Vodík začíná být ekonomicky atraktivní, říká Aleš Doucek

5. 11. 2019 | Zdroj: Hospodářská komora ČR (HK ČR)

Společnost ÚJV Řež je průkopníkem v oboru vodíkových technologií a inovací v České republice.

Nástup vodíkových technologií u nás je úzce spojen s projektem trojitě hybridního vodíkového autobusu (TriHyBus) a plnicí stanice v Neratovicích, se systémem ukládání přebytečné energie ze solárních panelů do vodíku nebo s přenosným prototypem napájecího zdroje s vodíkovým palivovým článkem (Power Box). S vedoucím oddělení Vodíkových technologií Alešem Douckem jsme probírali aktuální situaci v této oblasti.

Aleš Doucek, Zdroj: ÚJV Řež

Vodík je dnes hitem, s nadsázkou začnou lidé rozvážku vodíkových lahví brzy hledat v nabídce online shopů. Jaké jsou faktické výhody zavádění vodíkových technologií?
Nejjednodušší vysvětlení je v rovnici vodík rovná se bezemisní technologie. Platí to pro využití vodíku v energetice i v dopravě. V energetice má největší potenciál akumulace energie do vodíku, kdy lze přebytky ukládat do vodíku pomocí elektrolýzy vody a ulehčit tak obtížně regulovatelným výkyvům rozvodné sítě, například zapojením obnovitelných zdrojů.

S tím souvisí i technologie Power-to-Gas, což je v podstatě přeměna elektrické energie na plynná paliva, vodík nebo metan, která lze následně přidat do stávající infrastruktury zemního plynu. V Německu se současná politika Energiewende bez akumulace do vodíku neobejde. A v ČR, která je z hlediska energetického trhu 17. spolkovou zemí Německa, se nás to také dotkne.

V dopravě má využití vodíku formu bezemisní elektromobility, kdy se v elektromobilech místo baterií využívá stlačený vodík a palivový článek, který pak z vodíku elektřinu vyrábí. Vodík je totiž dneska jednou z reálných možností, jak splnit současné emisní cíle automobilového průmyslu.

Vypadá to trochu, že v Česku vodík zaspal dobu. Váš vodíkový autobus byl hvězdou roku 2009. Proč ta prodleva?
Paradoxně jsme s TriHyBusem dobu spíš o něco předběhli – jak technologicky, tak ve smyslu společenské poptávky. Byl to jeden z prvních prototypů v Evropě. Některé firmy, které dnes vyrábí komponenty pro vodíkové aplikace komerčně, si na něm produkty teprve testovaly, jako třeba Proton Motor své palivové články. I plnicí stanice v Neratovicích, postavená ve spolupráci s Linde, byla jednou z prvních evropských plniček.

Vodíkové technologie, to je komplexní obor, potřebuje zcela novou infrastrukturu a technické zázemí. Na to, abychom souběžně s autobusem vyvíjeli i další technologie nutné pro sériovou výrobu, jsme zkrátka neměli možnosti. A tím nemyslím jen nás v ÚJV Řež, ale nenahrávala tomu ani globální ekonomická situace a nebyl na to připraven ani tehdejší systém zavádění technologických inovací do praxe a propojení komerčního sektoru s průmyslovým vývojem.

Aktuální podpora vodíku má také silné politicko-společenské důvody. Pařížská klimatická dohoda a navazující legislativa EU zpřevracela komerční plány automobilek. Dramatické sankce za nedodržení limitů CO2 vztahovaných na celé flotily vozů nutí výrobce rychle zavádět alternativní pohony. Jedno auto na bateriový nebo vodíkový pohon automobilce ušetří od roku 2021 oproti průměrnému benzinovému cca 300 tisíc korun. A potřeba zelené energie pro průmysl a domácnosti táhne vpřed aplikace v oblasti akumulace, kde se vodík uplatňuje stále víc. Hlavními vodíkovými velmocemi je dnes Německo, Japonsko a Jižní Korea. Patří sem i Kalifornie v USA, ta ale technologie spíše ve velkém nakupuje.

Má tedy ještě vodík šanci chytit v ČR vlak?
My v Řeži jsme optimisté. Vodíkem se zabýváme dlouho a intenzivně, jsme proto na jeho nástup dobře připraveni. A naše know-how teď poslouží celé republice. I díky našim expertním podkladům byl schválen Národní akční plán čisté mobility, který do roku 2025 předpokládá výstavbu 10 až 12 veřejných vodíkových plniček. Jeho aktualizace v letošním roce by však měla být mnohem ambicióznější.

