Aktuální číslo časopisu Ekonom
Martin PetříčekPár let to trvalo, několikrát se to posouvalo, nakonec však Praha dostala svou první veřejnou plnicí stanici na vodík. Na Barrandově ji v pátek otevřela skupina Orlen Unipetrol. Je to spíše symbolický krok. Podle statistik je v Česku teď na vodík registrovaných 12 osobních aut – z nich 11 značky Toyota Mirai – a jedna dodávka. Přesto je tu cítit snaha, aby se vodíková mobilita v Česku rozjela. Ekonom prozkoumal, kde se může vodík prosadit a co pro to Česko dělá. A to nejen v dopravě.
Podle vládního plánu čisté mobility má do roku 2025 vyrůst v Česku 12 vodíkových stanic a o pět let později má v zemi být celkem 80 stanic. Čísla ve vládních dokumentech ovšem nejspíš ještě stoupnou. Dané cíle neodrážejí aktuální podobu evropské legislativy, podle níž je třeba na hlavní dopravní síti vybudovat veřejnou plnicí stanici každých 200 kilometrů.
Orlen Unipetrol plánuje další vodíkovou stanici otevřít letos v létě v Litvínově a do roku 2030 hodlá provozovat 28 stanic a dva vodíkové distribuční terminály pro železniční dopravu v Litvínově a Neratovicích. Na Barrandově stojí druhá veřejná plnička v Česku. Tu první otevřela u vjezdu do výrobního areálu Cylinders Holding v Ostravě loni v létě společnost Vítkovice.
Světová poptávka po vodíku
V silniční dopravě má vodík postupně začít doplňovat bateriovou elektromobilitu. Vozidla na vodíkový pohon jsou v zásadě elektromobily, které energii získávají z reakce vodíku s kyslíkem v palivových článcích. Proti bateriovým vozům je jejich obrovskou výhodou rychlé plnění a dojezd srovnatelný s auty na klasická paliva. „Baterie mají tu nevýhodu, že jsou poměrně těžké. Na dlouhé vzdálenosti vozíte zbytečně kila navíc,“ říká ředitel inovací ve společnosti ČEZ Jan Šícha.
Vodíkový autobus do kopců kolem Vltavy
Výstavba plnicích stanic se nicméně neobejde bez dotací. „Je jasné, že aktuálně není výstavba a provoz vodíkových plnicích stanic ziskový byznys. Nemůže být, protože nemá zákazníky, nemá auta,“ říká šéf Orlen Unipetrolu Tomasz Wiatrak. Ministr dopravy Martin Kupka sdělil, že v nadcházejícím období má Česko na dobíjecí a plnicí infrastrukturu nachystáno šest miliard korun.
„Už se připravuje vyhodnocení šesti konkrétních projektů, které by znamenaly podporu 11 vodíkových stanic v nejbližších měsících,“ říká ministr. Vládní dokumenty počítají s tím, že v roce 2030 bude po Česku jezdit necelá tisícovka autobusů na vodíkový pohon a až 50 tisíc osobních vodíkových aut.
Pro srovnání, v Česku nyní jezdí přes 14 tisíc elektromobilů a z prognózy Svazu dovozců automobilů vyplývá, že na 50tisícovou úroveň by se měly dostat v roce 2025. Elektroauta tedy mají v Česku před těmi vodíkovými jen zhruba pětiletý náskok.
Aleš Doucek, který působí v ÚJV Řež a zároveň vede Českou vodíkovou technologickou platformu, říká, že vodík má velký potenciál především v nákladní dopravě. „Na jedno naplnění a časem plnění okolo 20 minut může poskytnout dojezd až do jednoho tisíce kilometrů. Uplatnění najde také na železnici. Deriváty vodíku pak mají potenciál sloužit jako palivo v letecké nebo lodní dopravě,“ říká Doucek.
Vedle toho se vodík hodí i k veřejné hromadné dopravě. K barrandovské plnicí stanici začne během jara zajíždět jeden autobus linky 170 pražského dopravního podniku. Firma chce během dvouletého testovacího období ověřit vlastnosti autobusu v reálném provozu. Zvolená linka byla vybrána mimo jiné kvůli své délce zhruba 40 kilometrů i kopcovitému profilu. Do členitého terénu se vodíkové autobusy hodí více než elektrobusy. Šéf DPP Petr Witowski dodává, že vodík může pro pražskou dopravu v budoucnu představovat diverzifikační prvek. „Metro, tramvaje, trolejbusy i elektrobusy jsou závislé na elektřině. Vodík je další alternativní pohon, jen je dnes investičně i provozně velmi náročný. Ale věříme, že s rozšiřováním technologie finanční náročnost postupně klesne,“ říká Witowski.
