Plyn budoucnosti. Jak daleko je Česko na cestě k jeho využití?

Palivo, surovina a úschovna energie – to všechno může být vodík. Japonsko chce z vodíku vyrábět většinu elektřiny už za devět let, v roce 2030. V Evropě investuje do rozvoje čistých vodíkových technologií asi nejvíce Německo. Česko má prozatím na kontě svých vodíkových úspěchů vyvinutí autobusu na vodík, neveřejnou plnicí stanici v Neratovicích, vodíkovou plničku pro malá vozidla v Řeži a systém ukládání přebytků energie z fotovoltaických panelů. Tyto projekty jsou vesměs pilotní a realizované v rámci Ústavu jaderného výzkumu (ÚJV) v Řeži. Zájem firem o spolupráci s ústavem ale ukazuje, že v Česku vodíkový trh vzniká. Potvrdila to i konference Barvy vodíku, na níž se ve středu 29. 9. setkali zástupci dodavatelů pohonných hmot a energií, ministerstva dopravy, automobilek a dalších firem s ÚJV v Řeži.

Vodík pro začátečníky

Přes svůj obrovský potenciál pro průmysl i energetiku byl vodík dlouho na okraji pozornosti energetiky. Jeho nevýhodou je, že ho v přírodě téměř nenajdeme v čisté a využitelné podobě. Vodík je totiž velmi reaktivní plyn a vyskytuje se převážně ve sloučeninách. Pro masivnější využití se získává například z vody nebo metanu.

Jeho přednosti jsou ale značné, a proto je jeho využití v posledních letech na vzestupu. Vodík může skvěle sloužit pro skladování energie, a udržet ji bez velkých ztrát po dobu měsíců. To je obrovská výhoda ve srovnání s akumulátory, které elektrickou energii efektivně skladují pouze v rámci dnů.

Pro schopnost konzervovat elektrickou energii se s vodíkem počítá jako se způsobem, kam ukládat energii vyráběnou z obnovitelných zdrojů, jejíž přísun není stabilní. Zatím tuto funkci plnily především přečerpávací vodní elektrárny, které mají ale řadu nevýhod. Jednou z nich je, že je to velké vodní dílo, které zatopí velkou plochu původní krajiny.

Barvy vodíku

Vodík se dnes získává různými způsoby a podle toho se rozlišují různé druhy vodíku. K jejich označení se používají barvy.

Hnědý a šedý vodík

Většina vodíku se dnes získává z fosilních paliv jako je uhlí a zemní plyn. Vodíku pocházejícímu z uhlí se říká „hnědý“, vodíku ze zemního plynu „šedý“. Získává se jako druhotný produkt nejrůznějších průmyslových procesů. Nejrozšířenější je tzv. parní reformace, to je zahřívání na vysoké teploty spolu s vodou. Většina dnešní produkce vodíku je šedá.

Jenže zájem o využití vodíku je v Evropě motivován z velké části snahou o přerušení závislosti na fosilních palivech a přechodem na nízkoemisní ekonomiku. Parní reformace se přitom spoléhá na fosilní paliva a při výrobě vodíku uvolňuje CO2, s její podporou se tedy dlouhodobě nepočítá.

Modrý vodík

Šedý a hnědý vodík lze trochu vylepšit tím, že se produkovaný oxid uhličitý zachytává technologií CCS (Carbon Capture and Storage) a CCU (Carbon Capture and Use). Tím vznikne takzvaný modrý vodík, který pak v celkové bilanci vychází díky odfiltrování emisí lépe, přestože je jeho zdrojem zemní plyn nebo metan.

Zelený vodík

Hlavním cílem vodíkových technologií je ale zbavit se závislosti na fosilních palivech a vyrábět tzv. zelený vodík. Ten vzniká elektrolýzou vody, kdy se rozděluje molekula vodíku od molekuly kyslíku za využití elektřiny. Pokud je energie pro tento proces získaná z obnovitelných zdrojů, je proces považovaný za „zelený“, a vzniká tedy „zelený vodík“.

Poptávka po vodíku globálně rapidně roste. Podle Pavla Řežábka, hlavního ekonoma ČEZ, má vodík a návazné produkty elektrolýzy potenciál zaujmout až čtvrtinu dekarbonizačního trhu. Celková instalovaná kapacita elektrolyzérů činila v roce 2020 méně než 1 GW. V roce 2030 to má být kolem 40 GW.

Vodík v Evropě

„RWE už nyní připravuje výstavbu elektrolyzéru o velikost 100 MW v německém Lingenu, chce ho spustit do roku 2024 a výhledově ho chce rozšířit až na 300 MW,“ popisuje Pavel Řežábek z ČEZu, jak s vodíkem počítají konkurenti na energetickém trhu. Vedle toho RWE prý ještě uzavřelo smlouvu s ukrajinským Naftogazem, že jim bude dodávat zelený vodík.

