Zuzana Janatová: Elektromobilita bez baterií
Aby Evropa splnila plánované snížení emisí oxidu uhličitého u spalovacích motorů ze zhruba 260 milionů automobilů, bude muset 33 milionů vozů jezdit na elektrický pohon. Zatímco elektrický pohon ve vozidle je efektivní, celková spotřeba energie a emise skleníkových plynů rozhodujícím způsobem závisí na zdroji používaném k výrobě elektřiny. Ekologický přínos elektromobilů tak negativně snižuje současná výroba elektřiny, která má v 70 procentech vysokou uhlíkovou stopu.
Ani využití některých druhů OZE při výrobě elektřiny nemusí vždy zajistit požadované snížení emisí skleníkových plynů. Například u elektřiny z bioplynu vyráběného pěstováním a následným zpracování kulturních plodin je uhlíková stopa vyšší, než při použití klasického benzínu, či nafty. Podobný efekt má zavedení povinných příměsí biosložek do benzínu a nafty, které při své produkci zanechávají dvojnásobnou uhlíkovou stopu, než jakou mají produkty z ropy. Lepším řešením je přeměna bioplynu na biometan, ideálně s použitím energie z obnovitelných zdrojů, který má vyšší účinnost a nižší emise než zemní plyn. Nejlépe vychází výroba elektrické energie ze slunce nebo větru. Anebo použití vodíkových článků, u kterých odpadají emise oxidu uhličitého při výrobě a likvidaci akumulátorů.
Dobíjení je pomalé a rozvodná síť je nedostatečná
Pro dosažení uhlíkové neutrality v dopravě se elektromobily jeví jako nejlepší řešení. Zatím ale narážíme na řadu bariér a technických limitů. Baterie na pohánění aut jsou finančně i výrobně náročné, mají relativně krátkou životnost a zdroje lithia potřebného pro jejich výrobu jsou podle všeho omezené. Celkově produkce a likvidace baterií v současnosti představuje větší ekologickou zátěž než provoz moderních spalovacích motorů.
Problémem plošného nasazení velkých autobaterií je také omezená možnost jejich dobíjení. Běžná nabíjecí stanice s výkonem 3,7 kW plní vůz Tesla s kapacitou baterie 100 kWh téměř 30 hodin. Třífázová 11kW nabíječka to zvládne za 10 hodin. Ovšem není možné, aby byly všude umístěné takto silné stanice, protože rozvodná elektrická síť není na takový proud dimenzována. Masové využití bateriových elektromobilů by si vyžádalo úplně novou infrastrukturu elektrické sítě. A až bude vybudovaná, zůstává otázka, jak vyrobit potřebnou elektřinu. Při elektrifikaci všech vozidel registrovaných v Česku by roční produkce elektřiny 81 TWh stačila zhruba na jejich 70 dobití.
Tankování vodíku je rychlé s velkým dojezdem
Jako možná alternativa se ukazuje elektromobilita bez baterií - vodíkový článek vyrábějící elektřinu. Vodík má oproti jiným nosičům energie řadu výhod. Má absolutně nulové emise, vysokou energetickou hustota, doplnění paliva je rychlé a jeho zásoby jsou neomezené.
Jeden kilogram vodíku obsahuje 33 kWh energie, zatímco akumulátor má v jednou kilogramu jen 0,24 kWh, takže aby se energeticky vyrovnal 1 kilogramu vodíku, musí vážit 140 kilogramů. Dnes vychází náklady za vodík podobně jako u benzínu, nebo nafty. Vodíkové auto v průměru spotřebuje 1 kilogram vodíku na 100 kilometrů, což při ceně 9,50 EUR vyjde v přepočtu na necelé 2,40 koruny na kilometr jízdy. A na nádrž dojede zhruba 700 kilometrů.
V současné době je výroba vodíkových automobilů relativně nákladná. Podle výrobců automobilu se ale náklady na produkci vodíkových aut do 10 let srovnají s elektromobily a hybridy. Pak se vyplatí zejména pro nákladní vozy a vlaky. Analýza společnosti Bloomberg uvádí, že v roce 2030 by měly náklady na výrobu vodíku klesnout oproti dnešku až o 80 procent. A v roce do roku 2050 by mohl vodík pokrývat 24 procent světové spotřeby energie, což by snížilo emise CO2 o 34 procent. Vodík vyrobený z větrné nebo solární energie by mohl být k dispozici za stejnou cenu jako zemní plyn.
