Větrný plyn se vyrábí elektrolýzou: elektrický proud rozloží vodu na vodík a kyslík a vodík se potom odvádí do plynovodů až do podílu 5 % objemových.

Potenciál větrného plynu je však větší. Přidáním oxidu uhličitého k vodíku v dalším kroku se získá metan. Proces je ale dražší a méně efektivní, než výroba vodíku a musíme mít ekologicky přijatelný zdroj CO2. Ten může být z výrobních procesů (pivovary) nebo ekologicky nezávadný z bioplynových stanic a dokonce i přímo z atmosféry. Na straně druhé pro „zelený“ metan neexistují žádná podstatná omezení dodávek i do standardní plynárenské soustavy. „Nová energie“ se distribuuje – podobně jako zemní plyn – jako palivo do plynových spotřebičů, pro kogenerační jednotky či do plynových elektráren.

Na rozdíl od elektrické sítě, kde je skladování elektřiny stále ještě problematické, je možné větrný plyn v plynovodní síti skladovat i ve velkých zásobnících po mnoho měsíců. Proto se někdy označuje jako plyn skladovací. Když bude dostatek elektrické energie z větru a pokud se plyn zpětně přemění na elektřinu, již dnes by postačil na pokrytí spotřeby v Německu po dobu dvou až tří měsíců. Kapacity úložišť by se v budoucnu mohly zvětšit i tak, že by větrný plyn mohl nahradit fosilní zemní plyn dokonce úplně.

Zkušenosti se spojením větrných elektráren a výroby vodíku mají i jinde. Např. norská společnost NEL, zabývající se výrobou elektrolyzérů, cílí na to, aby se cena výroby zeleného vodíku dostala do roku 2025 na úroveň okolo 1,5 USD/kg a byla tak schopná konkurovat vodíku z fosilních zdrojů.

Startup H2Pro z Izraele zase získal od podnikatele Billa Gatese 22 milionů dolarů na komercializaci nového typu elektrolyzéru, který k výrobě zeleného vodíku využívá elektřinu z OZE. Přispět k výrobě zeleného vodíku se rozhodly i některé další firmy, mezi které patří i automobilka Hyundai nebo japonská strojírenská společnost Sumitomo.

O vodík se hlásí i mobilita. Jeden kg vodíku obsahuje 33 kWh energie, zatímco elektrický akumulátor má v 1 kg jen 0,24 kWh, takže aby se energeticky vyrovnal 1 kg vodíku, musí vážit 140 kg. Dnes vychází náklady za vodík podobně jako u benzinu nebo nafty. Vodíkové auto v průměru spotřebuje 1 kg vodíku na 100 kilometrů, což při ceně 9,50 eur vyjde na necelé 2,40 Kč/km jízdy. Na nádrž dojede zhruba 700 km.

U Berlína se buduje v hloubce přibližně 1000 m úložiště na vodík o objemu 500 m3, kde má být skladováno 5–6 tun vodíku. Bude se řešit zejména stupeň čistoty vodíku po jeho odebrání kvůli použití v odvětví mobility. A chystají se další projekty s ještě o řády větší kapacitou.

Jaroslav Peterka (Zdroje: Greenpeace Energy a další)

Obrázky:

Výroba vodíku v elektrárně Orsted Avedøre na okraji Kodaně (Dánsko), napojené na pobřežní větrné elektrárny.  Foto archiv/Orsted

Elektrolyzéry Siemens ve firmě Windgas Hassfurt (Německo) jsou připojeny na městskou větrnou farmu. Foto archiv/Hassfurt

Demonstrační závod firmy Uniper pro skladování větrné energie v síti zemního plynu ve Falkenhagenu (Německo). Foto archiv/Uniper

Komentáře ke článku 1

  • ivulenka

    Děkuji moc za tento velice zajímavý článek. I my jsme si třeba nedávno chtěli udělat takový menší rekonstrukt našeho bytu a byla to tedy opravdová fuška. Tedy větrný byt to přímo není, ale že by to byl nějaký ultra neekologický, to se říci také nedá. Díky této firmě zde – http://www.pwinterier.cz , to všechno bylo asi tak o 1000% jednodušší 🙂

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *