Bude vodík všude?

V současné době procházíme velkou změnou od energetiky založené dominantně na spalování fosilních paliv k využití metod energeticky efektivnějších či přívětivějších k životnímu prostředí. Velmi slibným médiem pro transport energie a její využití na místě spotřeby je vodík. Technologie výroby, transportu, využití a skladování vodíku jsou tak velmi aktuálními výzkumnými tématy.

Dějiny lidské civilizace, jejího vzestupu, tvorby čím dál složitějších struktur a přetváření vnějšího světa jsou do značné míry dějinami využití energie. Lidstvo ušlo dlouhou cestu od podmanění si ohně, využití síly zvířat, kinetické energie vody a větru přes uvolňování chemické energie dřeva, uhlí, ropy až po etablování elektřiny jako univerzálního energetického média, zkrocení energie jaderné a čím dál účinnější ovládání přeměn jednotlivých druhů energie.

Měřítka

Celosvětová roční spotřeba energie lidstvem včetně energetických ztrát činí v současnosti přibližně 170 000 terawatthodin neboli 612 exajoulů. Pro konkrétnější představu velikosti těchto čísel (giga = 10⁹, tera = 10¹², exa = 10¹⁸) toto množství odpovídá energii uvolněné spálením buď 30,6 gigatuny dřeva (to by byla krychle o hraně zhruba 3,7 kilometru, přičemž veškeré zásoby dřeva v lesích ČR se odhadují¹⁾ na 689 × 10⁶ m³, což zhruba odpovídá 0,35 gigatuny dřeva), nebo 20 gigatun uhlí, 14,6 gigatuny topného oleje, 12,8 gigatuny ropy, 11,4 gigatuny zemního plynu nebo 5,1 gigatuny vodíku. Toto množství energie dopadne ze Slunce na Zemi ve formě elektromagnetického záření asi za jednu hodinu a k uvolnění stejného množství energie jadernou reakcí v plánovaných reaktorech IV. generace využívajících rychlých neutronů by teoreticky mělo postačit přibližně 0,0000076 gigatuny thoria, plutonia či přírodního uranu (což je krychle o hraně zhruba 8 metrů); ovšem využitelná elektrická energie produkovaná současnými jadernými reaktory je ve skutečností řádově nižší.

Teoreticky ideální případ solární elektrárny na Sahaře by k zajištění současné energetické spotřeby lidstva vyžadoval zastavět plochu asi 440 × 440 km². Úložiště využívající lithium-iontové baterie postavené na stejně velké ploše by tuto energii dokázalo uložit přibližně na 8 a ¼ dne. Nevýhodou centralizovaných energetických zdrojů jsou ovšem vysoké nároky na distribuci energie.