Hrvatska je premala zemlja za više udruga vezanih na vodik
Vodik je danas u cijelom svijetu očito ‘in’, no ujedno i velika prilika za hrvatsko gospodarstvo. Hrvatska svakako ima šanse u toj svjetskoj utakmici, samo treba biti odvažan. Istodobno, i u Splitu i u Zagrebu odvijaju se zanimljivi projekti. Ima li stoga boljih sugovornika od dvoje najznačajnijih ljudi kada je riječ o vodikovim energetskim tehnikama u Hrvatskoj, doc. dr. sc. Ankice Kovač, mag. ing. aero. i prof. emer. Frane Barbira, dipl. ing., potpredsjednice i predsjednika Hrvatske udruge za vodik.
- Nekada se govorilo: ‘Dva Hrvata, tri stranke’. Danas u Hrvatskoj već imamo dvije stručne udruge koje se bave vodikom i sve je više skupova s tom temom. No, slično je i u svijetu. Zašto je to tako?
Frane Barbir: Hrvatsku stručnu udrugu za energiju vodika sam osnovao još po povratku iz Sjedinjenih Američkih Država, 2007. godine, ali očito ispred svog vremena pa je Udruga zbog neaktivnosti po sili zakona ‘ugašena’ 2019., točno kada je započeo interes za vodik u Hrvatskoj. Ali, odmah smo, iste godine, osnovali novu Hrvatsku udrugu za vodik i učlanili se u HydrogenEurope, krovnu udrugu svih koji se bave vodikom u Europskoj uniji, a to uključuje i industriju i istraživačke organizacije i nacionalne udruge.
Zašto su neki drugi odlučili osnovati neku drugu udrugu, to morate pitati njih. Hrvatska je premala zemlja za više udruga vezanih na vodik i ovom prilikom pozivam sve postojeće i buduće udruge, kao i hrvatske tvrtke i akademske institucije da se učlane u Hrvatsku udrugu za vodik kao krovnu udrugu za vodik koja je predstavnik Republike Hrvatske u Europi.
A, to što ima više skupova na temu vodika, to je dobro, dobro je iznositi ideje i razmjenjivati iskustva. Evo, na zadnjem webinaru ‘Hydrogen in Energy Transition’, kojeg sam organizirao ispred Hrvatske akademije tehničkih znanosti i Hrvatske udruge za vodik, bilo je više od 200 prijavljenih. Zašto je to tako? Pa, očito je vodik zbog energetske tranzicije koja je u tijeku došao u žižu interesa. Zato jer vodik može pomoći u ostvarivanju ciljeva o potpunom izbjegavanju emisija ugljikovog dioksida do 2050. godine, jer omogućuje dekarbonizaciju onih energetskih sektora koji se neće moći drukčije dekarbonizirati.
- Što će donijeti Hrvatska strategija za vodik? Gdje Hrvatska u vodikovom energetskom gospodarstvu može pronaći svoje mjestu u svijetu, odnosno što svijetu može ponuditi? Koji bi se tvrtke u takve projekte mogle uključiti?
Ankica Kovač: Na prijedlog Ministarstva gospodarstva i održivoga razvoja, odnosno ministra doc. dr. sc. Tomislava Ćorića, Vlada Republike Hrvatske na svojoj sjednici održanoj 25. veljače 2021. godine donijela je Odluku o pokretanju postupka izrade Hrvatske strategije za vodik od 2021. do 2050. godine. Na temelju ove Odluke Vlade, ministar gospodarstva i održivog razvoja donio je Odluku o osnivanju stručne radne skupine za izradu prijedloga Hrvatske strategije za vodik. Stručnu radnu skupinu čini 10 članova, među kojima su, uz ministra gospodarstva i održivoga razvoja kao predsjednika radne skupine, i ministar mora, prometa i infrastrukture te ministar znanosti i obrazovanja, kao i vodeći ljudi ključnih kompanija i institucija za opskrbu gorivima i električnom energijom u Hrvatskoj.
Veseli me istaknuti da će u radu stručne radne skupine veliki dio odgovornosti za izradu Hrvatske strategije za vodik imati i akademska zajednica. Strategija će dati nacionalnu viziju razvoja, istraživanja, proizvodnje, infrastrukture i korištenja vodika i vodikove tehnologije, s ciljem postizanja klimatske neutralnosti do 2050. godine, kao i nacionalnih ciljeva vezanih za razvoj infrastrukture za alternativna goriva. Cilj Strategije je dekarbonizacija proizvodnje vodika te uporaba vodika kao zamjene za fosilna goriva.
Sretna sam da sam od samog početka dio cijele ove priče, od prvih razgovora i početne ideje potrebe za izradom Hrvatske strategije za vodik pa do njene realizacije. Hrvatska strategija za vodik donijet će jasnu poruku svima onima koji su zainteresirani za ulaganja u vodikovu tehnologiju da je država na njihovoj strani. Smatram da Hrvatska u vodikovom energetskom gospodarstvu može pronaći svoje mjesto u sva četiri područja vodikove tehnologije, dakle od proizvodnje, preko pohrane do transporta i korištenja zelenog vodika. Više puta sam izjavila i ponavljam i sada: situacija je trenutna takva da hrvatske tvrtke s ulaganjima u bilo koji segment koji uključuje zeleni vodik ne mogu pogriješiti. Između ostaloga, ovdje bih posebno istaknula mogućnost uključenja hrvatskih tvrtki u sektoru proizvodnje opreme (poput svežnjeva elektrolizatora i gorivnih članaka, mjerne i upravljačke opreme, osjetnika i dr.), čime bi se osigurao uzlet hrvatskog gospodarstva i ulazak na europsku pa i svjetsku tržišnu pozornicu. Ovdje bih posebno istaknula i brodogradnju s vodikom kao pogonskim gorivom i električnim pogonom (vodikovi gorivni članci + elektromotori) u pomorskom transportu. Brodovi na vodik mogu biti prilika za spasiti ili oživiti hrvatsku brodogradnju. To je još relativno nerazvijeno područje i sigurna sam da Hrvatska tu može puno ponuditi.
Mnogi su možda skeptični glede svega toga smatrajući da Hrvatska nema šanse u toj utakmici. No, mislim upravo suprotno i javno i glasno se borim protiv takvih razmišljanja. Hrvatska itekako ima šanse konkurirati u području vodika, itekako ima što za ponuditi. Za primjer, sjetimo se samo Končarevih vjetroturbina i električnih tramvaja. OK, možda su u tom trenutku razvoja bili malo ispred svog vremena pa nisu zaživjeli u sjaju koji su zaslužili, ali ovi sustavi i danas rade. To su hrvatski proizvodi utemeljeni na hrvatskom znanju. Tvrtke koje bi se mogle uključiti u projekte sa zelenim vodikom su zasigurno HEP, INA, Končar i brojne manje koje su već iskazale svoj interes za ulaganjima u vodikovu tehnologiju. Sada imamo izvanrednu priliku za stvaranjem hrvatskog vodikovog brenda i jedino što u ovom trenutku moramo jest biti odvažni, usuditi se zaploviti ovim, za hrvatske tvrtke, pomalo nepoznatim vodama i rezultat ne će izostati.
Na svjetskoj pozornici porebe za vodikovim sustavima su trenutno takve da uskoro postojeći proizvodni kapaciteti neće moći zadovoljiti sve te potrebe. Ako to nije dovoljno dobra pozivnica za naše tvrtke, onda ne znam što jest. Za početak, bit će dovoljno stvoriti proizvodne kapacitete koji će zadovoljiti hrvatske potrebe. Kada se takva slika pošalje u svijet, ne sumnjam da će interes za našim proizvodima porasti. Ne smijemo se ograničavati i sami sebi već unaprijed dodijeliti mjesto u kutu, jer potencijal hrvatske pameti je ogroman i tom potencijalu treba pomoći da se ostvari na opću korist.
- Današnja cijena tzv. zelenog vodika (tj. onog proizvedenog električnom energijom iz obnovljivih izvora) u Europi je 3,5 – 5 EUR/kg, a cilj je to svesti na 1 – 2 EUR/kg, koliko u prosjeku stoji ‘sivi’ i ‘plavi’ vodik (proizvedeni iz fosilnih goriva). Kako to ostvariti?
Ankica Kovač: Vrlo jednostavno. Trenutno je zeleni vodik 2,5 puta i više skuplji od sivog vodika. Kada bi sivi vodik bio terećen za popratnu emisiju ugljikovog dioksida, pitanje je kako bi taj odnos cijena izgledao. Dakle, potrebno je postupno, ali ubrzano gasiti energetske tehnologije koje imaju za cilj proizvodnju i korištenje fosilnih goriva uz popratne emisije CO2 i novac preusmjeravati u one tehnologije koje takvih emisija nemaju. To se, zapravo, u svijetu već počelo događati. Čak se NATO počeo baviti posljedicama klimatskih promjena u kojima vidi veliku sigurnosnu prijetnju. Također, treba razumjeti jednu stvar, a ta je da se električnu energiju direktnom pretvorbom Sunčeve energije preko fotonaponskih članaka može dobiti s relativno niskom učinkovitošću i relativno niskom cijenom, ali isto tako i s relativno visokom učinkovitošću i relativno visokom cijenom. Dakle, treba gledati kolika je cijena proizvedenog kW h.
Proizvodnja zelenog vodika (vodik proizveden elektrolizom vode korištenjem obnovljivih izvora) je skup zato jer se fokus stavlja na ono što je skupo. A, zašto?! Zato jer kada bi se fokus stavio na ono što je jeftino, onda je to konkurencija fosilnim gorivima. Dakle, prije svega potrebno je mijenjati ovu paradigmu.
Do 2050. godine moramo globalno postati klimatski neutralni, što znači da moramo zaustaviti emisije CO2 u atmosferu, i ne samo zaustaviti, nego ga i izvlačiti iz atmosfere kako bi srednju globalnu temperature zadržali na 1,5 °C. Svi smo se zadnjih 150 godina, a pogotovo zadnjih 70 godina razvijali na temelju spaljivanja fosilnih goriva. Porast broja stanovništva zahtijevao je sve više energije i sve više hrane kao i drugih sadržaja životnog standarda, tako da smo danas tu gdje jesmo. Ključno je ubrzati energetsku tranziciju na obnovljive izvore energije i zeleni vodik te provesti sveobuhvatnu dekarbonizaciju transporta i proizvodnje svih vrsta dobara. Obnovljivi izvori u sprezi sa zelenim vodikom mogu tu tranziciju značajno ubrzati i time doprinijeti izbjegavanju katastrofičnih scenarija.
Prema Europskoj strategiji za vodik, osnovni cilj je unaprijediti proizvodnju zelenog vodika te povećati kapacitet instaliranih elektrolizatora kako bi on postao cjenovno konkurentan sivom vodiku (proizvedenim reformiranjem fosilnih goriva). U prvom razdoblju, 2020. – 2024. godine, strateški je cilj instalirati najmanje 6 GW elektrolizatora u EU-u za proizvodnju do 1 milijun t zelenog vodika (današnji kapacitet instaliranih elektrolizatora u EU-u je oko 1 GW). U razdoblju 2025. – 2030. godine strateški je cilj instalacija elektrolizatora kapaciteta najmanje 40 GW za proizvodnju do 10 mil. t zelenog vodika u EU-u. I konačno, u razdoblju od 2031. prema 2050. godini, tehnologija zelenog vodika krenut će u primjenu u velikim razmjerima unutar gotovo svih sektora. Očekuje se da bi se u ovoj fazi udio proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora trebao masovno povećati jer bi se otprilike 1/4 mogla koristiti za proizvodnju zelenog vodika do 2050. godine. S obzirom na ekstreman pad cijena elektrolizatora, procjenjuje se da će do 2030. godine zeleni vodik cjenovno biti konkurentan vodiku proizvedenome iz fosilnih goriva i upravo je to jedan od razloga zašto je vodik perjanica energetske tranzicije.
- Vodik se smatra gorivom budućnosti u svim granama prometa: cestovnom, željezničkom, pomorskom pa i zračnom? No, kojoj bi od njih trebalo dati prednost, odnosno na koju bi se istraživanja, razvoj i primjena ponajprije trebali usmjeriti?
Ankica Kovač: Ako pogledamo emisije CO2 po sektorima, onda je tu svakako vodeći sektor transporta koji emitira najviše emisija CO2 pa, sukladno tome, istraživanje, razvoj i primjenu potrebno je usmjeriti u sve njegove grane. Pogon na vodik uvodi se u sve segmente transporta, dakle od cestovnog preko željezničkog i pomorskog, a tehnologija vodika otišla je toliko daleko da danas postoje i ultralaki gorivni članci i spremnici vodika koji se koriste u zrakoplovima i dronovima. Dakle, vodik i gorivni članci imaju veliki potencijal u energetskoj tranziciji u sektoru prometa.
U ovom trenutku ubrzano se radi na dekarbonizaciji gradskog prometa uvođenjem autobusa na pogon vodikom za međugradski prijevoz i uže dijelove centra grada. Udio teških kamiona još uvijek je zanemariv, ali se to može vrlo brzo promijeniti, budući da se primjena gorivnih članaka za pogon teških kamiona smatra iznimno obećavajućom tehnologijom i postoje važni razvojni napori diljem svijeta u ovoj grani prometa. S obzirom da vozila na pogon vodikom trebaju punionice vodika na prometnicama i obrnuto, nije isplativo instalirati punionice ako nema dovoljne potražnje, odnosno ako nema dovoljno vodikovih vozila. Zato razvoj transporta zasnovanog na vodiku ne ide onako brzo kako bi trebao. No, s obzirom na ogromne subvencije u vodikovu tehnologiju kao i na potrebu eliminiranja štetnih emisija stakleničkih plinova gotovo u potpunosti do 2050. godine (EU Green New Deal), svjedočimo ubrzanju uvođenja vodikovih vozila u promet.
- Jesu li električna vozila s pogonom na vodikove gorivne članke (FCEV) konkurentno ili komplementarno rješenje baterijskim električnim vozilima (BEV)?
Frane Barbir: Jesu i konkurentno i komplementarno. Naime, za manja vozila s kraćim dosegom baterije su bolje, a za veća i teža vozila s dužim dosegom koja zahtijevaju veće količine pohranjene energije FCEV su bolja. I na ta dva kraja nema konkurencije. Međutim, pošto granice između manjih i većih vozila, odnosno kraćeg i dužeg dosega nisu čvrste, moguće je da će postojati konkurencija. Zapravo, treba naglasiti da FCEV također imaju baterije pa se takva vozila mogu smatrati hibridnima, samo ne hibridom između električnog motora i motora s unutarnjim izgaranjem, nego hibridom između baterija i gorivnih članaka s vodikom, gdje gorivni članak, odnosno vodik, praktički povećava doseg (tzv. range extender).
Dvije su prednosti FCEV-a nad BEV-om. Prva je da je gustoća pohrane energije u vodik je 2,5 – 3 puta veća od gustoće pohrane energije u baterije (~ 500 Wh/kg vs. ~200 Wh/kg), a druga je da je vrijeme punjenja FCEV-a nekoliko puta kraće od vremena punjenja baterija. Da, postoje brzi punjači, ali oni zahtijevaju ogromne snage. I oni se ne primjenjuju za potpuno punjenje, već za nadopunjavanje baterija (do cca. 85%), a utjecaj učestalog brzog punjenja na trajnost baterija još treba ispitati.
BEV imaju prednost što barem za sada ne zahtijevaju novu infrastrukturu. Ali, ako bi svi automobili bili na struju, onda broj punionica ne bi bio dovoljan niti bi elektrodistribucijska mreža bila dovoljna. Velika prednost baterija je učinkovitost. Učinkovitost punjenja-pražnjenja baterija je preko 90%. Učinkovitost proizvodnje vodika, komprimiranja i onda proizvodnje električne energije iz vodika u gorivnim člancima je oko 30%. Zbog toga FCEV-ovi mogu biti konkurentni samo za teža vozila s velikim dometom, npr. kamione tegljače, međugradske autobuse. Za gradske autobuse to ovisi od slučaja do slučaja – dužini rute, konfiguraciji terena, vremenu na početnim stanicama, mogućnosti punjenja na usputnim stanicama itd. Za neke rute BEV je bolji, a za neke je to FCEV.
Za vlakove je slično. Ovisi o ruti i frekvenciji prometa. U principu, za duže rute i niske frekvencije vlakovi na vodik mogu biti konkurentni. Pohrana komprimiranog vodika u zrakoplovima i brodovima može biti veliki (ili čak nepremostivi) problem. Tu se onda razmatra tekući vodik ili neka druga sintetska goriva ili tzv. e-goriva ili nositelji vodika, npr. amonijak za brodove, ili sintetski (proizveden iz zelenog vodika) kerozin za zrakoplove.
- U više europskih proizvođača trenutačno je u proizvodnji oko 300 autobusa na vodik, od čega bi ih 230 trebalo biti isporučeno do kraja godine. Očekuje se da bi Zagreb prvi u Hrvatskoj mogao dobiti takve autobuse u javnom gradskom prijevozu. Spominje se i cilj o 20% vodikovih vozila u floti ZET-a do 2025. godine. Koliko je takav cilj realan?
Frane Barbir: Cilj od 20% vodikovih vozila u floti ZET-a do 2025. meni izgleda nerealan jer bi to značilo čak 90 takvih autobusa. Nije nemoguće, ali treba s nečim početi. Grad Zagreb i INA intenzivno rade na projektu nabave i uporabe prvih 20 autobusa na vodikov pogon i to se planira realizirati do 2023. godine. Za to smo dobili pomoć za razvoj projekta (Project Development Assistance, PDA) od Fuel Cells & Hydrogen Joint Undertaking (FCHJU) iz Bruxellesa koji je angažirao konzultante koji pomažu definirati projekt.
- Da bi se takva vozila punila vodikom, potrebna je punionica. U takvom projektu već sudjeluje Gradska plinara Zagreb. Koliko su takvi projekti složeni i koliko stoje? Znate li možda kada bi ta punionica mogla biti puštena u pogon?
Frane Barbir: Izgradnja punionice za vodik za sada ima smisla samo u okviru nekakvog projekta kojim se garantira kakva-takva uporaba te punionice. Ne vjerujem da će itko napraviti punionicu za vodik i onda čekati da ljudi ili poduzeća počnu kupovati automobile, autobuse i kamione na vodik. Troškovi izgradnje punionice za vodik ovise o kapacitetu i konfiguraciji, odnosno da li se vodik doprema do punionice ili se proizvodi u sklopu punionice. Izgradnja jedne punionice srednjeg kapaciteta (npr. 500 kg/d) bi koštala oko 5 mil. eura. U okviru spomenutog projekta Grada Zagreba i INA-e planira se izgradnja čak dvije punionice za vodik: jedne u krugu ZET-a, a druge javne. Opskrbu vodikom osigurala bi, naravno INA, a koliko znam, Gradska plinara Zagreb ne sudjeluje u ovom projektu.
- Što je s drugim hrvatskim gradovima? Kako to da Split u kojem su projekti vodikove energetike razvijaju već gotovo dva desetljeća ne ide u smjeru autobusa na vodik?
Frane Barbir: Grad Split i Splitsko-dalmatinska županija su na moj nagovor sudjelovali u inicijativi FCH Regions koja je započela 2018. godine, međutim nisu nikada pokazali stvarni interes. A, razlog je što su nedavno nabavili više od 45 dizelskih autobusa i tako obnovili flotu. Izgleda da u Bruxellesu jedna ruka ne zna što joj radi druga. Jer, s jedne strane ulažu u nove tehnologije kao što su to autobusi na vodik, a s druge strane daju poticaje za stare tehnologije. Sigurno je da je za Grad Split nabava novih (ili novijih) autobusa uz potporu EU-a jako dobra stvar, ali ako gledamo širu sliku, nema smisla poticati tehnologije koje se napuštaju.
Bojim se da će Zapad uvoditi nove tehnologije, a nama na jugoistoku Europe prodavati stare. Nadamo se da će nakon Zagreba i drugi gradovi (Split, Rijeka, Dubrovnik, Osijek) pokazati interes za autobuse na vodik, ali ne samo za vodik, već i za električne autobuse s baterijama, jer kako sam već odgovorio, isplativost autobusa na vodik u usporedbi s autobusom s baterijama ovisi o ruti.
- Odakle električna energija za proizvodnju svih tih potrebnih količina vodika jednom u budućnosti, osobito ako se uzme u obzir da će dio vozila, plovila i letjelica biti električan i za pogon koristiti električnu energiju?
Ankica Kovač: Električna energija za transport, bilo da se radi o vozilima s baterijama ili o vozilima s gorivnim člancima na vodik, trebala bi doći iz obnovljivih izvora. Već je u tijeku energetska tranzicija koja ne uključuje samo postrojenja za proizvodnju električne energije, već uključuje i integraciju energetskih sektora – transporta i grijanja. Centralno pitanje je kako koncipirati i temeljitije i ozbiljnije orijentirati proizvodnju električne energije prema obnovljivim izvorima, dominantno prema Sunčevoj energiji. Vodik se ne nalazi u prirodi u svojoj elementarnoj formi, nego je vezan u različitim kemijskim spojevima, uglavnom vezan s kisikom tvoreći vodu. Vode u prirodi u našim krajevima ima u dovoljnim količinama kao i Sunčeve i energije vjetra potrebne za razlaganje vode na vodik i kisik.
Godišnja potrošnja ukupne energije u Hrvatskoj iznosi oko 100 TW h. Od toga približno 50% otpada na uvoz energije. Istovremeno, uz prosječnu godišnju osunčanost u Hrvatskoj od 1350 kW h/m2 godišnje toliko energije padne na samo 75 km2. Ako bi učinkovitost te energije bila samo 10%, bilo bi potrebno samo 750 km2, odnosno samo kvadrat od 27,4 × 27,4 km Hrvatske mogao bi se iskoristiti za potpunu zamjenu svih današnjih oblika potrošene primarne energije Sunčevom energijom. Te bi brojke u stvarnosti bile daleko manje kada bi se iz proračuna izdvojila hidroenergija koja sada sudjeluje s otprilike 50% i sustavi za pretvorbu Sunčeve energije izgradili u južnim dijelovima Hrvatske koji imaju daleko veću osunčanost. Ako bi se dozračenoj Sunčevoj energiji pribrojili raspoloživi potencijali vjetra i valova u jadranskom priobalju, dobile bi se brojke koje definitivno potvrđuju da bi Hrvatska mogla, koristeći svoje potencijale obnovljivih izvora za proizvodnju zelenog vodika, zadovoljiti sve svoje potrebe za energijom, a dio bi se mogao i izvoziti istovremeno ne emitirajući niti grama CO2.
- Sve se češće mogu čuti prijedlozi prenamjene, odnosno pregradnje postojećih plinovoda u vodikovode? Spominje i da bi se na sličan način dosadašnje kućne plinske instalacije mogle pregraditi za primjenu vodika. Kako će se to ostvariti kada je poznato da su metalni materijali plinovoda i plinskih instalacija propusni za vodik?
