Jak přepravovat zelený vodík

Palivem budoucnosti se může podle odborníků stát vodík vyrobený elektrolýzou z vody. Širšímu využití zatím brání omezené možnosti jeho přepravy na větší vzdálenosti. Na řešení již nyní pracují přední dopravci, konkrétně navrhují novou generaci lodí, které by vodík při velmi nízkých teplotách blízkých absolutní nule transportovaly po celém světě. Jde o jednu z největších technologických výzev příštího desetiletí. Využívání vodíku jako alternativního paliva může pomoci naplnit cíle klimatické neutrality.

Největším problémem je udržet vodík zmrazený na minus 253 stupňů Celsia, tedy na teplotu pouze 20 stupňů nad absolutní nulou. To je o téměř 100 stupňů méně, než je teplota, při které se přepravuje zkapalněný zemní plyn (LNG). Jde o nejvyšší možnou hodnotu, při které vodík zůstává v kapalné formě, a přitom nehrozí, že praskne přepravní nádoba. 

První loď pro přepravu zmrazeného vodíku 

Vůbec první loď na světě pro přepravu zmrazeného vodíku postavila japonská společnost Kawasaki Heavy Industries. Plavidlo Suiso Frontier už prošlo námořními zkouškami a ještě letos by mělo vyrazit na první 9 tisíc kilometrů dlouhou testovací plavbu z Austrálie do Japonska. Loď s výtlakem 8 tisíc tun je dlouhá 116 metrů, nákladový prostor má objem 1 250 metrů krychlových, dvojité stěny a vakuovou izolaci. Prototyp bude jezdit na naftu, ale později má přejít na bezemisní vodíkové palivo. Výroba komerčního plavidla, které by mělo jít do provozu v roce 2030, má být zahájena do roku 2025. Na výrobě komerčního plavidla už pracuje jihokorejská společnost Korea Shipbuilding & Offshore Engineering. V rámci projektu vyvíjí novou vysokopevnostní ocel a i nové svařovací technologie, které zmírní riziko prasknutí potrubí nebo nádrží. 

Další řešení 

Zajímavé řešení zvolila norská přepravní společnost Wilhelmsen Group, jejíž loď, která bude přepravovat kapalný vodík pomocí kontejnerů nebo ve speciálních přívěsných zařízeních, by měla být v provozu už v první polovině roku 2024. 

Další společnosti a sdružení, jako například kanadská Ballard Power Systems nebo Australia's Global Energy Ventures, zkoumají možnosti dopravy vodíku stlačeného v plynném skupenství. Prototypy by měly být hotové nejpozději v letech 2025 nebo 2026. Výhodou tohoto přístupu je, že nevyžaduje žádné extrémní teploty, nevýhodou je ovšem kapacita. Stejně objemný kontejner přepraví 1 000 kilogramů stlačeného, ale až 3 000 kilogramů kapalného vodíku. 

Na vše jsou potřeba peníze 

Náročná technologie lodní přepravy zmrazeného vodíku s sebou přináší i finanční náročnost. Cena projektu se může v závislosti na velikosti vodíkového zásobníku pohybovat od 50 do 240 milionů amerických dolarů. 

Nezbytnou podmínkou, aby námořní vodíkové projekty byly úspěšné, je ovšem to, aby se vodík v příštích letech začal jako palivo využívat v opravdu velkém měřítku ve většině světa. Podle konzultantů McKinsey by celkové plánované investice do zavádění vodíku do energetiky mohly do roku 2030 dosáhnout více než 300 miliard dolarů. 

Velké plány 

Plány na energetické využívání vodíku v poslední době zveřejnilo více než 30 zemí. Kanada se chce stát jedním ze tří největších světových producentů vodíku a již vloni kanadská vláda zveřejnila svou vodíkovou strategii. Její plán počítá s podporou soukromých investorů ve výši až 40 miliard dolarů a s vytvořením 350 000 pracovních míst. Letos v březnu byla uzavřena dohoda o dodávkách kanadského zeleného vodíku do Německa, kterému bude na výrobu tohoto paliva budoucnosti v důsledku rychlého odstavování jaderných i uhelných elektráren chybět elektřina. Než budou k dispozici spolehlivé technologie pro přepravu vodíku, mělo by Německo odebírat i zkapalněný kanadský LNG. Obě země chtějí dosáhnout klimatické neutrality do roku 2050. 

Energetické využití vodíku jednoznačně podporuje i Evropská komise, která loni v červenci oznámila strategii podpory „zelenému vodíku“ do roku 2050, v rámci které jde o investice až 470 miliard eur. 

Zdroje:

https://global.kawasaki.com/en/corp/newsroom/news/detail/?f=20200309_3090

http://www.ksoe.co.kr/en/media01_view

https://www.reuters.com/business/sustainable-business/too-cold-handle-race-is-pioneer-shipping-hydrogen-2021-05-11/

https://www.wilhelmsen.com/media-news-and-events/press-releases/2019/new-design-makes-liquefied-hydrogen-bunker-vessels-a-reality/

https://www.ballard.com/about-ballard/newsroom/news-releases/2021/02/03/ballard-signs-mou-with-global-energy-ventures-for-development-of-fuel-cell-powered-ship

https://www.reuters.com/business/sustainable-business/germany-canada-agree-explore-green-hydrogen-development-2021-03-16/

https://renewablesnow.com/news/ballard-global-energy-ventures-to-develop-h2-fuel-cell-powered-ship-730369/

https://hydrogencouncil.com/en/hydrogen-insights-2021/

https://www.hoglund.no/press-release/2020/h%C3%B8glund-and-hb-hunte-develop-breakthrough-co2-vessel-tank-and-cargo-handling-concept-to-support-carbon-capture-and-storage-projects

https://www.dnv.com/news/hydrogen-central-to-oil-and-gas-industry-decarbonization-as-expectations-for-market-growth-surge-dnv-gl-research--174854

https://assets.ctfassets.net/bo1ey0o7gnnb/1URNiWfCfZwiX2RwMumS0N/9597c61dbfd68225fe03fe89715f1abf/2020_Maersk_Product_Tankers_Annual_Report.pdf