Je nepochybné, že význam vodíku coby zdroje energie bude nadále jen růst. Ekologicky šetrné výrobě vodíku se aktivně věnuje i německý chemicko-technologický gigant BASF. Ten nyní pracuje na zdokonalování dvou nízkoemisních procesů a ve vodíku spatřuje jeden z nástrojů k dosažení klimatické neutrality do roku 2050.

„Zaměřujeme se na získávání vodíku z metanu a elektrolýzou vody za pomoci obnovitelné energie. Kvůli výrazně nižší spotřebě elektřiny a vody má prioritu pyrolýza metanu, označovaná jako tyrkysový vodík,“ vysvětluje Filip Dvořák, generální ředitel společnosti BASF Česká republika.

Společnost BASF v této technologii spatřuje jeden z klíčů k bezemisní výrobě základních chemikálií, jež odpovídají za 70 % emisí chemického průmyslu. Na cestě k šetrné výrobě vodíku již BASF ve svém výrobním závodě v německém Ludwigshafenu dokončila zkušební zařízení pro nové procesy pyrolýzy metanu. Po úspěšném absolvování pilotních testů BASF předpokládá zavedení pilotního provozu. Nasazení této inovace v průmyslovém měřítku společnost očekává po roce 2030.

„Budoucí aplikace klimaticky šetrného vodíku závisí nejen na technické proveditelnosti, nýbrž i na ceně a dostupnosti zelené energie. Tempo rozvoje obnovitelných zdrojů tak spolurozhodne o tom, bude-li v příštím desetiletí projekt připraven pro plošné uvedení na trh,“ doplňuje Filip Dvořák. V zájmu zajištění dostatečného množství energie z obnovitelných zdrojů proto BASF provádí rozsáhlé investice. Například pro zásobování svého hlavního závodu v Ludwigshafenu plánuje ve spolupráci s RWE vybudovat pobřežní větrnou elektrárnu o předpokládané kapacitě 2 GW. Tyto plány by mohly znamenat snížení produkce CO2 o přibližně 3,8 milionu tun ročně, z čehož 2,8 milionu tun by eliminovala přímo společnost BASF v Ludwigshafenu. Vedle toho se BASF podílí také na výstavbě větrného parku Hollandse Kust Zuid s odhadovanou kapacitou 1,5 GW.

Ve spolupráci se společností Siemens Energy navíc BASF v Ludwigshafenu zkoumá možnosti výstavby vodního elektrolyzéru s kapacitou 50 MW pro bezemisní výrobu vodíku z vody a elektrické energie. Takto získaný vodík má najít využití především v závodě BASF, v omezené míře se bude používat také pro dopravu v metropolitním regionu Rýn-Neckar.

Součástí úsilí BASF o minimalizaci emisí je rovněž zajišťování kapacit pro ukládání CO2. V Antverpách, kde se rovněž nachází závod BASF typu Verbund, se chce společnost zapojit do jednoho z největších projektů pro ukládání CO2 v Severním moři. V rámci konsorcia Antwerp@C spolupracuje BASF na uskladnění emisí o objemu více než 1 milionu tun CO2 ročně. Konečné rozhodnutí o této investici má padnout v příštím roce.

Rusko přijalo současnou nejistotu ohledně poptávky po vodíku a jeho komerční životaschopnosti a doufá, že se mu s pomocí západních partnerů podaří v příštích letech toto odvětví transformovat, protože tlak dovozců na čistší palivo sílí.

Podle vodíkové strategie se Rusko stane jedním ze světových lídrů ve výrobě a vývozu vodíku, přičemž do roku 2030 chce dosáhnout 20% podílu na světovém trhu a do roku 2035 vyvézt 2 miliony tun vodíku ročně a do roku 2050 15-50 milionů tun ročně.

Konečný cíl 50 milionů mt/rok vývozu vodíku by odpovídal přibližně 160 miliardám kubíků zemního plynu ročně. “To by v podstatě nahradilo veškerý dnešní vývoz zemního plynu z Ruska do Evropy vodíkem,” uvedla analytická společnost S&P Global Platts.

Vzhledem k tomu, že spotové ceny zemního plynu v Evropě vzrostly na rekordní hodnoty, obrátily se všechny oči na ropném a plynárenském fóru v Ťumeni v polovině září opět k rozvoji vodíkového sektoru jako potenciální alternativě zemního plynu.

Rusko zvažuje rozvoj vodíkových projektů založených na jaderné energii, zemním plynu a obnovitelných zdrojích a plánuje využít domácí zdroje, stávající trasy dodávek energie a blízkost potenciálních budoucích spotřebitelů v Evropě a Asii.

Plánuje se vytvoření nejméně tří vodíkových klastrů – na severozápadě pro vývoz do Evropy, na východě pro dodávky do Asie a v Arktidě pro domácí využití vodíku a potenciální vývoz.

“Dialog s Evropou”

Zatímco Rusko se v současné době zaměřuje především na výrobu tzv. šedého a modrého vodíku na bázi zemního plynu, otázkou zůstává, zda jej budou kupovat evropští zákazníci, kteří mohou upřednostňovat zelený vodík kvůli jeho ekologickým přínosům.

V současné době jsou náklady na modrý vodík v Evropě nižší než na zelený. Společnost S&P Global Platts ocenila 16. září vodík vyráběný z plynu s CCS včetně investičních nákladů a uhlíku na 4,21 Eur/kg, zatímco ocenění vodíku vyráběného z obnovitelných zdrojů pomocí elektrolýzy bylo vyšší a činilo 9,75 Eur/kg.

Ruské ministerstvo energetiky tvrdí, že se zachycováním uhlíku lze eliminovat až 90 % emisí z vodíku vyráběného z plynu. “Potřebujeme dialog [s Evropou] o tomto plánu. Mohlo by se podařit vyjednat, že tento de facto zelený vodík bude uznán jako de iure,” řekl 15. září na fóru v Ťumeni generální ředitel společnosti Gazprom Neft Alexandr Djukov.

Rusko má obrovské zásoby plynu a analytická společnost Platts uvedla, že ruská vláda a velcí ruští producenti plynu myšlenku vývozu modrého vodíku podporují. “Ekonomická stránka a přijatelnost modrého vodíku v dlouhodobém horizontu však ještě není vyřešena,” uvedla.

Náměstek ruského ministra energetiky Pavel Sorokin během zasedání v Ťumeni zaměřeného na vodík uvedl, že v určitém okamžiku by mohlo dojít k “průlomu” v oblasti vodíku na bázi plynu. “Musíme na to být připraveni,” řekl.