Na dosažení konkurenceschopnosti vodíku bude potřeba investovat do infrastruktury zhruba 80 miliard EUR, což není nijak extrémní číslo, když si uvědomíme, že to je necelých 5 procent ročních celosvětových výdajů za energii. Programy na dosažení uhlíkové neutrality s takovými výdaji počítají. Například jen v Německu v loňském roce investovali do rozvoje obnovitelných zdrojů energie téměř 30 miliard EUR. Do projektů spojených s vodíkem vložili Členové asociace Hydrogen Europe už 198 milionů EUR. A celková suma vodíkových investic národních vlád i s podporou EU dosáhla 844 milionů EUR.
Státy přijímají národní plány a firmy se spojují
Pro naplnění vizí masového využití vodíku vzniká řada partnerských projektů společného výzkumu a uvádění nových technologií do praxe, jako je H2-Mobility v Německu a Velké Británii nebo Hydrogen Highway ve Skandinávii.
Do spolupráce se zapojují technologické start upy i velké firmy působící v oboru, jako jsou společnost Air Products a Nouryon, které v rotterdamských elektrolyzérech vyrábí 18 tun zeleného vodíku ročně a v rámci evropského programu GOs ho dodávají do vodíkových stanic v Německu a pohánějí s ním vodíkové autobusy Transport for London.
Dnes je celková evropská výrobní kapacita elektrolyzérů necelých 1 GW ročně. Pro dosažení bezemisní Evropy potřebujeme do roku 2030 elektrolyzéry o výkonu 40 GW. K tomu bude nutné koordinovat úsilí Evropské aliance pro čistý vodík, nejen s členskými státy, ale i s regiony, kde mají ideální větrné a sluneční podmínky. Proto například v Saudské Arábii společnosti Air Products a ACWA Power postaví do roku 2025 největší výrobnu zeleného vodíku na světě určeného pro pohod vozidel. Zařízení poháněné obnovitelnou energií ročně vyrobí téměř čtvrt milionu tun vodíku, což je zhruba desetina plánované evropské spotřeby.
Spolupracují také velké automobilky jako je například Toyota, Honda, Mercedes a Hyundai, které se podílejí na vývoji nových palivových článků s firmou Doosan Fuel Cell. Podobně Dailmer, BMW, Volkswagen, Volvo a Ford vytvořily společně se společností Powercell projekt Auto-Stack a v Německu budou vyvíjet a sériově vyrábět vodíkové palivové články.
Pro zajištění provozu vodíkových automobilů bylo v roce 2019 uvedeno do provozu 83 nových čerpacích. Celkově jich na celém světě už funguje 432 a podle plánů číslo rychle poroste, protože za posledních pět let se jejich počet více než ztrojnásobil. V Německu vloni rozšířili síť 87 čerpacích stanic o 22 nových. Ve Francii už mají 26 čerpacích stanic a 34 jich je ve výstavbě. Také v dalších státech jako je Nizozemí nebo Švýcarsko, porostou počty vodíkových stanic násobným tempem. Pro letošní rok je po celém světě naplánováno dokončení dalších 226 stanic.
Česko se také zapojí
Ani v Česku není automobil na vodík novinkou. Pilotní projekt městského autobus TriHyBus s vodíkovými palivovými články byl úspěšně vyzkoušen již v letech 2009 až 2014 v Neratovicích, kde je postavena zatím jediná čerpací stanice vodíku u nás. Národní akční plán čisté mobility ovšem počítá, že v roce 2030 bude v Česku jezdit 60 000 až 90 000 aut na vodíkové články. Do roku 2023 by v tuzemsku mělo vzniknout šest až osm čerpacích stanic. Přednostně by měly být ve znečistěných regionech - Moravskoslezský kraj chce do roku 2025 uvést do provozu ve veřejné dopravě nejméně 30 vodíkových autobusů a tři vlaky. V Ostravě by měl vyjet první autobus už za dva roky. Podobně v Ústeckém kraji existujeme memorandum firem a institucí, které vybudují v Ústí nad Labem a Litvínově vodíkovou infrastrukturu pro zabezpečení provozu šesti autobusů na vodíkový pohon. Vodík tak i u nás dostane šanci ukázat svůj potenciál pro absolutně bezemisní a dlouhodobě udržitelnou dopravu.
