Domů
Vodík
Největší světový projekt na výrobu zeleného vodíku čelí komplikacím
Vodík
Zdroj: MaxPixel

Největší světový projekt na výrobu zeleného vodíku čelí komplikacím

Největší světový projekt na výrobu zeleného vodíku se potýká s technickými problémy elektrolyzérů. To vede podle zahraničního serveru Hydrogen Insight k nižší produkci, než jaká byla očekávána.

Projekt na výrobu zeleného vodíku Kuqa od státní čínské společnosti Sinopec v severozápadní části země využívá systém alkalických elektrolyzérů o instalovaném příkonu 260 MW.

Do projektu jsou zapojeni tři různí dodavatelé alkalických elektrolyzérů: Cockerill Jingli (120MW), Longi (80MW) a Peric (60MW). Ve všech třech modelech jsou však použity vesměs stejné komponenty a elektrolyzéry se tak potýkají s podobnými problémy vedoucími k nižší účinnosti, než jaká byla slibována, a tedy mnohem nižší produkcí zeleného vodíku než očekávaných 20 000 tun ročně.

Podle uvedených výrobců by měla být jejich zařízení schopná vyrábět vodík v rozmezí 30 až 100% jmenovitého příkonu. Nicméně žádný z těchto elektrolyzérů neprošel testováním funkčnosti při minimální hranici 30%. Reálný provozní rozsah těchto systémů může být tedy ještě užší, reálně mezi 50 až 100%.

Potenciální nebezpečí vyvolané nízkým zatížením

Elektrolyzér produkuje kyslík na anodě a vodík na katodě. Membrána mezi anodou a katodou slouží k oddělení těchto dvou plynů a zabránění jejich smíchání a potenciálnímu výbuchu. Nicméně i přesto, že je membrána navržena pro tento účel, není stoprocentně účinná a dochází k pronikání vodíku především skrz anodovou stranu. To je způsobeno malou velikostí molekul vodíku, které se snadno dostávají přes membránu.

Obvykle to není problém, pokud je koncentrace vodíku v kyslíku udržována pod 1,8 % právě pomocí konstantní dodávky elektřiny do elektrolyzéru. Nedostatečné množství dodávané elektřiny pak vede ke snížení produkce kyslíku a relativně vysoké koncentraci pronikajícího vodíku, což by mohlo potenciálně vést k explozi.

Ropný gigant Sinopec aktuálně provádí úpravy v provozu. Namísto toho, aby všechny elektrolyzéry pracovaly ve stejném režimu, jak bylo plánováno, nový algoritmus umožňuje, aby některé elektrolyzéry pokračovaly v provozu, zatímco jiné budou nastaveny na volnoběh. Tím chce Sinopec zajistit, aby elektrolyzéry nepracovaly při nižším příkonu než 50 %.

Tahe, dceřiná firma společnosti Sinopec, která provozuje stávající ropnou rafinerii, se rozhodla uzavřít své tradiční zařízení na výrobu šedého vodíku, které je založené na reformování zemního plynu. Namísto toho očekávala stabilní dodávky zeleného vodíku, což se však nenaplnilo. Sinopec připustil, že problémy nebudou plně vyřešeny minimálně do konce roku 2025.

"Projekt Kuqa vyvolává obavy u mnoha potenciálních investorů do zeleného vodíku, zejména mezinárodních vývojářů, kteří zvažují dovoz levnějších elektrolyzérů vyrobených v Číně," uvedla pro Hydrogen Insight společnost BloomergNEF, která poskytuje strategický výzkum v energetice.

Mohlo by vás zajímat:

Komentáře(28)
Petr Turek
6. leden 2024, 10:06

To je tedy zjištění... Vypadá to na takový nový malý Černobyl, tedy na rozdíl od JE velký výbuch, ale žádná radiace. Dopady v počtu úmrtí, však mohou být obdobné díky hustotě obyvatelstva v ČLR...

A že ty občasné zdroje vedou až k tomuto, to jsem opravdu netušil...

