Представете си, че можете да „складирате“ енергията от слънчевата светлина или от вятъра и да я използвате по-нататък, когато имате нужда.
Не в батерия, а в нещо много по-просто – водород.
Технически това е напълно възможно благодарение на две технологии, които работят в партньорство: електролизьорът и горивната клетка.
Те често се описват като противоположни процеси. Тъй като електролизьорът използва электричество, за да създаде водород, а горивната клетка използва водород, за да произведе електричество. Заедно те образуват своеобразен енергиен кръг, който може да помогне за по-ефективното използване на възобновяемата енергия.
Водородът като „енергийна батерия“
Водородът не е източник на енергия сам по себе си – той не се среща свободно в природата в големи количества. Вместо това той е носител на енергия. Това означава, че трябва първо да вложим енергия, за да го произведем, и после можем да я получим обратно.
Добра аналогия с това е батерията на телефона. Тя не създава енергия, а я съхранява. По подобен начин водородът може да „запази“ енергия от слънце или вятър за по-късно използване. Разликата е, че водородът позволява съхранение в много по-големи мащаби отколкото батериите – например за цели градове или индустрии.
Поради това водородът се явява ключов елемент в бъдещата енергийна система, особено когато се произвежда чрез възобновяеми източници – т.нар. зелен или възобновяем водород.
Как работи електролизьорът
Електролизьорът е устройство, което разделя водата на водород и кислород с помощта на електричество. Макар това да звучи сложно, идеята е сравнително проста.
Водата (H₂O) е съставена от два водородни атома и един кислороден атом. Те са свързани помежду си, но тази връзка може да бъде „разкъсана“, ако се подаде електрическа енергия. Това е именно ролята на електролизьора.
Когато токът премине през водата, тя се разделя: от едната страна се отделя водород, а от другата – кислород. Полученият водород може да бъде събран, съхранен и използван по-късно.
Може да си го представите като обратното на горенето. При горенето веществата се комбинират и освобождават енергия. При електролизата влагаме енергия, за да разделим веществото.
Практически пример: ако през деня слънчевите панели произвеждат повече електричество, отколкото е необходимо, тази излишна енергия може да се използва за производство на водород. Така енергията не се губи – тя просто сменя формата си.
Поради това електролизьорите са особено важни, защото позволяват дългосрочно съхранение на енергия – нещо, което е трудно постижимо с батерии, особено когато става дума за седмици или месеци.
Electrolyzer : how does it work ? Air Liquide
Как работи горивната клетка
Горивната клетка прави обратното – тя превръща водорода обратно в електричество. Но това не става чрез горене, а чрез контролиран процес, който позволява да се извлече електрическа енергия.
Когато водородът попадне в горивната клетка, той се разделя на по-малки частици. Част от тях – електроните – се движат по външна верига. Точно това движение създава електрически ток.
В същото време останалите частици се комбинират с кислород от въздуха и образуват вода. Така единственият „отпадък“ от процеса е чиста вода.
Ако трябва да използваме сравнение, горивната клетка прилича на батерия, която не се изтощава, стига да има постоянно подаване на гориво – в случая водород.
Практически пример са водородните автомобили. Вместо да се зареждат с електричество от контакт, те се „зареждат“ с водород. Вътре в автомобила горивната клетка произвежда електричество, което задвижва двигателя.
Как двете технологии работят заедно
Когато комбинираме електролизьор и горивна клетка, получаваме затворен цикъл. Първо използваме електричество, за да произведем водород от вода. След това използваме водорода, за да произведем отново електричество и вода.
Този цикъл позволява енергията да бъде съхранявана и използвана в различно време и на различни места. Именно това е в основата на т.нар. водородна икономика – идея, която се разглежда подробно в анализите на European Hydrogen Observatory и Европейския парламент.