reklama
Dále čtěte |
Online diskuse
Všechny komentáře (102)
Emil Novák
14.12.2020 11:14Pavel Hanzl
14.12.2020 14:55 Reaguje na Emil NovákEmil Novák
14.12.2020 15:20 Reaguje na Pavel HanzlElektrolýza samozřejmě není jediný článek ve vodíkovém cyklu, který tu účinnost snižuje.
O pístovém motoru jsem vůbec nic nepsal, nevím proč ho do toho motáte.
Pavel Hanzl
14.12.2020 15:56 Reaguje na Emil NovákEmil Novák
14.12.2020 16:06 Reaguje na Pavel HanzlEmil Novák
14.12.2020 16:13 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
14.12.2020 19:52 Reaguje na Emil NovákEmil Novák
14.12.2020 20:09 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
15.12.2020 07:10 Reaguje na Emil NovákTady se přece bavíme o systémech a o cestě, která vede do budoucnosti.
Emil Novák
15.12.2020 07:23 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
15.12.2020 13:57 Reaguje na Emil NovákEmil Novák
15.12.2020 14:41 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
15.12.2020 20:50 Reaguje na Emil NovákAle 40 miliard tun emisí CO2 KAŽDOROČNĚ je nářez, který Zeměkoule prostě nemůže zvládnout. A jen razantním snížením se můžeme NOŽNÁ vyhnout katastrofě, jinak ne.
Pavel Hanzl
20.12.2020 09:47 Reaguje na Jan ŠimůnekJiří Svoboda
14.12.2020 20:26 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
15.12.2020 07:15 Reaguje na Jiří SvobodaPetr Pekařík
15.12.2020 07:33 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
15.12.2020 14:23 Reaguje na Petr PekaříkA tím ropáci šermují pořád, končí na tom, že když v noci nesvítí, tak je celá fve na nic.
Jan Šimůnek
15.12.2020 16:03 Reaguje na Pavel HanzlJiří Svoboda
15.12.2020 14:19 Reaguje na Pavel HanzlTady srovnáváme vodík a baterky v automobilech a mně ten vodík ve srovnání vychází zatraceně blbě.
Asi nejhorší možný stav by byl, kdybychom kvůli dopravě budovali 4-5 infrastruktur: pro elektromobily, zelený vodík, biometan, syntetické PHM a kdo ví co ještě vyvstane.
Pavel Hanzl
15.12.2020 14:28 Reaguje na Jiří SvobodaJan Šimůnek
15.12.2020 16:05 Reaguje na Pavel HanzlJiří Svoboda
15.12.2020 21:17 Reaguje na Pavel HanzlVodík, to zní pěkně vědecky a futuristicky, ale těch problémů a asi i rizik! Snad je naděje uchovávat vodík v pevných hydridech třeba hořčíku, ale tam je také spousta problémů.
Jan Šimůnek
16.12.2020 16:43 Reaguje na Jiří SvobodaProstě pro elektromobilitu by musela mít každá nabíjecí stanice garantován příkon menšího města nebo větší továrny. A odpovídající zdroje v síti.
Jiří Svoboda
17.12.2020 08:38 Reaguje na Jan ŠimůnekHolt 99% elektromobilů bude využívat elektřinu tehdy, když je jí dost a síť není moc zatížena. K tomu musí existovat dobrá motivace cenou. Šmoulové co se tím nebudou řídit si prostě pořádně připlatí, normální člověk to bude muset využít jen opravdu výjimečně.
Pavel Hanzl
20.12.2020 09:55 Reaguje na Jiří SvobodaEmil Novák
14.12.2020 22:55 Reaguje na Pavel Hanzlhttps://www.naturalgasworld.com/green-hydrogen-let-us-be-serious-a-call-to-the-european-commission-ggp-83954
Pavel Hanzl
15.12.2020 14:35 Reaguje na Emil NovákPokud se ale na naši nádrž benzínu vytěží na Sibiři půl barelu ropy, která se vyfučí do oblak a ještě zasviní cestou co může, tak je ta účinnost přece o něčem úplně jiném. I to, že ta samotná nádrž vytvoří třeba 60 kg CO2.
Jan Šimůnek
15.12.2020 16:06 Reaguje na Pavel HanzlEmil Novák
15.12.2020 16:30 Reaguje na Pavel Hanzl2) Palivo nemáme "zadara", pokud myslíte palivem ten vodík, tak ten bude naopak doslova za všechny prachy, pokud myslíte palivem vítr a slunce, tak tam se zase do ceny promítají jiné vstupy než palivo.
3) Proč do toho pořád motáte ropu netuším.
Pavel Hanzl
20.12.2020 10:10 Reaguje na Emil NovákNikde jsem nečetl srovnání ale odhaduji že z ropy do kol jde MAXIMÁLNĚ 5% vytěžené ropy (při zastoupení 50% benzínu v ropě).
V článku píší 28% účinnost, ale možná počítají se zpětnou výrobou elektřiny turbínou či čím. Přes palivový článek je to přes 40% a v autě se s tím počítá.
Zadara není nic a energie by měla být drahá. Aby se neplýtvlo.
Pavel Hanzl
14.12.2020 15:21 Reaguje naJá ovšem nechápu, proč se teda vše čistí a filtruje, když jsou s tím jen nákady a prodražuje se elektřina. Proč se dělají vůbec ve městech kanalizace, vždyť to stojí peníze.
Petr Pekařík
15.12.2020 07:34 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
15.12.2020 14:41 Reaguje na Petr PekaříkJan Šimůnek
14.12.2020 11:27Pomíjím úniky vodíku jak z nádrží na stlačený plyn tak z nádrží na kapalný vodík, řádově převyšující reálné úniky benzínu či nafty (a divil bych se, kdyby to byl jen jeden řád), pomíjím daleko vyšší rizika při havárii (daleko větší pravděpodobnost exploze nádrže), pomíjím problém s využitím (asi elektrické články, šíleně drahé, s omezenou životností a závislé na nedostatkových materiálech). V případě spalování v klasickém motoru daleko vyšší produkce NOx než při spalování benzínu či nafty (vyšší teplota hoření vodíku).
Zcela jistě jsem na spoustu věcí zapomenul, nebo jsou natolik složité, že na ně středoškolské tabulky a trojčlenka už nestačí. Nicméně už tohle stačí poslat auta na vodík tam, kam patří, tedy do říše technických fantasmagorií.
Galipoli Petr
14.12.2020 13:22 Reaguje na Jan ŠimůnekJan Šimůnek
14.12.2020 15:49 Reaguje na Galipoli PetrGalipoli Petr
14.12.2020 16:50 Reaguje na Jan ŠimůnekLukas B.
15.12.2020 09:24 Reaguje na Galipoli Petro nějaké trvale chlazené nádrži v soukromém dopravním prostředku ve veřejném provozu na pozemních komunikacích radši nebudeme ani žertovat, což? to asi necháme minimálně tak vlakům nebo velkým lodím.
omlouvám se, že omílám to, co si může každý snadno dohledat a měl by to do smysluplné diskuse aspoň tušit (a rozhodně to není cílené na Vás, ale spíš na zatvrzelé nadšené propagátory krásného nového světa)
Galipoli Petr
15.12.2020 11:06 Reaguje na Lukas B.Lukas B.
15.12.2020 11:34 Reaguje na Galipoli Petrje to pak optimalizace velikost nádoby/počet nádob/zastavitelnost do vozidla/počet armatur a jejich cena/rozměr/přístupnost/riziko poruchy
Pavel Hanzl
15.12.2020 15:04 Reaguje na Lukas B.Jan Šimůnek
15.12.2020 16:08 Reaguje na Pavel HanzlLukas B.
16.12.2020 08:34 Reaguje na Pavel Hanzl(kdyžtak mi ty vstupy někdo opravte)
ne že by mě lákalo jezdit na dovolenou kamionem - ale proti gustu...