Baton David
6. leden 2024, 11:54

Toto je velký problém, prakticky znemožňující použít akumulaci do vodíku v energetice, pokud se brzy nepodaří problém odstranit, budou občasné zdroje opravdovým morem energetiky (ne že by teď nebyly ale tvůrci energetických revolucí počítali s vodíkovým cyklem). Potřebují z elektrolyzéru dostavat i kyslík? S úniky vodíku přes membránu do atmosféry už by to nehrozilo výbuchem zařízení, jediné problémy by byly ekonomické - chybí příjem z prodeje kyslíku, a ekologické - vodík je skleníkový plyn

Petr Hariprasad Hajič
6. leden 2024, 15:40

Proč? Prostě pojedou v takovém režimu, který je bezpečný. Čína si s tím poradí. Kdo nic nedělá, nic nezkazí. Jako my v ČR. A přitom know-how máme v této oblasti, ale i v FC článcích velké.

Baton David
6. leden 2024, 21:02

Také sme dokázali stavět jaderné elemtrárny, nějake leptáni pn přechodu je proti tomu hrou pro děti, ještě to tak zvládnout levněji než draci z východu. Problém to není pokud se bude chod elektrolyzeru udržovat v bezpečných výkonech, bude se tedy muset regulovat skokově - odpínat celé elektrolyzery najednou, to se jim bude určitě líbit, usměvné že je to dost podobný problém jako byl u reaktorů RBMK1000

Petr Hariprasad Hajič
7. leden 2024, 16:21

Elektrolyzér není jaderný reaktor. Pokud je mi známo, tak vypnutí/zapnutí problém není. Zkuste se zeptat našeho experta prof. Matolína. Já bych sice jeho nadšení trochu krotil, ale tohle bude vědět určitě.

Petr Hariprasad Hajič
6. leden 2024, 15:38

Tyhle elektrolyzéry nejsou jediné. A nejsou to jediné firmy, které elektrolyzéry vyrábějí. Účinnost mají také dost nízkou. Řekl bych, že se zase nic tak moc neděje. Prostě jeden projekt se rozjíždí pomaleji, než se čekalo. Celkem běžná záležitost. Pokud se to zpozdí o rok, tak to bude celkem akceptovatelné. Výstavby JE se zpožďují často o víc, jak desetiletí.

Bob
6. leden 2024, 19:02

S tím se dá souhlasit. Ty "jiné" elektrolyzéry jsou ale zase podstatně dražší.

Jen je také třeba usměrnit bezbřehé nadšení příznivců zálohování OZE (hlavně FVE) do vodíku.

Oni totiž vezmou cenu nejlevnějších elektrolyzérů, teoretickou účinnost těch nejlepších (už to k sobě nepasuje), většinou nepočítají ztráty stlačováním, žádné skladováním a opět teoretickou účinnost palivových článků. A nepřipouštějí žádné problémy a zřejmě to bude fungovat "už zítra".

Potom se diví, že když se to jen přes účinnosti spočítá na nějakou reálnou cenu FV elektřiny, tak i tak to nevychází a třeba jaderná elektřina i z nových reaktorů by byla několikrát levnější.

Oni totiž FV elektřinu počítají za 0 Kč, nebo dokonce zápornou. Takže vlastně ta akumulovaná elektřina bude (skoro)zadarmo.

O ceně a ekologické stopě celého toho zařízení, včetně uniklého vodíku ani nemluvě.

Baton David
6. leden 2024, 20:55

vodík ale proniká jakýmkoli materiálem, krom teda neutronové hvězdy, z takového materiálu by byla membrána nepoužitelná pro svou hmotnost a vlastní gravitační pole

Petr prochaska
6. leden 2024, 17:40

Zatím vodík nic moc, ale to je jedno. Beztak v současné době ještě nejsou přebytky, které není kam poslat. Těch pár procent neudaných přebytků u solárů a větrníků lze zanedbat. Do budoucna jsou ještě velké možnosti v akumulaci do baterií a teplé vody jako náhrada plynu a uhlí.