E.on se připravuje na přepravu čistého vodíku, konkrétně se za tím účelem pustil do přeměny části plynovodu v Severním Porýní – Vestfálsku. Engie připravuje spolu se společností Total výstavbu závodu na výrobu zeleného vodíku v jihovýchodní Francii o kapacitě 5 tun denně. Shell plánuje provoz elektrolyzéru o 10 MW v Porýní s roční kapacitou 1300 tun zeleného vodíku.

A Equinor spolu se skotským SSE Thermal připravují vodíkové úložiště ve velké Británii o kapacitě 320 GWh, které doplní plánovanou vodíkovou elektrárnu o kapacitě 900 MW.

Česká vodíková strategie

Česká vláda schválila letos v létě Vodíkovou strategii ČR, podle níž mají být vodíkové technologie jedním z hlavních nástrojů pro dosažení cílů snižovaní emisí skleníkových plynů. Nepočítá se ale s tím, že bychom byli velkým producentem zeleného vodíku.

„Česká republika pravděpodobně nikdy nebude v pozici exportéra zeleného vodíku, protože jihoevropské státy nebo státy s prvky geotermální energie na tom budou vždycky lépe,“ řekl na konferenci Barvy vodíku Lukáš Janura z Ministerstva průmyslu a obchodu. Bezemisní vodík budeme velmi pravděpodobně dovážet ze zemí, kde jsou podmínky pro jeho produkci výhodnější. České firmy se mohou podle Janury uplatnit spíše při dodávání vodíkových technologií.

Transportní dálnice

Zároveň by se Česká republika podle provozovatele přenosové soustavy plynu NET4GAS mohla stát významným hráčem na poli přepravy vodíku z jihu na sever a z východu na západ.

„Vodík bude potřeba skladovat a ve větších množstvích dopravovat na větší vzdálenosti, především ze zahraničí. To už se nebude dít v tlakových lahvích, ale bude se to dít plynovody. V horizontu pěti deseti let bude naše plynárenská soustava muset být na tuto výzvu připravena,“ počítá s novou rolí plynovodů i Lukáš Janura.

Všichni mluvčí konference se shodnou, že vodík se nejdříve začne využívat v dopravě. Jeho velkou výhodou oproti elektromobilům je, že je možné ho tankovat způsobem, který ladí s dosavadními zvyklostmi. To znamená, že automobil přijede na čerpací stanici a za pět minut může mít natankováno na dalších 500 km. Nabíjení elektromobilů na podobný dojezd je časově náročnější.

Vodík v ČR

Zřejmě nejvíce se u nás vodíkové technologie řeší právě ve výzkumném ústavu v Řeži. Vyvinuli zde hybridní vodíkový autobus (TriHyBus), který byl v provozu od roku 2009 do 2014, a byl nasazován v ulicích Neratovic. Kromě autobusu se dnes ústav v Řeži podílí na vývoji vodíkového nákladního auta ve spolupráci s Tatrou, zprovoznili neveřejnou plnicí stanici v Neratovicích a prototyp vodíkové plničky pro malá vozidla, který bude sloužit například pro obslužnou manipulační techniku.

ÚJV Řež také pracuje na vývoji vodíkového prodlužovače dojezdu bateriových elektrovozidel určený například pro vozidla v centrech měst, malá plavidla nebo manipulační techniku. V oblasti využití vodíku v energetice má ústav v Řeži na kontě například pilotní projekt pro ukládání energie z fotovoltaických panelů do vodíku.

Auta na vodík v ČR

V Česku dnes jezdí asi 10 vodíkových aut a žádný autobus. Tomu odpovídá i vodíková infrastruktura: zatím jsou u nás v provozu jen dvě tankovací stanice, obě jsou neveřejné, jedna v Řeži, druhá v Neratovicích. Letos by se měly zprovoznit dvě veřejné: na Barrandově a v Litvínově, a je zajištěno financování dalších devíti.

Akční plán čisté mobility nicméně předpokládá, že za devět let u nás bude na vodík jezdit 40 000 – 50 000 aut, 870 vodíkových autobusů a bude je možno naplnit v 80 plnicích stanicích. „Je to velice ambiciózní cíl, ale dosažitelný,“ myslí si o českých plánech na využití vodíku Aleš Doucek, vedoucí vodíkového oddělení v ÚJV Řež.

Mezi vodíkové novinky patří i to, že společnost Iveco plánuje ve Vysokém Mýtě vyrábět vodíkové autobusy pro celoevropský trh.

Zřejmě nejdříve se začne vodík využívat jako palivo v hromadné dopravě. Moravskoslezský kraj soutěží dopravní obslužnost pomocí vodíkových autobusů, dopravní podniky Ostravy a Ústí nad Labem připravují tendry na nákup vodíkových autobusů. „Hovoří se i o zapojení vodíku na železnici tam, kde nejsou elektrifikovány tratě“.

K tomu je však potřeba, aby se vyrábělo dostatečné množství bezemisního vodíku za rozumnou cenu. To bude klíčové téma pokračování všech vodíkových projektů.

---

reklama

---