Pavel Hanzl
20.12.2020 10:19 Reaguje na Lukas B.Pavel Hanzl
14.12.2020 15:15 Reaguje na Jan ŠimůnekJan Šimůnek
14.12.2020 15:52 Reaguje na Pavel HanzlVodík by se dal využít maximálně pro nějaká stacionární zařízení, a to ještě s mnoha problémy a vícenáklady oproti naftě, benzínu nebo zemnímu plynu.
Pavel Hanzl
14.12.2020 16:06 Reaguje na Jan Šimůnekhttps://www.hytep.cz/cs/clanky/kategorie-clanku/novinky/895-vodikovy-pohon-automobilu-nechceme-lithium-chceme-vodik
Jiří Daneš
14.12.2020 17:11 Reaguje na Pavel HanzlPoznámka: jistěže se vodík vyrábí a to stlačený v ocelových láhvích. Kyslíkovodíkovým plamenem se taví například Al2O3 (kysličník hlinitý) při výrobě umělých odrůd korundu, původně drahokamových, jako safír, nebo rubín, a to již od padesátých let minulého století, původně pro hodinářský průmysljako náhrada přírodních rubínů V chemičce v Ústí n/L. Ano, Hanzl, již tehdy se vyráběl vodík ...
Pavel Hanzl
15.12.2020 07:20 Reaguje na Jiří DanešJan Šimůnek
15.12.2020 16:09 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
20.12.2020 10:21 Reaguje na Jan Šimůnek
Miroslav Vinkler
14.12.2020 11:43Tak to ani náhodou !!!
Cena vodíku v přepočtu na cenu lt benzínu nepůjde pod 50 Kč/lt.
Emil Novák
14.12.2020 11:50 Reaguje na Miroslav VinklerPavel Hanzl
14.12.2020 15:04 Reaguje na Miroslav VinklerVladimir Mertan
14.12.2020 13:20https://sk.wikipedia.org/wiki/Vod%C3%ADk Priemyselná výroba
Priemyselne sa môže vodík tak ako v laboratóriu vyrábať niekoľkými rôznymi metódami.
Metódou je termický rozklad metánu pri veľmi vysokej teplote (1 200 °C): CH4 → C + 2 H2
Reakciou vodného plynu s vodnou parou za prítomnosti katalyzátorov a pri teplote 300 °C môžeme získať veľmi čistý vodík, ktorý sa používa napríklad k stužovaniu : CO + H2 + H2O(g) → CO2 + 2 H2
Reakcia vodnej pary s horúcim koksom za teploty 1 000 °C (vzniká vodný plyn): C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)
Vznik vodíka ako vedľajšieho produktu pri výrobe hydroxidu sodného (NaOH) – elektrolýza vodného roztoku NaCl: 2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + H2 + Cl2
Vladimir Mertan
14.12.2020 13:37Pavel Hanzl
14.12.2020 15:06 Reaguje na Vladimir MertanVladimir Mertan
14.12.2020 15:20 Reaguje na Pavel HanzlJa píšem: "Veľa vodíku obsahuje zemný plyn, čo je v podstate metán CH4. Preto sa aj vodík zatiaľ vyrába zo zemného plynu a nie z vody ako by sme chceli." Vaša odpoveď: "Jistě, ale my nepotřebujeme vodík z fosilního metanu, ale zelený vodík navázaný na biometan, což je čisté OZE.Pokud nepochopíte rozdíl mezi fosilním a oběhovým vodíkem, nedáte už nic."
Pavel Hanzl
14.12.2020 15:25 Reaguje na Vladimir MertanAle pochopit jste to mohl, že?
Vladimir Mertan
14.12.2020 15:31 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
14.12.2020 15:07 Reaguje na Vladimir MertanVladimir Mertan
14.12.2020 15:23 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
14.12.2020 15:27 Reaguje na Vladimir MertanGalipoli Petr
14.12.2020 16:48 Reaguje na Vladimir MertanJirka Černý
14.12.2020 16:41 Reaguje na Karel TejkalPetr Pekařík
15.12.2020 07:40 Reaguje na Jirka ČernýLukas B.