Podle analytické společnosti S&P Global Platts by cílový podíl Ruska na exportním trhu ve výši 15-50 mil. mt/rok představoval pro ruskou ekonomiku hodnotu 30-100 mld. dolarů, zatímco celková ekonomická hodnota dnešního vývozu ropy ve výši 5 mil. b/d činí přibližně 70-120 mld. dolarů. “Zdá se, že existují určitá konkrétní čísla, která podporují jejich národní cíl získat výzamný podíl na trhu s vodíkem,” uvedla.

Kromě toho by měl být plynovod Nord Stream 2 do 10 let připraven na přimíchávání vodíku do jednoho nebo obou potrubí a jeho přepravu, Tím by se podle ruského ministerstva energetiky vyřešil problém přepravy, který zdvojnásobuje ceny vodíku.

Nicméně prezident Vladimir Putin na začátku tohoto měsíce uvedl, že Rusko by se mělo zabývat také výrobou ekologického vodíku a čpavku na ruském Dálném východě. Ta bude zaměřena na asijské trhy, především Čínu a Japonsko, “kde poptávka v příštích desetiletích neustále poroste”.

Ještě letos má v Brně v Kaštanové ulici vzniknout plnička na vodík a patrně v příštím roce by měl Brnem jezdit testovací městský autobus na vodíkový pohon. Brno totiž usiluje nejen o to, aby se v Brně vyráběla elektřina z vodíku, ale aby se i potenciálně používala pro provoz městských autobusů.

Brno má být také jedním z výzkumných center, kde se budou vyvíjet a testovat vodíkové technologie. Aby se tato futuristická vize naplnila, stalo se město iniciátorem dvou memorand.

Vodík je totiž jednou z alternativ, jak ukládat energii a později z ní vyrábět elektřinu, v současnosti se technologie rychle vyvíjí s ohledem na snahu snižovat uhlíkovou stopu při výrobě elektřiny. „Chceme, aby v Brně vznikl Evropský institut pro výzkum vodíkových technologií a inovací v energetice. Rada proto dnes schválila memorandum k projektu s názvem Využití vodíku ve městě Brně,“ uvedla primátorka Markéta Vaňková.

Připojily se k němu Vysoké učení technické v Brně, společnost Symbios Funding, městské společnosti Teplárny Brno, Dopravní podnik města Brna a odpadová společnost SAKO Brno. Cílem je spolupráce evropských univerzit na výzkumu a uplatnění vodíku v energetice a dopravě.

Vzniklo i druhé memorandum, které podepsaly dopravní podnik, Škoda Electric a Orlen Unipetrol. Orlen by měl postavit ještě letos plničku na vodík a Škoda vyvíjí vlastní vodíkový autobus, který by na základě memoranda měla zapůjčit příští rok na testování do brněnského provozu.

I když jsou nyní vodíkové autobusy, které vyvíjejí i další výrobci, zhruba třikrát dražší než standardní autobus na naftu či plyn, město v nich vidí potenciální budoucnost. „Je jisté, že technologie se bude rychle vyvíjet a v dalších letech bude určitě levnější,“ řekla Vaňková.

Vodík se má v Brně využívat tzv. zelený, který se bude vyrábět buď v Teplárnách Brno či ve společnosti SAKO, a to z elektřiny vzniklé spalování štěpky, nebo pomocí fotovoltaických panelů. Ještě existuje tzv. šedý vodík, který se vyrábí z plynu, ale ten v Brně nechtějí. Z vyrobeného vodíku je pak možné buď znovu vyrábět elektřinu do sítě, nebo přímo v dopravních prostředcích.

„Vodík představuje vhodnou formu akumulace energie, která je trvalá na rozdíl od baterií,“ řekl na tiskové konferenci k oznámení projektu projektový manažer Tepláren Brno Jiří Šamánek. Pro uskladnění kapalného vodíku stačí ocelové nádoby.

Akumulace energie bude přitom v budoucnu čím dál víc žádoucí s ohledem na rozvoj obnovitelných zdrojů a útlum neobnovitelných. „V některých momentech bude v síti tolik elektřiny, že její cena bude nulová či záporná a v tu chvíli z ní bude dobré vyrábět vodík a energii akumulovat,“ uvedl náměstek primátorky Petr Hladík.

Jaderná energetika je v západním světě poněkud šedivá. Pokud se nějaké reaktory staví, jsou do značné míry jeden jako druhý: vždy jde o víceméně obdobný typ „temelínských“ lehkovodních reaktorů. Ovšem i když jde o vyzkoušený a osvědčený typ, i náročností technologie jsou tyto reaktory v současné podobě prostě příliš drahé. Jak Češi ví z vlastní zkušenosti.

„Jádro“ má ovšem celou řadu různých podob, které mají své výhody – a samozřejmě i nevýhody. Možná by některý alternativní typ mohl pomoci vyřešit současný finanční problém oboru. V Evropě či USA se ovšem s netradičními typy reaktorů dnes experimentuje sporadicky. Je zapotřebí za nimi často vyrazit do vzdálenějších konců světa.

Jedním z center dnešních (řekněme rovnou, že i globálně relativně skromných) snah o hledání alternativy je Čína. Tamní firmy i instituce pracují na vývoji několika různých typů. Jeden z nich se dokončuje v elektrárně Š‘-tao-wan (pinyin přepis je Shidaowan, pod tím ho najdete v angličtině) na východním pobřeží Číny.

V elektrárně mají stát postupně dva malé modulární reaktory, každý o výkonu zhruba 200 megawattů (MW) tepla, které dohromady mají roztáčet jedinou turbínu (malé jsou reaktory s výkonem pod 300 MW, modulární znamená, že se dají jednoduše skládat do bloků.) Ta využije se zhruba poloviční účinností vyprodukované teplo k výrobě elektřiny a do sítě tak má dodávat maximálně zhruba 210 MW elektrického výkonu.

Ke startu reakce alespoň prvního reaktoru by mělo dojít údajně snad během letošního roku. Zatím v elektrárně probíhají ovšem hlavně nejaderné zkoušky. Letos v srpnu například úspěšně proběhla první provozní zkoušky turbíny. Při které byla samozřejmě poháněna “nejadernou” parou.

Ale nejaderná část zařízení by neměla představovat velký problém. Samotné reaktory mohou být větší oříšek. Čína si totiž na tomto zařízení má vyzkoušet hned dvě zajímavé technologické novinky: méně tradiční reaktor pracující s vysokou teplotou a také možnosti „skládaných“ elektráren.