Baton David
6. leden 2024, 20:51

tipuju že se v akumulaci nejvíce prosadí bateriová uložiště na technologii sodíku na-ion, budou levnější a bezpečnější než lithiové s podobnými výkonovými parametry a účinností, protože vodní akumulační elektrárby už není kde stavět a ostatní způsoby jsou jen na akumulaci tepla anebo naprd - zelený vodík. Teď jen jetli ten východňár tu technologii pustí komerčně nebo ji budeme muset zkopírovat

Petr Baláš
6. leden 2024, 21:47

Ach jo.

1) spotřeba elektřiny je v zimě větší než v létě a s rozmachem tepelných čerpadel se tato nerovnováha ještě mnohem zvětší.

2) FVE v létě vyrábí mnohem více než v zimě, větrníky jsou na tom sice v zimě lépe ale bohužel ne zas o tolik.

Takže ergo kladívko potřebujeme přelít spoustu energie z léta do zimy. Pokud si někdo myslí, že na to jsou vhodné baterie, tak se obávám, že má humanitární vzdělání ;-).

P.S. baterie se budou hodit taky ale jen na přesun energie den / noc, nanejvýš pár dní. Ale na delší dobu určitě ne.

Petr prochaska
7. leden 2024, 09:48

Baterie jsou samozřejmě na den/noc. Například okolo Vánoc a přes Nový rok zhruba 14 dní foukalo tak, že v tento čas nebudou fosilní elekrárny potřeba. Třeba teď ale v Německu mají větrníky jen 34% podíl na výrobě EE. Až Němci zvýší jejich kapacitu o 100%, tak to bude 70%, k tomu nějaká biomasa, vodní a soláry a plynu ani moc potřeba nebude. Navíc se ten plyn ušetří v létě, kdy ohřev vody může nahradit elektřina.

Vladimír Šťastný
7. leden 2024, 09:59

Tak pan Baton sodíkové (ale i jakékoliv jiné) baterky zmínil spíš proto, protože se jiná a zároveň efektivní a zaplatitelná technologie ani nerýsuje. Určitě ne proto, že by ji považoval za technický a snadno proveditelný ideál.

Baton David
11. leden 2024, 07:17

Technologie sodíkových baterií zmiňuju protože mají potenciál na zlevňování, sodík je na Zemi lehce dostupný, a kdyby se ceny dařilo srazit až na desetinu současných lithiových tak rostou bateriová uložiště na každém rohu, kapacity v řádu desítek hodin by občasným zdrojům energie konečně daly smysl existence. Sezonní akumulace se nerýsuje, výroba syntetického paliva je dražší než palivo vyrobené z ropy, a jsou neekologické úplně stejně. Jediné co by zaručeně fungovalo sezonně - v létě obohacovat uran, vyrábět těžkou vodu, v zimě najet reaktory a využívat je i pro vytápění

Petr Hariprasad Hajič
7. leden 2024, 04:30

Není to tak úplně pravda. Asi 20% energie z OZE zůstává nevyužito kvůli přebytkům, které nelze poslat do sítě, protože by došlo k přetížení. Viz ona známá kalifornská kachní křivka, která zachycuje propustnost sítě v závislosti na denní době.

Emil
7. leden 2024, 09:57

Známá kalifornská kachní křivka nesouvisí s přebytky ani s přetížením, ani nezachycuje propustnost sítě, ukazuje tzv. zbytkové zatížení (residual load) v průběhu dne, které je nutné pokrýt disponibilními zdroji.

Petr Hariprasad Hajič
7. leden 2024, 16:31

Ano, je to tak, ukazuje potřebu výroby z jiných zdrojů, než jsou FVE.

Láďa
6. leden 2024, 18:55

Tento problém je o kvalitě membrány v elektrolyzéru. Takové elektrolyzéry jsou i u nás v provozu a kupodivu nebouchají. Použitím kvalitní membrány riziko klesá k nule.

Jiří Švarc
6. leden 2024, 21:39

Doprčic jsme snad v EU, to nemůžeme prostě nařídit, aby ty molekuly vodíku byly větší?