Ankica Kovač: Poznato je da vodik ima drugačije fizikalne značajke od prirodnog plina, čime su otvorene mogućnosti i za negativan utjecaj na materijale sustava cijevi, ventila i mjernih uređaja, što se na kraju reflektira na opće pitanje rizika i sigurnosti transporta vodika postojećim cjevovodima. No, prvo, nisu svi metalni materijali jednako propusni za vodik i drugo, ta propusnost je zanemariva. Veća je opasnost od migriranja molekula vodika u stijenke metalnih cijevi plinova što izaziva njihovu krtost. Međutim, nisu svi materijali jednako podložni ni tom procesu, koji između ostaloga ovisi i o tlaku. Plinski sustavi su na niskim tlakovima, tako da ni vodikova krtost nije nešto što bi moglo ultimativno zapriječiti umješavanje viših postotaka vodika u prirodni plin. Ne smijemo zaboraviti ni da se novi materijali kontinuirano razvijaju pa će i ti problemi sigurno za desetak godina biti bitno manji.
Prirodni plin ima veću ogrjevnu vrijednost po jedinici volumena, a vodik ima veću ogrjevnu vrijednost po jedinici mase, tako da kod umješavanja vodika u prirodni plin, ukoliko se želi očuvati isporučenu energiju kao prije umješavanja vodika, mora se pomiriti s povećanom volumnom isporukom mješavine. Kada se promatra EU-u, vidi se da se tu već sada može govoriti o 2 – 6% volumnnih udjela vodika, a u Njemačkoj u određenim uvjetima i do 10%. Istovremeno, treba napomenuti da je ranije u EU-u u uporabi bio tzv. gradski plin koji je bio proizveden plinifikacijom ugljena i koji je sadržavao i više od 50% vodika, ali i otrovni ugljikov monoksid (CO). U Zagrebu je, npr. gradski plin postupno zamjenjivan prirodnim plinom od šezdesetih godina prošlog stoljeća, a posljednji potrošači prekopčani su s gradskog na prirodni plin krajem 1993. Prema tome, principijelnih razloga da se vodik ne bi mogao umješavati u prirodni plin i transportirati cjevovodima nema. Na tom tragu u svijetu su napravljene, a i u tijeku su, opsežne studije o mogućnostima i posljedicama umješavanja vodika u prirodni plin. Pri tome svima treba biti jasno da prirodni plin nije gorivo nultih emisija. Njegova uloga je isključivo tranzicijska koja će omogućiti postupno umješavanje vodika. Na početku se udio vodika kreće od 2 – 6%, da bi do 2050. godine postigli udio vodika od 100%.
Frane Barbir: Teorijski je moguće dosadašnje kućne plinske instalacije preraditi za primjenu vodika, ali pitanje je koliko to ima smisla. Postoje mali kogeneracijski uređaji s gorivnim člancima, ali koji kao gorivo koriste prirodni plin, što znači da nije potrebno dovoditi vodik u zgrade i stanove. Ponosan sam jer je moj inženjerski tim u SAD-u još prije nekih 20-ak godina prvi na svijetu proizveo električnu energiju iz gorivnog članka priključenog na reformator prirodnog plina. U međuvremenu su proizvođači opreme za grijanje u Japanu i Europu komercijalno razvili ovakve uređaje i do sada ih je ugrađeno nekoliko stotina tisuća. Vodik je predragocjeno gorivo da bi se koristilo za grijanje. Grijanje se bez emisija CO2, dakle bez prirodnog plina, može riješiti na mnogo učinkovitiji način, npr. sunčanim instalacijama (za potrošnu toplu vodu), pasivnom sunčanom arhitekturom, dizalicama topline (gdje iz jedne jedinice električne energije dobijemo tri jedinice topline), ‘district heating’ centralnim grijanjem koristeći kao izvor toplinske energije obnovljive izvore, geotermalnu energiju ili kogeneraciju gdje se može koristiti i bioplin. Čak i direktno korištenje ‘zelene’ električne energije za grijanje je učinkovitije od korištenja vodika za grijanje!