Plný kuliček

Reaktor označovaný jako HTR-PM (anglicky High Temperature Gas Cooled Reactor – Pebble-Bed Module, tedy zhruba „Plynem chlazený vysokoteplotní reaktor s ,oblázkovým‘ palivem“) používá jako palivo uran, přesněji řečeno oxid uraničitý. Obsahuje 8,5 procenta aktivního uranu 238, tedy zhruba na jednotku objemu dvakrát více než u běžných komerčních reaktorů. Ještě nezvyklejší je, že palivo se do reaktoru nenakládá v podobě tyčí, nýbrž malých kuliček o průměru šesti centimetrů. Právě proto se o tomto typu reaktoru občas hovoří jako o „oblázkovém“ (doslovný překlad anglického „pebble reactor“).

V jednom jediném reaktoru v Š‘-tao-wanu má takových kuliček být nasypáno zhruba čtvrt milionu. Velkou výhodou této formy paliva, jak ukázaly jiné, menší projekty, je možnost průběžné výměny paliva za chodu reaktoru. Můžete si jednoduše představit, že reaktor je jakési velké silo, do kterého se shora sype čerstvé palivo a dole vypadává vyhořelé. Cesta jednoho „oblázku“ reaktorem přitom trvá řádově měsíce.

Každý oblázek v čínském reaktoru obsahuje sedm gramů uranu, většinu objemu kuličky totiž tvoří grafit. Ten nejen fyzicky chrání a drží pohromadě samotné palivo a vznikající jaderný odpad, ale také bude sloužit ke „zpomalování“, odborně řečeno moderování neutronů.

Obecně totiž platí, že neutrony odlétají z rozbitých jader tak rychle, že mají jen malou šanci zasáhnout další atom paliva. Udržet redakci v jaderném reaktoru tedy není jednoduché, pokud nechcete používat vysoce obohacené palivo (což s sebou nese například velká bezpečnostní rizika), nebo postavit opravdu neprakticky velký reaktor.

Reaktorová nádoba reaktoru HTR-PM před uložením na místo v roce 2017. V budově je postavena na výšku. Ta je zhruba 25 metrů, samotná aktivní zóna, kde probíhá reakce, pak 11 metrů. V její spodní části je také vidět otvor, kde se z něj odstraňuje vyhořelé palivo, nové se doplňuje shora. (foto CNC)
Reaktorová nádoba reaktoru HTR-PM před uložením na místo v roce 2017. V budově je postavena na výšku. Ta je zhruba 25 metrů, samotná aktivní zóna, kde probíhá reakce, pak 11 metrů. V její spodní části je také vidět otvor, kde se z něj odstraňuje vyhořelé palivo, nové se doplňuje shora. (foto CNC)

Většina reaktorů (ne všechny, ale to teď není důležité) tak obsahuje právě i moderátor, tedy materiál, o jehož atomy se neutrony vzniklé při reakci „zbrzďují“. V případě nejběžnějších, tzv. tlakovodních reaktorů k tomu slouží právě voda. Ovšem grafit má pro to velmi vhodné vlastnosti a v minulosti se jako moderátor mnohokrát používal. Známým příkladem je například „černobylský“ reaktor typu RBMK.

Čím tepleji, tím lépe

Ale byť v Černobylu způsobila ohromné problémy hořlavost grafenu, velkou výhodou tohoto materiálu je i to, že snáší vysoké teploty. A HTR-PM by měl být specialista na vysoké teploty. Pracovní teplota by se měla pohybovat kolem 1000 °C, což dnes nejrozšířenější moderátor, tedy vodu, samozřejmě vylučuje. (Reaktor je samozřejmě hermeticky uzavřený a atmosféra neobsahuje kyslík, jinak by to v Š‘-tao-wan vypadalo opravdu jako v Černobylu.)

Voda ovšem v tlakovodních reaktorech neslouží pouze jako moderátor, slouží také jako chladič, který odvádí vznikající teplo z aktivní zóny reaktoru ven, a k turbínám. To musí tedy u čínského modulárního reaktoru obstarat jiná látka, v tomto případě hélium.

Hélium je sice poměrně drahé, ale má celou řadu dalších výhod. Jako inertní plyn nereaguje s materiály v reaktoru dokonce ani při taktových vysokých teplotách – a ani při případných vyšších teplotách po eventuální nehodě. To z hlediska životnosti i bezpečnosti jsou kladné body, a tak i hélium už zažilo svou jadernou premiéru dávno před reaktorem HTR-PM.

Dohromady použité materiály poskytují zajímavé možnosti, které u komerčních reaktorů nenajdeme. Jde především o vysokou pracovní teplotu, která nejen zvyšuje relativní účinnost přeměny tepla v elektřinu (50 % je nadprůměrné číslo), ale také otevírá nové možnosti využití. Často se zmiňuje možnost výroby vodíku z vody pomocí tzv. jód-sirného procesu, který vyžaduje teploty právě kolem 1000 °C.

To samozřejmě otevírá možnost zapojení reaktorů do „vodíkové ekonomiky“. Ovšem nejde o triviální úkol: práce s reaktivními sloučeninami při tak vysokých teplotách není jednoduchá a klade velké nároky na používané materiály. Plynem chlazený reaktor tohoto typu má i další výhody, například je možné u něj poměrně jednoduše regulovat výkon v rozmezí řádově desítek procent, takže by měl na pružněji reagovat na požadavky regulátora. Ale nejvyšší efektivitu by měl mít stejně v režimu konstatní výroby, takže není jasné, zda se tato možnost může někdy prakticky využívat.

Zdroj s maximální výstupní teplotou kolem tisíce stupňů Celsia by ovšem samozřejmě mohl najít i jiné využití, například v petrochemii, metalurgii, snad i při odsolování mořské vody, atd. A zastánci konceptu také připomínají, že reaktory by mohly nahradit dnešní uhelné elektrárny třeba pro vytápění domácností. Může to být praktické? Netušíme, ale je jasné, že hlavní roli bude hrát cena. A tady v tomto ohledu zatím s atomovými zdroji nejsou příliš dobré zkušenosti. A s vysokoteplotními reaktory už vůbec.

Složíme se na to?

Reaktor pracující s takto vysokými technologiemi vyžaduje velmi kvalitní materiály i zpracování. Levný a jednoduchý může být těžko. Projekt Š‘-tao-wan by tento problém chtěl vyřešit způsobem, který – stejně jako chlazení héliem a oblázkové palivo – navrhovali či zkoušeli jiní, ale zatím nikdo neuspěl. Reaktory HTR-PM by se měly vyrábět sériově.

V Š‘-tao-wanu zatím mají stát pouze dva, snad už během dvou let by se měly začít stavět větší celky, ve kterých jednu turbínu má pohánět šest malých reaktorů, takže dohromady budou mít výkon zhruba 600 MW elektrických. Pokud se tak opravdu stane, čínské reaktory HTR se stanou prvním skutečným příkladem dlouho slibované třídy tzv. „malých modulárních reaktorů“. 