Jiří Prikner
7. leden 2024, 03:55

Hlasováním v EP lze to nařídit, ale vodík neposlechne.

Petr Hariprasad Hajič
7. leden 2024, 09:35

Co vím, tak amoniak (NH3) má větší molekulu. Pracuje se na energeticky co nejméně náročné konverzi H2 + N2->NH3. Haber-Bosh metoda je poměrně energeticky náročná. Vyžaduje vysoký tlak (30 MPa) a teplotu (500℃) a katalyzátor. Amoniak se dá přepravovovat potrubím, loděmi. Je snadno zkapalnitelný a kapalný má dobrou jak gravimetrickou, tak i volumetrickou hustotu energie (6,25kWh/kg - cca 5x menší než 1kg H2, který má cca 33,3kWh).

Jiří Švarc
7. leden 2024, 13:06

Dokonalé, děkuji. Přesně jak se na správnou EU sluší a patří.

Problém: výroba vodíku

Řešení: nechť máme vodík...

Pravoslav Motyčka
7. leden 2024, 00:19

Každá nová technologie znamená problémy. Nicméně pro provoz sítě kde má mít velký podíl OZE jsou typické velké přenosové vzdálenosti. Pro evropu to bude znamenat vybudovat nadřazenou síť , patrně na bázi DC linek ,která umožní přenos elektřiny na velké vzdálenosti bez toho bude nutno mnohem více akumulace a umělých paliv. Baterie časem zabezpečí akumulaci den/noc . Více se od nich nedá reálně očekávat. Dlouhodobou akumulaci umožňují jen umělá paliva a nebo soustavy přehrad.

Jiří Švarc
7. leden 2024, 13:40

Dlouhodobou akumulaci (léto -> zima) neumí a ještě dlouho nebude umět žádný systém. Neexistuje žádné řešení, které by mělo dostatečnou kapacitu nebo které by bylo ekonmicky průchozí.

Utopický systém, kde cena energie na akumulaci je nulová (představte si třeba PVE, která se naplní jen z přebytků zdarma) by musel vyjít na: požadovaná cena EE * kapacita * životnost v letech.

Tedy třeba Dlouhé Stráně, aby mohly fungovat jako mezisezónní akumulace a v zimě by dodávaly EE za 3 Kč/kWh by musely na vstupu mít elekřinu zdarma, celý projekt by dodal za třeba 30 let jen 30*4GWh = 120 GWh elektřiny za 360 mil. Kč, což je jedno procento skutečných nákladů a takových systémů bychom pro ČR potřebovali tisíce.

Minimálně v tomto století bude vždy výhodnější tu energii v zimě prostě vyrobit než ji mít z nějakého akumulačního systému za 100+ Kč/kWh.

Antonín Mikeš
7. leden 2024, 22:47

Asi nejlevnější akumulace sluneční energie na zimu bude les.

Milan Vaněček
7. leden 2024, 09:53

S výrobou "zeleného vodíku" není potřeba pospíchat, pro velkou většinu obyvatel zeměkoule to není vůbec důležité (aby se draze "přemisťovala část letní produkce OZE na zimní období). To je spíš specifický problém Německa, zcela řešitelný pro Němce zvětšováním kapacit VtE na moři.

Zemní plyn bude dobře fungovat ještě po mnoho desítek let, jak to vidíme především na energetice USA. Racionální pohled zvítězí nad aktivismem.

Richard Vacek
7. leden 2024, 13:46

Není levnější stěhovat lidi za sluníčkem? Přes léto na severní polokouli a na zimu nějakou ekologickou dopravou - třeba plachetnicemi - na jižní polokouli. Pak by jim třeba stačila fotovoltaika.

Milan Vaněček
7. leden 2024, 14:01

I na naší polokouli žije většina lidí v teplých krajích. A ty severnější kraje mají vítr a vodu a lesy.

Komentáře pouze pro přihlášené uživatele

Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.

V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.

Přihlásit se