Na čtyři stanice je již přidělena podpora a stavba prvních dvou začne na začátku roku 2020. To už je myslím nadějný základ pro rozvoj vodíkové dopravy. Toyota a Hyundai se svými vodíkovými modely doslova stepují na našich hranicích. V regionálních vodíkových plánech je asi nejdále Moravskoslezský kraj, který vodíkové technologie vyzdvihl jako důležitou součást ochrany ovzduší, veřejná autobusová linka by měla brzy jezdit i v Praze.

O vodíku se nejčastěji mluví v souvislosti s pohonem automobilů, nicméně využití je obecně v energetice a v teplárenství mnohem širší…
Je třeba si uvědomit, že vodík neslouží k výrobě energie, pouze k její transformaci. Ostatně, veškerá výroba elektrické energie je vlastně transformací. Jednou z možností je spojení vodíku a fotovoltaiky v jednom systému. Jeho výhodou je, že fotovoltaikou získanou elektřinu lze využít buďto přímo ke spotřebě, nebo ji elektrolýzou uložit v podobě vodíku, případně ji prodat do sítě.

Když je naopak energie zapotřebí, můžete ji pak prostřednictvím palivového článku z vodíku kdykoliv vyrobit. Vodík se dá i prodat, třeba i do jiného průmyslového sektoru… Tomu se říká sector coupling – propojování různých průmyslových odvětví a je to téma současnosti. Historicky neměly například energetika a doprava nic moc společného, dnes se ukazuje, že může být výhodné, aby byly propojeny. A nejen ony.

Vodíkové technologie

Vodík představuje univerzální nosič energie, je totiž schopen energii uložit a zároveň může sloužit v palivovém článku jako palivo v dopravě či při výrobě tepla a elektřiny. Palivový článek pracuje na opačném principu než elektrolýza – obsahuje dvě elektrody, na jednu se přivádí vodík, na druhou vzduch, z něhož se využije kyslík a vzniká elektřina a voda, která se v podobě vodní páry vylučuje. Celosvětově je dnes v provozu již více než 100 000 průmyslových stacionárních aplikací vodíkových technologií, v Japonsku je dokonce v provozu už přes 100 000 jednotek na výrobu tepla a elektrické energie v domácnostech.

Vodíkové aplikace pro automobily vyvíjejí především japonské automobilky Toyota, Honda, Nissan a korejská Hyundai, americký Ford či německé značky Mercedes a BMW. Vedle osobních vozů jsou dnes k dispozici už i nákladní vozy, kamiony a samozřejmě autobusy. Vodíkové aplikace v oblasti akumulace jsou vhodné pro malé, střední i velké podniky, které potřebují záložní zdroj elektrické energie, dále pro jednotky bez přístupu k elektrické síti, pro provoz zařízení v ostrovním režimu, tedy nezávisle na elektrizační soustavě. Týká se to i všech, kdo chtějí účinněji využívat a stabilizovat energii z obnovitelných zdrojů energie, pro ty, kdo potřebují ekologický zdroj vodíku s vysokou čistotou, a také pro domácnosti i komerční subjekty, které chtějí vyrábět teplo a elektrickou energii na bázi mikro/kogeneračních jednotek s vysokou účinností.


V čem je výhoda vodíku? Běžné baterie podobně s energií zacházet nemohou?

V případě baterie máte pevně svázaný výkon s energií, když chcete víc energie, musíte mít víc baterií. V případě vodíkových technologií je to jiné – výkon je daný, ale množství energie bude závislé na tom, kolik máte vodíku. Na trhu jsou běžně technologie s megawattovým výkonem, které se navíc dají řetězit. S využitím vodíku lze mít energii pro celé továrny, sídliště i města. Jsou představitelné velké akumulace, řádově stovky megawattů, což jiné technologie prostě nezvládnou.

A cena? Konkuruje jiným technologiím?
Dnes to možná bez dotací ještě všude nejde, ale velmi rychle se to mění. Za výkon platíte relativně hodně, za uskladnění energie naopak minimum. Baterie vychází vlastně dráž, protože ona má poměr přibližně jedna ku jedné. Baterie s výkonem jeden megawatt dá jednu megawatthodinu. Vodíková technologie s výkonem jeden megawatt může dát bez problémů sto megawatthodin, klidně i víc. Takhle je potřeba se dívat na cenu. Silnou stránkou vodíku je dlouhodobé skladování velkých množství energie.