Uvidíme, zda bude také prvním úspěšným příkladem. Studie OECD před několika lety odhadovala, že bez sériové výroby je cena jednoho malého reaktoru na jednotku výkonu je zhruba o 50 až 100 procent vyšší než u velkých tlakovodních reaktorů. Protože HTR-PM je poměrně technicky náročný projekt, cena bude spíše vyšší. Je sice pravdou, že reálné ceny za dostavbu stejných elektráren jsou tedy podle odhadů o více než polovinu nižší než v USA a Evropě, ovšem v Číně je levnější i konkurence.

Jedinou záchranou se zdát být jen výroba ve velkém, nic jiného nedává ekonomický smysl. Ta je možná ovšem pouze v případě, že se projekt neukáže příliš technologicky náročný, uvádění do provozu proběhne bez velkých komplikací a provoz sám bude bezproblémový.

Akademici z Cornellovy a Stanfordovy univerzity se domnívají, že tzv. modrý vodík může klimatu škodit více než fosilní paliva. Uhlíková stopa vznikající při jeho výrobě je podle nich o více než 20 % větší než v případech, kdy se jako zdroj energie používá zemní plyn nebo uhlí, a dokonce o 60 % větší než při použití motorové nafty. Pod výzkumem, který zveřejnil časopis Energy Science & Engineering, jsou podepsáni profesor ekologie a environmentální biologie na Cornellově univerzitě Robert Howarth a Mark Z. Jacobson, který je profesorem stavebního a environmentálního inženýrství na Stanfordově univerzitě.

Řada zemí přitom na modrý vodík velmi sází a přisuzuje mu významnou, byť dočasnou roli v rámci dekarbonizace svých ekonomik. Čekání na tzv. zelený vodík, tedy vodík vyráběný elektrolýzou a z obnovitelných zdrojů energie, totiž může být ještě dlouhé.

Modrý vodík vzniká ze zemního plynu přeměnou metanu na vodík a oxid uhličitý pomocí tepla, páry a tlaku nebo šedého vodíku. V další fázi výrobního procesu je však část oxidu uhličitého zachytávána. Jedná se o tzv. CCS postup, neboli Carbon Capture and Storage. Jakmile je tedy vedlejší produkt – oxid uhličitý a další nežádoucí emise – izolován, stane se z něj modrý vodík. Vědci se přitom vcelku shodují na tom, že proces výroby modrého vodíku vyžaduje velké množství energie, které se obvykle zajišťuje spalováním většího množství zemního plynu.

Stále příliš velké emise

„V minulosti se na zachycování oxidu uhličitého vznikajícího při výrobě šedého vodíku nevynakládalo téměř žádné úsilí a emise skleníkových plynů tak byly obrovské. Nyní průmysl prosazuje jako řešení modrý vodík, což je přístup, při němž se stále využívá metan ze zemního plynu a současně je snaha zachycovat vedlejší produkt – oxid uhličitý. Emise i tak bohužel zůstávají velmi velké.“ upozornil profesor Howarth.

Metan je podle Howartha významný skleníkový plyn. Na oteplování atmosféry má více než stokrát větší vliv než oxid uhličitý. Jeho slova potvrzuje nedávno zveřejněná zpráva Mezivládního panelu OSN o změně klimatu, která ukazuje, že kumulativně metan za posledních sto let přispěl ke globálnímu oteplování asi dvoutřetinovým podílem v porovnání s tím, jak se na něm podepsal oxid uhličitý.

Faktem také je, že emise modrého vodíku jsou sice nižší než u šedého vodíku, ale pouze asi o 9 % až 12 %. „Modrý vodík může být jen těžko bezemisní,“ napsali zmínění dva američtí vědci, podle nichž modrý vodík jako strategie funguje pouze do té míry, v jaké je možné dlouhodobě ukládat oxid uhličitý bez toho, že by unikl zpět do atmosféry.

Riskantní sázka?

Dokladem toho, jak řada zemí na modrý vodík sází, je nedávný krok amerického senátu. Ten 10. srpna schválil zákon o investicích a zaměstnanosti, který pracuje s finanční částkou ve výši 1 bilionu dolarů, z níž by mělo několik miliard dolarů plynout také na vývoj, dotace a posílení vodíkových technologií a vodíkového průmyslu.

Podle amerických akademiků se však v tomto případě o nijak bohulibou dotaci nejedná. „Politické síly si zde zřejmě ještě s vědou dostatečně neporozuměly. Ani progresivní politici totiž nemusejí rozumět tomu, o čem hlasují. Modrý vodík zní dobře, zní moderně a zní jako cesta k naší energetické budoucnosti. Ale není tomu tak,“ varoval dále Howarth.

Souhlas se studií již vyjádřili někteří akademičtí kolegové obou Američanů, například David Cebon, profesor strojního inženýrství na univerzitě v Cambridge. „Tento zásadní článek osvětluje klíčový moment, zcela neznámý v britské debatě o vodíku: totiž roli stopy skleníkových plynů, kterou vytváří modrý vodík. Postup výpočtů je přitom přísně vědecký, všechna výchozí tvrzení jsou pevně podložená a výsledky jsou stroze přesné,” zhodnotil výzkum Cebon.

Smůlou zatím je, že ekologicky šetrný „zelený“ vodík sice již existuje, resp. technologie jeho výroby je známa, ale faktická produkce zůstává poměrně malým segmentem, protože jeho výrobu se dosud nepodařilo přivést do komerčně efektivní fáze. Připomeňme, že tento zcela ekologický způsob výroby vodíku se děje tak, že voda prochází elektrolýzou – přičemž elektřina pro ni vzniká ze sluneční, větrné nebo vodní energie – a voda se při ní dělí na vodík a kyslík.

„Nejlepší vodík je zelený vodík získaný elektrolýzou, a pokud bude používán moudře a efektivně, může být cestou k udržitelné budoucnosti. To ale vůbec neplatí pro modrý vodík,“ je přesvědčen profesor Howarth.

Nový australský projekt se snaží prosadit “duální” baterii, která bude zároveň sloužit ke skladování elektřiny, tak zeleného vodíku. 

Desítky solárních farem na jihovýchodě země mají v příštích letech využívat “vodíkové baterie”. Tato dvouúčelová zařízení se vejdou do přepravních kontejnerů a obsahují řadu technologií: lithiové baterie, elektrolyzéry, palivové články a kanystry s tzv. metalhydridů. To jsou kovové sloučeniny, které slouží jako “houba” pro uskladňování vodíku. 

Provozovatelé by měly systémy používat k ukládání energie ze solárních panelů tak, aby ji mohli dodávat do sítě během zamračených dnů nebo během noci. A zároveň by mohli jejich panely vyrábět “zelený vodík” pro jiná průmyslová odvětví, jako je doprava či hutnictví.