Termodinamička paradigma iz prošlog stoljeća, kada je bio termodinamički grijeh električnu energiju koristiti za grijanje (jer je ona zapravo rad, dakle vrijedniji oblik energije, koja je ionako većim dijelom bila proizvedena izgaranjem fosilnih goriva) se mijenja. U budućnosti će većina električne energije biti proizvedena iz obnovljivih izvora i zbog njihove intermitentne prirode bit će dosta viškova tako proizvedene energije (kada nema tolike potrošnje). Takve viškove je termodinamički opravdano koristiti za transport, bilo za punjenje baterija, bilo za proizvodnju vodika. Manji je grijeh onda za grijanje koristiti takve viškove električne energije nego takav vodik. Zapravo, to će sve regulirati cijena. U tranziciji koja može trajati nekoliko desetljeća, uporaba prirodnog plina može se barem djelimično dekarbonizirati, ubacivanjem ‘zelenog’ vodika u mrežu prirodnog plina, dakle miješajući vodik s prirodnim plinom do nekog postotka (5 – 10%). U tom slučaju postojeći cjevovodi, kompresori i plinske instalacije se mogu nesmetano nastaviti koristiti. Za postotke veće od navedenih bit će potrebno mijenjati cijevi koje su podložne utjecaju vodika – ne radi se o propusnosti, nego o tome da neki ugljični čelici postaju krti u vodikovoj atmosferi. To se može riješiti ili plastificiranjem unutrašnjosti cijevi ili izborom pravog materijala.
- Čini se da u tom ‘hypeu’ oko vodika ima pretjerivanja. Nedavno je visoki njemački dužnosnik spomenuo mogućnost prenamjene plinovoda Sjeverni tok u vodikovod. No, problem tog plinovoda nije što transportira prirodni plin, već što transportira prirodni plin iz Rusije. Neće valjda biti manje problema ako će se u Europu iz Rusije tako transportirati vodik?
Frane Barbir: Pa definicija ‘hypea’ je pretjerivanje. Sigurno je da će se u tranzicijskom periodu, a to može biti još 20 – 30 godina i dalje koristiti prirodni plin, ali za očekivati je postupno sve manje. Jedan od razloga za Europski zeleni plan je i smanjenje ovisnosti o uvozu plina iz Rusije. Zbog toga mi se ideja o eventualnom uvozu vodika iz Rusije ne čini baš logičnom. Nije mi poznato kako i koliko ozbiljno je Rusija uključena u energetsku tranziciju i koju ulogu oni vide za vodik. Izglednije mi se čine opcije o uvozu vodika u EU iz Sjeverne Afrike, gdje je znatno veća insolacija pa bi se vodik mogao proizvoditi jeftinije.
Hrvatska, zbog svog geografskog položaja i klimatskih uvjeta, lako bi mogla postati energetski neovisna, tj. proizvoditi svu energiju za svoje potrebe ne samo za proizvodnju električne energie, nego i za potrebe transporta i grijanja iz vlastitih izvora bez emisija CO2.
U svakom slučaju, ‘hype’ u vezi vodika mora biti vezan uz energetsku tranziciju. Ako nije, onda je to zaista samo pomodarstvo ili ‘hype.’ A, razvoj i brzina komercijalizacije tehnologija će utjecati na konfiguraciju energetskog sustava budućnosti i tokove energije u njemu, uključujući i ulogu vodika. Jedno je sigurno – energetski sustav budućnosti će se bitno razlikovati od današnjeg energetskog sustava, ne samo po izvorima energije, nego i po tehnologijama i načinu korištenja energije, ali i po načinu obračuna troškova, odnosno cijena energije.
