Vodík aktuálně představuje asi 2 procenta energetického mixu Evropské unie. Přičemž 95 procent energie se vyrábí z fosilních paliv, což každoročně představuje emise 70 až 100 milionů tun oxidu uhličitého. Jak uvádí Evropský parlament, podle výzkumu by obnovitelné energie mohly do roku 2050 představovat podstatnou část evropského energetického mixu, ve kterém by vodík mohl tvořit až pětinový podíl. Pokryl by tak 20 až 50 procent energetické poptávky v dopravě. Řada studií ukazuje, že evropský energetický systém se značným podílem vodíku a obnovitelných plynů by byl navíc nákladově efektivnější než systém využívající rozsáhlou elektrifikaci.
Výroba a spotřeba energie v roce 2018 představovala 75 procent všech emisí skleníkových plynů v Evropské unii. Přestup k zelenému hospodářství a k čisté a cenově dostupné energii tak pro všechny členské státy představuje obrovskou výzvu. Evropská unie je navíc z 58 procent stále závislá na dovozu zejména ropy a zemního plynu. Už loni proto komise přišla s Vodíkovou strategií pro klimaticky neutrální Evropu. Má urychlit vývoj čistého vodíku a zajistit to, že se do třiceti let stane základem pro klimaticky neutrální energetický systém.
Baterie, nebo vodík?
Existují různé typy vodíku, které se od sebe liší nejen samotným výrobním procesem, ale i výslednými emisemi skleníkových plynů. Čistý vodík se vyrábí elektrolýzou vody pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů. Během jeho výroby tak nevznikají žádné skleníkové plyny. Podle „EU hydrogen policy“ odvětví dopravy zatím nedokázalo snížit emise skleníkových plynů kvůli zvýšené poptávce po dopravě a pokračující dominanci fosilních paliv.
Baterie jsou sice podle evropského dokumentu vhodnou technologií pro lehká silniční vozidla nebo městské autobusy, ale jejich nižší hustota energie ve srovnání s fosilními palivy omezuje jejich použití pro dálkovou silniční dopravu, lodní dopravu nebo letectví. Vodík má totiž vyšší energetickou hustotu než baterie, takže jej lze použít právě pro přepravu na dlouhé vzdálenosti a těžké náklady.
„Čistý vodík je slibným palivem pro dopravní aplikace, protože nabízí větší dojezd než baterie a rychlé doplňování paliva. Vozidla na vodíkový palivový článek přeměňují vodík na elektřinu k pohonu svých motorů. Aby se podpořilo širší přijetí, bude třeba značně rozšířit současnou síť 144 čerpacích stanic na vodík v Evropě,“ uvádí se v dokumentu.
Čistý vodík vyrobený z obnovitelné elektřiny a oxidu uhličitého je možné použít i k výrobě syntetických plynných nebo kapalných paliv pro dopravu. Tato takzvaná pohonná paliva mohou pomoci dekarbonizovat námořní dopravu a letectví. Přechod z elektřiny na syntetická paliva však přináší značné energetické ztráty, zatímco vozidla na elektrický pohon využívají energii mnohem efektivněji.
Není vodík jako vodík
Evropští poslanci trvají na tom, že klasifikace různých typů vodíku je zásadní, a zároveň požadují jednotnou evropskou terminologii, která by jasně rozlišovala mezi obnovitelným vodíkem a nízkouhlíkovým vodíkem. Zřejmě se tak shodnou na tom, že jedinou využitelnou variantou je zelený vodík. Tedy ten vyrobený z obnovitelných zdrojů.
Jaké druhy vodíku vlastně existují? Velmi zjednodušeně jej lze rozdělit následovně.
Čistý vodík, nebo také zelený vodík, se vyrábí elektrolýzou vody s obnovitelnou elektřinou. Během tohoto procesu nevznikají žádné skleníkové plyny.
Šedý vodík se vyrábí ze zemního plynu reformováním parou a metanem. Výsledkem tohoto výrobního procesu jsou emise přibližně 9,3 kilogramů oxidu uhličitého na kg vodíku.
Podobné je to u modrého vodíku, při jehož výrobě se využívají stejné výrobní procesy jako u toho šedého, nicméně oxid uhličitý je zde zachycen a trvale uložen. Jeho výroba je dražší než výroba vodíku šedého, ale levnější než u zeleného vodíku.
Tyrkysový vodík se vyrábí pyrolýzou zemního plynu, přičemž jako vedlejší produkt lze na trhu prodávat čistý uhlík. Je stále v rané fázi vývoje, ale má potenciál stát se nákladově efektivním procesem.
Chybí potrubí
Aktuálně hraje vodík v celkové dodávce energie jen malou roli. Existují totiž určité překážky, jako je nákladová konkurenceschopnost, kapacitní možnosti výroby či infrastruktura.
V současné době existuje jen asi 5 tisíc kilometrů vodíkových potrubí, a to hlavně USA, kde se nachází více než polovina uvedené délky. Asi šest set kilometrů má Belgie a čtyři sta kilometrů Německo. Oproti tomu délka potrubí na zemní plyn dosahuje celkově asi tří milionů kilometrů. Vstřikování vodíku do plynové sítě by tak mohlo významně snížit počáteční kapitálové náklady na vodíkové projekty.
Další rozvoj v použití vodíku závisí na celé řadě faktorů. Předně půjde o vytvoření trhu s čistým vodíkem, snížení jeho výrobních nákladů a vytvoření infrastruktury pro jeho přepravu a skladování.
Otázkou stále zůstává vnímání jeho bezpečnosti, které zatím brzdí využití jeho plného potenciálu. Dále se ale očekávat, že díky vodíku v budoucnu budeme moci provozovat jak bezemisní dopravu, tak vytápění či průmyslovou výrobu.
Vodík u nás
S nabídkou prvního vodíkového osobního auta u nás přišla nedávno Toyota. Tankování by přitom nemělo zabrat více než pět minut. Automobilka s uvedením nového modelu čekala na to, až budou v České republice vybudovány první tankovací stanice.
V letošním se počítá se dvěma stanicemi, v Praze a v Litvínově. V roce 2022 by měly přibýt stanice v Praze a v Brně, o rok později ještě jedna v Plzni. Do roku 2030 se v České republice plánuje zbudování asi osmdesáti plnicích vodíkových stanic.
V nejbližších dnech se očekává další vůz na vodíkový pohon. Na českém trhu jej má začít nabízet automobilka Hyundai.
A nejde jen o trh s osobními automobily. První vodíkové autobusy by mohly v dohledné době jezdit třeba na Ostravsku. Dopravní podnik Ostrava nedávno zveřejnil výběrové řízení na deset vodíkových autobusů. První cestující by mohly svézt v roce 2023.
Společnost Energoaqua nedávno informovala o tom, že chce v Rožnově pod Radhoštěm začít s výrobou vodíku parní reformací zemního plynu. Ročně plánuje vyrobit až 187 tun vodíku za rok.
Klíčová role vodíku
Vodíkovou iniciativu zahájenou rakouským předsednictvím Rady v roce 2018 podepsalo 24 členských států. Loni v červnu se na společném prohlášení o vodíku, které prosazuje klíčovou roli vodíku při dosahování klimatické neutrality, shodlo Rakousko s Belgií, Francií, Německem, Lucemburskem, Nizozemskem a Švýcarskem.
Lucie Přinesdomová