Alespoň takovou vizi mají Alan Yu a jeho kolegové a partneří. Yu je generálním ředitelem společnosti Lavo se sídlem v Sydney, která vyrábí systémy pro skladování vodíku pro komunální služby a domácnosti. Je také spoluzakladatelem investiční společnosti Providence Asset Group, která rozvíjí projekty solární energie ve státech Victoria a Nový Jižní Wales. 

Začátkem července podepsala společnost Providence Asset Group dohodu o prodeji produkce z více než 30 svých solárních farem společnosti SmartestEnergy Australia, maloobchodnímu poskytovateli energie, který je ve vlastnictví japonského konglomerátu Marubeni. Jedenáct ze solárních projektů je již plně v provozu a u ostatních se očekává, že budou spuštěny do začátku roku 2023. Dohromady budou mít výkon zhruba 300 megawattů (MW). 

Společnost Lavo mezitím plánuje do konce letošního roku zahájit práce na první velkokapacitní “duální” baterie, zatím tedy spíše ověřovací. Každý takový bateriový systém – který společnost nazývá HEOS – by měl mít kapacit zhruba 13 megawatthodin (MWh).

Půvab vodíku

Iniciativa reaguje na rostoucí poptávku po skladování energií. Nárůst podílu obnovitelných zdrojů energie, jako jsou solární a větrné elektrárny by bylo velmi vhodné doprovodit nasazením systémů, které mohou přebytečné zásoby energie nejprve přijmout a pak je vydat v době zvýšené poptávky po elektřině. 

Zároveň se také zvyšuje přitažlivost vodíku získaného z nízkouhlíkových zdrojů, tzv. Zeleného vodíku. Představuje lákavou možnosti, jak změnit dálkovou dopravu, chemickou výrobu, letectví a další odvětví, která se obtížně elektrifikují.

Odhady růstu výroby zeleného vodíku se značně liší a neexistuje příliš velká shoda v tom, jak by mohla poptávka vypadat v příštích desetiletích, uvedla nedávno společnost Canary Media. Zájmová organizace Hydrogen Council nedávno odhadla, že očekává, že do roku 2050 dosáhne výroba zeleného vodíku téměř 550 milionů tun. Což by byl ohromný nárůst proti – z hlediska světové spotřeby energie zcela zanedbatelným –  0,36 milionu tun vyrobených v roce 2019.

Dva v jednom? 

“Vodíková baterie” společnosti Lavo má mí jít vstříc oběma trendům, uvedl Yu pro časopis IEEE Spectrum. Systém vychází z dlouholetého výzkumu na univerzitě v Novém Jižním Walesu, která si v roce 2019 patentovala postup na využití materiálu za skupiny vodíku. tzv. metalhydridů. Ty se pro skladování vodíku považují za slibné. Nápad je přitom založen na tom, že určité materiály za vysokého tlaku i relativně nízkých teplot ochotně mohou absorbovat poměrně značné množství plynu. Při zahřátí ho pak zase uvolní. V podstatě se dá říct, že tyto materiály nasávají vodík jako houba vodu. Jen místo ždímání se musí zahřívat.

Systém se má skládat z menších jednotek, které fungují následovně: solární panely dodávají do jednotky elektřinu a nabíjejí lithiovou baterii o kapacitě 5 kilowatthodin. Jakmile je baterie plně nabitá, veškerá další elektřina prochází elektrolyzérem, který štěpí vodu na vodík a kyslík. Kyslík se uvolňuje do vzduchu, zatímco vodík proudí do metalhydridových nádrží. Uvnitř červených trubek je vodík uložen v pevné formě spojením s vláknitou kovovou slitinou vyrobenou z běžných minerálů.

Systém funguje i v opačném směru, přeměňuje pevný hydrid kovu zpět na vodík, který pak prochází palivovým článkem a dodává elektřinu do sítě. Yu uvedl, že systémy mohou zajistit více než 20 000 nabíjecích cyklů, což dává komponentům předpokládanou životnost 30 let – přibližně stejně dlouhou jako životnost solární farmy. Případně lze nádržes metalhydridem kovu ze systému vyjmout a umístit na nákladní auto nebo nákladní loď pro vývoz. Nádrže se podle představitelů firmy skladují při pokojové teplotě a nízkém tlaku bezpečnější a prý dobře snášejí převoz. 

Schéma fungování "duální" baterie společnosti Lavo (foto Lavo)
Schéma fungování “duální” baterie společnosti Lavo (foto Lavo)

Společnost Lavo začala testovat svůj první prototyp v loňském roce. Tato jednotka je menší než ty, které budou pracovat na solárních farmách; místo běžného lodního kontejneru má velikost dvoudveřové lednice. Firma chce jednotky této velikosti časem začít nabízet pro využití v domácnostech a firmách. S celkovou kapacitou zhruba 40 kilowatthodin údajně uchovává třikrát více energie než Powerwall 2 společnosti Tesla. 

Ale to není nejdůležitější parametr. Metalhydridové systémy na skladování vodíku mají obecně jiný problém – jak jste asi uhodli, tak ekonomický. Na jednotku objemu pojmou poměrně málo vodíku, a tak výsledné nádrže bývají poměrně veliké a v důsledku také drahé. I ty nejlepší obsahují kolem 10 procent hmotnostního podílu vodíku, zbytek tvoří materiál nádrže. 

Nevíme bohužel dost na to, abychom řekli, jak si Lavo s touto překážkou poradila. Možná může používat levné materiály, možná dokázala podíl vodíku v nádržích navýšit. Nebo možná ne a ekonomika i tak bude zajímavá, protože rozdíl cen mezi elektřinou mimo špičku a ve špičce bude v Austrálii velmi vysoký. Nezbývá než si počkat, nejlépe na praktické výsledky. Nebo na zprávu o krachu Lava. 

Evropská unie se může pochlubit největší koncentrací vodíkových údolí na světě – v současné době jich zde vzniká více než dvacet a další dvě se rodí ve Velké Británii. Při aktuálním celosvětovém počtu 36 těchto údolí je tak evropský podíl zhruba dvoutřetinový. Nejrychleji se tyto projekty rozvíjejí v Nizozemsku, kde jich je v současné době rozpracováno pět. Patří mezi ně například vodíková údolí v rotterdamském či amsterdamském přístavu nebo ve městě Groningen.