Co je dnes vaším největším úkolem?
Pořád je to samozřejmě výzkum a vývoj. Tématem je například, jak snížit množství platiny, jak prodloužit životnost palivových článků… Určitě musíme pokračovat i v popularizaci vodíku, ale jsem přesvědčený, že už přišel čas na jeho skutečné využití, na pilotní projekty. Vodík je silné téma a my jsme několik let vyvíjeli a připravovali si trh, teď bychom měli začít sklízet plody. Jsme inženýrská společnost, naše kompetence je navrhovat řešení. Do budoucnosti bych byl rád, kdybychom uměli řešení i realizovat a případně i technologie vyrábět.

Otázka je, jestli to podobně vidí vláda. Státní energetická koncepce má 145 stran a slovo vodík se v ní vyskytuje čtyřikrát. Německo investuje do vodíku sto milionů eur ročně. Kolik Česko?
Ano, tady je to složitější. Na rozdíl od Německa, kde je podpora cílená a koncepční, vedená transparentně přes jeden dotační instrument, u nás to teče z mnoha stran. Pokud jde o státní energetickou koncepci, její problém je v tom, že když vznikala, vodíkové technologie rozhodně nebyly tak daleko.

Váš autobus jezdí od roku 2009. Koncepce je z roku 2015.
To je oproti roku 2019 ohromný rozdíl. Říkám, že jsme předběhli dobu. Před třemi lety se vodík pořád bral trochu jako technologie budoucnosti, která možná přijde, jen se neví kdy – může to trvat deset let nebo taky padesát. Vidím ohromný posun v byznysovém myšlení, dnes majitelé a vrcholový management firem chtějí, abychom jim spočítali, jak mohou s využitím vodíkové technologie ušetřit v energeticky náročných provozech. Vodík začíná být ekonomicky atraktivní.

Co u vás v Řeži tedy chystáte konkrétně?
Samozřejmě se chceme udržet na pozici lídra, navíc ji rozšířit i o investiční spolupráci. Jaderné údolí už jsme, teď pracujeme na vizi toho vodíkového. Chceme zúročit dlouhodobou práci v této oblasti a přispět tím i ke zvýšení konkurenceschopnosti ČR. Naše další práce v oblasti mobility se opírají o projekt mobilní plnicí stanice pro malé dopravní prostředky, která bude sloužit pro malá užitková vozidla, vysokozdvižné vozíky nebo přívozy. Souběžně jsme zahájili i náš vlastní vývoj vodíkem poháněných užitkových vozidel s pracovním označením HyVan a H2ElZebra, které jsou ve fázi přípravy prototypů.

Samozřejmě jsme zapojeni i do jednání a projektů s provozovateli autobusové dopravy a výrobci vozidel v řadě regionů. Pokračujeme také ve vývoji technologií pro alkalické systémy a technologie metanizace. Kromě rozvoje bezemisní dopravy logicky pracujeme s kolegy ze Skupiny ÚJV také na aktivitách v oblasti udržitelné výroby vodíku.

Z hlediska celého cyklu je totiž vodíková mobilita právě tak ekologická, jak ekologická je výroba samotného paliva. Jako jeden ze zakládajících členů České vodíkové platformy (HYTEP) se velmi angažujeme v evangelizaci těchto technologií – jak směrem k partnerům z průmyslu a dopravy, tak i ke státním orgánům.

Jaké vodíkové aplikace by neměly chybět ve scénáři sci-fi filmu o budoucnosti lidstva?
Já to jako sci-fi nevidím. Do roku 2030 budou vodíková auta běžně na ulici, odhadli jsme to na cca 40 tisíc vozů v ČR. V roce 2050 budou bateriové a vodíkové elektromobily dominovat, auta na benzin budou spíše raritou – jako veteráni nebo pro specifické podmínky. Akumulační vodíkové elektrárny budou stejně běžné a rozšířené jako dnešní fotovoltaické elektrárny. Ale možná už se stejně budeme většinou pohybovat jen ve světech virtuální reality…

Převzato z časopisu Komora. Autor článku: Petr Simon, foto: ÚJV Řež.

Tisknout Vaše hodnocení:

Štítky článků

Související články

Diskuse k článku

+ Nový příspěvek