15.12.2020 09:33 Reaguje na Jirka ČernýJiří Svoboda
14.12.2020 16:18Nějak podobně píší ekoaktivisté o OZE, co si přečtou v propagačních příručkách.
Petr Pekařík
15.12.2020 07:44 Reaguje na Jiří SvobodaJiří Svoboda
15.12.2020 14:35 Reaguje na Petr PekaříkVšak ta propagace OZE se taky děje přes "naivní hlupáčky", problém je, že v některých státech na to skáčí jako na špek.
Jaroslav Vozáb
14.12.2020 18:00Jediná možnost je jak řešit elektromobilitu je nějaká forma elektrifikace dálnic. Jinak budou auta vozit např. "vodíkovou bombu" nebo "akumulátorovou bombu ". Stačí drobná nehoda a je hned posvícení.
Pokud bychom jako společnost chtěli opravdu něco změnit je třeba postavit použitelný palivový článek na metan (zemní plyn).
Pavel Hanzl
14.12.2020 19:13 Reaguje na Jaroslav Vozábhttps://oze.tzb-info.cz/akumulace-elektriny/20711-synteticka-paliva-power-to-gas-power-to-liquid-vyroba-a-ucinnost
Galipoli Petr
15.12.2020 11:13 Reaguje na Pavel HanzlK5 V5
15.12.2020 14:38 Reaguje na Pavel HanzlKAZDEMU propagatorovi techto "obnovitelnych" zdroju by melo byt umozneno se na vlastni oci a usi presvedcit o vysledku experimentu za vice nez 280 milionu DM (!) v Neunburgu im Wald.
Z vodikoveho hospodarstvi tam nezustalo krom "budky" tankovaci stanice LH2 nic - projektovane predpoklady se vubec, ale vubec nesplnily. Pole solarnich FVC jsou z poloviny nefunkcni a energetickou potrebu arealu kryje prevazne standartni SITOVA trafostanice, vytapeni kotelna na ZP. A co se tyce generace vodiku pres elektrolyzery - fiasko od pocatku experimentu,zkapalnovani vodiku vzhledem k enormni energeticke potrebe zkapalnovaci stanice ani nebylo realizovano. A pro 3 experimentalni vozy na LH2 se kapalny vodik vozil od Lindeho z Mnichova ( a to taky rychle skoncilo, kdyz ubytek LH2 z nadrzi ze dne na den byl kolem 25% obsahu!)
Pavel Hanzl
15.12.2020 14:49 Reaguje na K5 V5Zkuste naopak napsat, který systém byl vytvořen na první dobrou.
Pavel Hanzl
20.12.2020 10:24 Reaguje na Jan ŠimůnekPopularizovaných je dost, třeba orání s plachtami atd. ale ve skutečnosti jich bylo něurékom.
Jan Šimůnek
15.12.2020 16:12 Reaguje na Pavel HanzlLukáš Kašpárek
15.12.2020 07:16 Reaguje na Jaroslav VozábPavel Hanzl
15.12.2020 07:22 Reaguje na Lukáš KašpárekPetr Pekařík
15.12.2020 07:48 Reaguje na Lukáš KašpárekPavel Hanzl
15.12.2020 14:56 Reaguje na Petr PekaříkLukas B.
15.12.2020 09:44 Reaguje na Lukáš KašpárekPavel Hanzl
15.12.2020 14:51 Reaguje na Lukas B.Pokud něco přece jenom jde, platí bod A.
Lukas B.
16.12.2020 09:54 Reaguje na Pavel HanzlPavel Hanzl
20.12.2020 10:27 Reaguje na Lukas B.Jiří Svoboda
15.12.2020 14:43 Reaguje na Lukáš KašpárekPavel Hanzl
15.12.2020 14:53 Reaguje na Jiří SvobodaJan Šimůnek
15.12.2020 16:13 Reaguje na Lukáš KašpárekAndrej Repiský
15.12.2020 12:58Jinak každý si pod autem na vodík představuje elektroauto s palivovým článkem. Nejspíš schůdnější cesta je však spalovací motor na vodík. Ten zdaleka nevyžaduje tolik vzácných surovin a mohl by být mnohem levnější i ekologičtější.