Termín „vodíkové údolí“ se objevil teprve nedávno, někdy před dvěma lety. Označuje se jím integrace celého vodíkového cyklu na jednom místě, tedy to, že v dané lokalitě se ohledně vodíku odehrává vše od jeho výroby přes ukládání a distribuci až po spotřebu koncovými zákazníky, ať již v některém průmyslovém odvětví nebo v dopravě. Vodíková údolí lze podle velikosti rozdělit do tří hlavních kategorií: malé lokální projekty zaměřené především na dopravu, regionální a středně velké průmyslové projekty a velké projekty orientované hlavně na mezinárodní obchod s vodíkem.

Většina projektů se teprve rozbíhá

Přestože vodíková údolí v současné době poměrně rychle přibývají, úplného dokončení se zatím na celém světě dočkaly jen čtyři z nich. Jedno takové již dokončené údolí se nachází v severním Dánsku ve městě Hobro. Vodík se tam vyrábí s pomocí větrné energie a používá se k ukládání přebytků elektrické energie vyrobené větrnými turbínami a také jako palivo v tamním průmyslu. Náklady na výstavbu tohoto rozsahem spíše menšího projektu dosáhly 15 milionů eur.

Skutečně velkým projektem je výstavba vodíkového údolí s názvem Evropský vodíkový hub v přístavu Rotterdam. Po jeho dokončení by se tam mělo vyrábět každý den téměř 3 200 tun vodíku. Ten by měl najít široké využití v oblasti mobility, při výrobě elektřiny a v chemickém průmyslu.

Významným projektem je také Baskický vodíkový koridor. Ten by měl po dokončení každý den s pomocí solárních panelů a větrných turbín produkovat kolem 55 tun vodíku. Využívat jej bude především místní doprava – silniční i lodní – a energetika, uplatní se ale také v rafineriích a při zpracování oceli.

Ve Velké Británii byl loni zahájen obří projekt za 4 miliardy eur. Vodíkové údolí Hynet North West bude po dokončení v roce 2030 produkovat téměř 2 200 tun vodíku denně. Ten bude určen hlavně pro energetický sektor a rafinérie.  

Černý kůň pomůže nákladní dopravě  

Ambiciózním projektem je Black Horse – společný projekt zemí V4, tedy i České republiky, zaměřený na těžkou nákladní dopravu. Půjde o finančně náročný projekt – investice by měly dosáhnout téměř 6 miliard eur. Po dokončení projektu by měl vodík, jehož denní produkce by měla dosahovat až 320 tun, sloužit jako pohonná hmota pro flotilu zhruba 10 000 kamionů, pro něž v regionu střední Evropy vznikne 270 tankovacích stanic s vodíkem.

Velké projekty ale vznikají i za hranicemi Evropy. Například v Ománu se rodí rozsáhlý projekt vodíkového údolí v hodnotě 2 miliard eur. Jeho každodenní produkce by po dokončení, které je naplánováno na rok 2024, měla činit 390 tun zeleného vodíku, který bude převážně exportován do zahraničí.

V americkém státě Utah vzniká v režii společností Mitsubishi Power a Magnum Development tam úložiště čisté energie. Podle realizátorů by mělo jít o největší projekt svého druhu na světě. Kapacita úložiště by měla dosáhnout 1 000 MW / 100 000 MWh stoprocentně zeleného vodíku.

Mapa evropských vodíkových údolí (zdroj: Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking)

Od vodíkových čtvrtí k vodíkovým městům

U nás je ohledně vodíku velmi aktivní Ústecký kraj, který se jako první region České republiky zapojil do evropského partnerství Hydrogen Valleys. V tomto severočeském kraji také byla již před více než dvěma lety založena Vodíková platforma Ústeckého kraje, kterou v současné době tvoří 23 subjektů z řad firem, výzkumných organizací a měst.

Stavbu celé vodíkové městské čtvrti v nedávné době oznámila také česká průmyslová skupina Cylinders Holding, která je jedním z největších světových výrobců bezešvých ocelových lahví na technické plyny. Její H2 City District má vzniknout na haldě v ostravské Hrabůvce.

V zahraničí jsou plány tohoto typu ještě velkorysejší. Stavbu prvního stoprocentně vodíkového města chystá pět britských plynárenských firem. Jeho realizace by měla být jedním ze základních pilířů Zelené průmyslové revoluce, kterou britský premiér Boris Johnson ohlásil loni v listopadu. Tyto společnosti, které v současnosti zásobují zemním plynem 85 % britských domácností, hodlají do roku 2025 začít vodíkem zásobovat celou jednu větší vesnici, do roku 2030 pak jedno velké město a do roku 2050 plánují opustit distribuci zemního plynu zcela přejít na vodík.

Vodíkem poháněné město v současnosti již buduje japonská automobilka Toyota, více se o tomto projektu můžete dočíst zde.

Právní nejistota trvá

Rychlejšímu rozvoji vodíkové energetiky brání kromě řady stále nevyřešených technických problémů a značné finanční náročnosti projektů také nedostatečná právní podpora a jistota v oblastech, jako je určování cen emisních sloučenin uhlíku, technická standardizace a rychlost vydávání potřebných povolení. Podle průzkumu téměř 40 % developerů vodíkových údolí považuje špatně definovaný právní rámec za klíčový nedostatek. Faktem je, že v současnosti má v celé EU dobře zpracovanou národní strategii pro rozvoj strategického paliva pouze několik států.

Snahu EU o nápravu těchto nedostatků a o silnější podporu rozvoje celosvětové vodíkové ekonomiky nedávno demonstrovalo uzavření partnerství Clean Hydrogen. Tato mise, do níž se zapojily i neevropské země (partnerství uzavřely Evropská komise jako reprezentant celé EU, Austrálie, Rakousko, Kanada, Čile, Čína, Německo, Indie, Itálie, Maroko, Norsko, Saudská Arábie, Korea, Spojené království a USA), si stanovila za cíl urychlit v oblasti vodíkové energetiky inovační proces tak, aby se co nejdříve podařilo dosáhnout cenově dostupného a spolehlivého zásobování vodíkovou energií. Konkrétním výstupem spolupráce by mělo být vybudování minimálně stovky rozsáhlých vodíkových údolí po celém světě do roku 2030.

Většina dopravních letadel bude nejméně do roku 2050 využívat tradiční proudové motory, přičemž zavedení vodíkových motorů s nulovými emisemi bude omezeno na regionální letadla a letadla s krátkým doletem, uvedl Airbus ve zprávě pro úředníky Evropské unie. Briefing byl připraven v únoru, zveřejněn byl ovšem až v červnu letošního roku. 

Výrobce letadel se stal hlavním zastáncem vodíkového pohonu a uvedl, že do roku 2035 plánuje vyvinout první komerční letadlo s nulovými emisemi na světě. Veřejně ovšem Airbus neuvedl, zda bude tato technologie připravena včas pro další významný milník evropského průmyslu – náhradu letounu A320 pro střední tratě v roce 2030 -, ale zpráva pro úředníky EU to s velkou pravděpodobností vyloučila.