Къде се използват днес
Тези технологии отдавна вече не са само в лабораториите. В Европа има влакове и автобуси, които се движат с водород. В индустрията той се използва за производство на стомана с по-ниски емисии. В енергетиката се прилага за съхранение на електричество от възобновяеми източници.
Особено ценен е водородът там, където батериите имат ограничения – например при тежкотоварни превозни средства, кораби или при необходимост от съхранение на големи количества енергия за дълго време.
Но едно от най-ценните приложения на водорода е като „буфер“ в електроенергийните системи. Например при дни с много слънце и вятър може да се произведе излишък от електричество, който да се превърне във водород и да се съхрани. По-късно, при високо потребление или липса на вятър и слънце, същият този водород може да се използва за производство на електричество чрез горивни клетки. Така системата става по-гъвкава, по-стабилна и по-малко зависима от променливите природни условия.
Предизвикателства
Въпреки предимствата, има и трудности. Производството на водород изисква значително количество енергия. Освен това са необходими специални условия за съхранение и транспорт, тъй като водородът е лек и лесно се разсейва.
Цена също остава фактор, но според Европейския парламент и Съвместния изследователски център технологиите стават все по-достъпни и ефективни.
Друг важен въпрос е ефективността на целия цикъл. При всяко преобразуване – от електричество към водород и обратно – се губи част от енергията. Това означава, че водородът не винаги е най-подходящото решение, особено когато електричеството може да се използва директно. Затова той се разглежда най-вече като допълваща технология – особено полезна там, където директната електрификация е трудна или невъзможна.
H2START и бъдещето на водородните технологии в България
Точно тук се вписва H2START. Проектът работи върху връзката между научното знание за водорода и неговото прилагане в реални енергийни, индустриални и транспортни решения. Чрез изграждането на Център за върхови постижения по чисти водородни технологии в Стара Загора H2START създава среда за изследване, изпитване и обучение в области като електролизьори, горивни клетки, производство на водород от възобновяеми източници и водородно съхранение. Така процесите, описани в тази статия, не остават само схема на преобразуване на енергия. Те се превръщат в част от по-голямата задача: да се изгради капацитет у нас за чисти технологии, нови умения и по-устойчива роля на региони като Стара Загора в нисковъглеродната икономика.
Електролизьорът и горивната клетка показват, че енергията може да бъде не просто използвана, а управлявана – съхранявана, пренасяна и използвана отново.
Водородът не е универсално решение за всички енергийни проблеми, но е важна част от бъдещия енергиен микс. Той предлага начин да направим енергията по-гъвкава и по-чиста, особено когато се комбинира с възобновяеми източници.
Материали по темата:
European Commission – Renewable hydrogen
https://energy.ec.europa.eu/topics/eus-energy-system/hydrogen/renewable-hydrogen_en
European Hydrogen Observatory – Introduction to hydrogen
https://observatory.clean-hydrogen.europa.eu/sites/default/files/2023-09/1.%20Factsheet-Introduction-to-hydrogen.pdf
European Hydrogen Observatory – Hydrogen value chain
https://observatory.clean-hydrogen.europa.eu/sites/default/files/2023-09/Factsheets-Hydrogen%20value%20chain%20.pdf
Joint Research Centre (JRC) – Electrolysers: Technology Overview
https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC140567/JRC140567_01.pdf
Joint Research Centre (JRC) – Fuel Cells: Technology Overview
https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC139352/JRC139352_01.pdf
Joint Research Centre (JRC) – Electrolysers: Status and Future Prospects
https://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC139364/JRC139364_01.pdf
European Parliament Research Service (EPRS) – Hydrogen in the EU (2025)
https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/BRIE/2025/767227/EPRS_BRI%282025%29767227_EN.pdf
Допълнително: International Energy Agency (IEA) – The Future of Hydrogen
https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen
U.S. Department of Energy – Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office
https://www.energy.gov/eere/fuelcells/hydrogen-and-fuel-cell-technologies-office