“Vodíková letadla s nulovými emisemi se od roku 2035 budou používat především pro letouny na regionální tratě či letadla s kratším doletem. Což znamená, že současné a budoucí iterace vysoce účinných plynových turbín budou při přechodu k roku 2050 stále potřebné, zejména pro provoz na dálkových linkách,” uvádí se v prezentaci.

Slajdy z prezentace pro úřad místopředsedy Evropské komise Franse Timmermanse zveřejnila organizace InfluenceMap, která se zabývá lobbováním za klima a která uvedla, že je získala na základě žádosti o svobodné zacházení s informacemi.

“Zatím není rozhodnuto, na jaký segment trhu se první letadlo s nulovými emisemi zaměří,” uvedl následně pro server EurActiv mluvčí společnosti Airbus a odmítl únorové setkání dále komentovat.

Půjde to pomalu, tvrdí firma

Evropský letecký gigant Airbus považuje vodíkový pohon za “jednu z nejslibnějších dostupných technologií” pro dekarbonizaci letecké dopravy. Firma chce vodík využít v rámci plánů na zavedení letadel s nulovými emisemi do roku 2035. Ale firma je samozřejmě pod tlakem, aby technologii zavedla co nejdříve. V této souvislosti je právě důležitá náhrada u letounů střední třídy, kam patří i A320. Ten a jemu podobný Boeing 737 jsou totiž dnes hlavními tahouny letecké dopravy, a tak je z hlediska přechodu k bezuhlíkové letecké dopravě klíčové, aby tyto začaly využívat vodíku. Airbus uvádí, že letadlo A320 vzlétne nebo přistane každých 1,6 sekundy.

Když například v červnu loňského roku Francie oznámila navýšení finančních prostředků pro letecký výzkumný orgán CORAC, mluvila právě o nové generaci letadel na vodík. Stát přislíbil 1,5 miliardy eur na tři roky, která měla zachránit 500 z 15 000 pracovních míst ohrožených restrukturalizaci. Ministerstvo tehdy uvedlo mezi klíčovými důvody pro investici právě i vývoj nástupce A320, který měl podle úřadu využívat vodík a měl by být uveden do provozu v letech 2033 až 2035.

Koncept turbovrtulového vodíkového stroje společnosti Airbus
Koncept turbovrtulového vodíkového stroje společnosti Airbus

Z průmyslu se ozývají dlouhodobě opatrnější hlasy. Výkonný ředitel společnosti Boeing, jediného velkého konkurenta Airbusu, Dave Calhoun na začátku vyloučil, že by se vodík v letecké dopravě ve větší měřítku začal používat před rokem 2050. I výrobci motorů se v současnosti primárně soustředí na vývoj turbín na běžná paliva. Zástupci průmyslu vyhlídky na přechod rozšířených letadel typu A320 vidí nereálně jak kvůli jejich doletu a velikosti letadel, ale také kvůli budování nutné infrastruktury po světě.

  Představitelé společnosti Airbus v prezentaci pro zástupce EU tvrdí, že výzkum a vývoj v této oblasti povede k vývoji převratných technologií, která pravděpodobně budou zásadním způsobem formovat podobu příští generace letadel. Do té doby, než tyto technologie dozrají, Airbus a další společnosti vyzvaly k širšímu využívání udržitelných paliv ve stávajících letadlech.

Přesně to má zajistit připravovaný evropský návrh ReFuelEU. Ten má snížit emise v letectví, bude uplatňovat postupný mandát pro přimíchávání zeleného leteckého paliva, přičemž procento se bude zvyšovat zhruba v pětiletých intervalech.

Začíná se v malém

V únorové prezentaci Airbus ukázal prognózy, podle nichž by letouny A320 pro střední tratě s kapacitou 150-250 míst měly být poháněny nejprve “udržitelným leteckým palivem” ( “sustainable fuel”, čili SAF) a od roku 2050 “potenciálně i vodíkem”.

Menší stroj se 100-150 místy, kam patří například A220 či Embraer E2, by mohla využívat elektrický pohon, vodík a/nebo “udržitelná paliva” od roku 2040. Regionální letadla s 50-100 místy by mohla být připravena na vodíkový pohon v roce 2030. Airbus v současné době obsluhuje tento trh prostřednictvím svého 50-70místného turbovrtulového letounu ATR, na němž spolupracuje s italskou společností Leonardo.

V září loňského roku představil Airbus tři koncepty vodíkového letounu, který by měl být uveden do provozu v roce 2035, včetně turbovrtulového letounu, tradičně vypadajícího dvoumotorového letounu poháněného hybridními vodíkovými motory a radikálnějšího letounu se smíšenou karoserií.

Společnost Airbus uvedla, že v roce 2025 vybere konečný produkt pro nové dekarbonizované letadlo. Podle briefingu také zúží výběr již v polovině roku 2022.

Evropský parlament požaduje, aby si Evropská unie připravila plán na výrobu “zeleného” vodíku (tedy uhlíkově neutrálního) za komerčně konkurenceschopné ceny. Mezi členy parlamentu však panují neshody ohledně toho, zda a v jaké míře do té doby podporovat využívání vodíku vzniklého s pomocí fosilních paliv.

Zelený vodík je klíčovým bodem strategie EU zaměřené na dosažení uhlíkové neutrality v polovině tohoto století. K tomu, aby se stanovené cíle podařilo naplnit, však bude Evropská komise muset výrazně podpořit výzkum a stanovit jasnou investiční strategii, aby byla tato technologie komerčně konkurenceschopná, píše se v nedávné zprávě Evropského parlamentu.

Výroba zeleného vodíku, tj. dělení molekul vody na vodík a kyslík pomocí elektřiny získané z obnovitelných zdrojů, je technicky proveditelná, ale v současné době velmi nákladná, takže rozhodně nemůže ekonomicky konkurovat výrobě vodíku z fosilních zdrojů. Evropská komise ale chce podle své Vodíkové strategie, kterou zveřejnila loni, instalovat do roku 2030 v unijních zemích 40 GW elektrolyzérů na štěpení vody. Ty by měly produkovat až 10 milionů tun zeleného vodíku ročně. Do roku 2050 by se tak měl zelený vodík stát klíčovou součástí evropského energetického mixu, to si však v příštích zhruba 30 letech vyžádá investice až 470 miliard eur, tedy zhruba 12 bilionů korun.

Evropská komise proto již v příštím roce bude iniciovat založení partnerství pro čistý vodík s názvem Clean Hydrogen. Jeho hlavním cílem bude vyvinout technologii výroby, skladování a distribuce obnovitelného vodíku. EU tuto iniciativu podpoří 1 miliardou eur, dalšími masivními investicemi by měl přispět průmyslový sektor. Momentálně je v plánu vznik 6 partnerství veřejného a soukromého výzkumu, která se zaměří na dekarbonizaci konkrétních průmyslových odvětví, jako je železniční a letecká doprava či výroba oceli.

Šedomodrá fáze přechodu

Ve výrobě tzv. šedého vodíku hrají podstatnou roli fosilní zdroje a zůstává tak po ní výrazná emisní stopa CO2. Na druhou stranu je takto vyrobený vodík relativně levný, což hraje podstatnou roli při jeho prosazování do praxe. Při výrobě tzv. modrého vodíku sice vzniká výrazně méně emisí, avšak náklady na jejich redukci výrobu prodražují.

Evropský parlament podporuje tzv. zelený vodík, nevytvářející žádnou emisní stopu, současně však nezavrhuje variantu využívání šedého či modrého vodíku v přechodné fázi, kdy bude třeba vybudovat distribuční síť a celkově nastartovat trh vodíkové energetiky. Součástí tohoto scénáře však bude muset být i postupné vyřazování „nezelených“ energetických zdrojů.

Aktuálně je jedním nejvýznamnějších vodíkových projektů, a to jak v Evropě, tak celosvětově, projekt Refhyne. Výstavba tohoto 10 MW elektrolyzéru začala v roce 2019. Pro rafinerii společnosti Shell v německém Wesselingu jej buduje společnost ITM Power. Po zprovoznění letos v červenci by měl vyrábět až 1 300 tun vodíku ročně.

Španělsko aspiruje na vodíkového lídra

Skvělé podmínky pro to, stát se výhledově jedním z hlavních evropských uzlů výroby zeleného vodíku, má také Španělsko. Potvrzuje to například fakt, že velký americký výrobce motorů Cummins oznámil, že ve Španělsku postaví továrnu na výrobu elektrolyzérů na výrobu zeleného vodíku. Výroba v ní by měla být zahájena v roce 2023. Plánovaná výroba 500 MW vodíku ročně zajistí také 350 nových pracovních míst.

Velmi ambiciózní je i projekt Y Basque Green Hydrogen španělské energetické společnosti Iberdola, jehož cílem je elektrifikace španělské nákladní dopravy. Součástí projektu má být také výstavba zařízení na výrobu vodíku prostřednictvím elektřiny z fotovoltaických elektráren. Nainstalovány by měly být elektrolyzéry s celkovým výkonem 10 MW, které dokážou denně vyrobit až 4 tuny vodíku.

Do roku 2030 by se tedy i díky vodíku měly obnovitelné zdroje na španělském energetickém mixu podílet 42 % a jejich podíl na výrobě elektřiny by měl být až 74 %, uvedl nedávno španělský premiér Pedro Sánchez.

V této souvislosti stojí jistě za zmínku to, že v loňském roce se obnovitelné zdroje energie poprvé podílely na celkové produkci elektřiny v Evropské unii větším dílem než fosilní paliva. Jejich podíl byl 38,2 %, přičemž z fosilních zdrojů bylo vyrobeno 37 % elektrické energie. Z jednotlivých zemí EU dokázalo z obnovitelných zdrojů vyrobit nejvíce elektřiny Dánsko, a to 62 %.

V březnu příštího roku by se měly v Německu v pravidelném provozu objevit první vlaky na vodíkový pohon. Prvních 14 souprav od společnosti Alstom bude jezdit pod vlajkou dopravce EVB na 123 kilometrů dlouhé trati mezi dolnosaskými městy Cuxhaven a Bremerhaven.

Cílem dopravce je postupně nahradit flotilu dieselových lokomotiv, které jsou oproti vlakům na vodík mnohem méně přívětivější pro životní prostředí. Alstom očekává, že kvůli naplňování cíle snižování emisí skleníkových plynů do roku 2030 v EU bude nutné nahradit více než pět tisíc jednotek osobních dieselových vlaků na neelektrifikovaných tratích zejména v Německu, Francii, Itálii či Velké Británii.

Rakouský železniční přepravce ÖBB testoval vlaky na vodíkový pohon od společnosti Alstom již na podzim loňského roku a výsledky dopadly úspěšně. Zanedlouho by takové vlaky měly již pravidelně jezdit na mnoha rakouských regionálních tratích.

Vodík transformační?

Podle zprávy společnosti Deloitte se vodík může stát jedním ze základů energetické transformace. Je totiž čistým a stále levněji získávaným palivem, snadněji skladovatelným a současně se v něm skrývá významný investiční potenciál. Využití vodíku v dopravě zůstává zatím omezené kvůli málo rozvinuté infrastruktuře, nákladům na distribuci a skladování této suroviny, a také vzhledem k malé nabídce vozidel, která využívají vodík jako pohonnou hmotu, uvádí analýza.

Tato situace se však může změnit, přičemž možné měřítko a tempo rozvoje trhu ukazuje např. plán schválený v Japonsku, jenž předpokládá, že do roku 2030 dojde k dynamickému nárůstu počtu automobilů poháněných vodíkovými palivovými články na zdejších silnicích až na 800 tisíc, přičemž dnes jich jsou pouze 3000.

Vodíkový článek od společnosti Toyota (foto Toyota)
Vodíkový článek od společnosti Toyota (foto Toyota)

„Investice a vládní podpora rostou a technologie získávání a skladování tohoto paliva jsou připraveny se dále rozvíjet, zdokonaluje se efektivita technologií a definují se modely možných využití v průmyslovém měřítku. Může se tedy stát, že se z vodíku stane překvapení této dekády, jako byly v uplynulých letech překvapením sluneční a větrná energie,“ říká Tomasz Gasiński, ředitel týmu udržitelného rozvoje pro Střední Evropu v Deloitte.

Snížení nákladů na výrobu a zpracování vodíku bude v brzké době možné pod podmínkou, že budou celosvětově zavedeny programy, které budou podporovat další inovace a výzkumy. Bude také nutné vypracovat efektivní výrobní procesy a dodavatelské řetězce tak, aby se snížily náklady na konverzi, dopravu a uchovávání tohoto paliva.

Velkým propagátorem vodíku v dopravě i průmyslu je japonská Toyota. Ta již před šesti lety uvedla na trh první sériový automobil na palivové články Mirai. Ten je nyní na trhu již v druhé generaci a letos se začal prodávat i v Česku. Automobilka se také podílí na vývoji nákladních vodíkových vozidel, vlaků či lodí. Aktivní je rovněž v oblasti vodíkové infrastruktury v Japonsku, kde spolupracuje na projektech pro levnou a bezpečnou výrobu a skladování vodíku.

Načíst další