Provozovaná vozidla s vodíkovými palivovými články
Pilotní projekt využití vodíku ve veřejné dopravě chystá i ČEZ, a to ve spolupráci se Středočeským krajem a autobusovým dopravcem Martin Uher Bus. V okolí Mníšku pod Brdy chce postavit elektrolyzér s kapacitou výroby okolo 50 tun vodíku ročně a veřejnou plnicí stanici včetně nádrže na přibližně 700 kilogramů vodíku. Desítka vodíkových autobusů má vyjet na pravidelné linky v okolí středočeského města koncem roku 2024. Pro srovnání: zásobník plnicí stanice na Barrandově nyní pojme 100 kilogramů vodíku, nádrž osobního vozu přes pět kilogramů a objem nádrže autobusu je kolem 30 kilogramů.
Česko sice ve vodíku – a nejen v dopravě – za západoevropskými zeměmi nyní zaostává, nicméně už v letech 2009 až 2014 jezdil v Neratovicích v pilotním provozu vodíkový autobus. Tehdy vznikla i první plnicí stanice, ovšem pouze soukromá. Autobus je stále funkční, parkuje v areálu ÚJV Řež, který ho před lety vyvinul.
Vodíkové vlaky na neelektrifikované tratě
Vodík by se mohl ve větší míře prosadit také u kolejových vozidel. Diskuse probíhá už dlouho, činy zatím zaostávají. V Řeži nyní pracují na komplexní studii, která má odhalit, na jakých tratích se nasazení vodíkových vlaků do budoucna vyplatí. Dan Kurucz, šéf české pobočky nadnárodního výrobce kolejových vozidel Alstom, říká, že vodík a přímý elektrický pohon nejsou ve vlakové dopravě navzájem konkurenty. „Je třeba vyhodnotit, na jaké trati se jaký vlak vyplatí. Elektrifikace všech železničních tratí není ekonomicky rentabilní, zvláště na nejhustší železniční síti v Evropě, kterou Česko disponuje,“ říká Kurucz.
Na kratší tratě dává smysl nasazovat baterie. Vodíkové vlaky jsou ideální alternativou pro delší neelektrifikované tratě a regionální trasy.
V Česku je nyní elektrifikována třetina tratí. Podle Kurucze má smysl elektrifikovat hlavní tratě s největším provozem a silnou nákladní dopravou. „Na krátké tratě do 100 kilometrů, které jsou napojeny na elektrifikovanou trať, dává smysl nasazovat baterie. Vodíkové vlaky jsou ideální alternativou pro delší neelektrifikované tratě a regionální trasy,“ říká Kurucz.
Na jeden zátah bez doplnění mohou vlaky ujet až tisíc kilometrů. Tratí, na něž by se vodíkové vlaky hodily, je nyní podle Kurucze vytipováno v Česku zhruba šestnáct. Při nasazení vodíku není třeba stavět novou železniční infrastrukturu nebo investovat do elektrifikace, stačí postavit vodíkové plničky. Alstom má zkušenosti z Německa, kde jsou vodíkové vlaky už v běžném provozu. V tuzemské Vodíkové strategii z roku 2021 však cílená podpora pro vlaky chybí.
Zásobárna energie na zimu
Stavět proti sobě vodíkové a bateriové technologie nemá podle expertů smysl. „Celosystémově se jedná o dva zcela odlišné typy technologií, které se skvěle doplňují,“ říká Doucek. V energetice bude vodík hrát roli v sezonním ukládání energie. Ředitel Asociace pro akumulaci energie AKU‑BAT CZ Jan Fousek vysvětluje, že bateriové systémy poskytují okamžitý výkon v řádu milisekund. A díky tomu se hodí pro stabilizaci elektrizační soustavy, proti mikrovýpadkům v průmyslu či pro „ořezávání“ výkonových špiček zejména u obnovitelných zdrojů. „Pokud nebudeme mít dostatečné kapacity úložišť energie, může v případě očekávané masivní výstavby obnovitelných zdrojů v některých hodinách hrozit blackout,“ upozorňuje Fousek.
Účinnost využívání baterií se v těchto případech pohybuje kolem 90 procent. Nelze však s jejich pomocí vyřešit dlouhodobé skladování energie. A k tomu se právě hodí nízko‑ a bezemisní plyny, vedle vodíku třeba i biometan. Vodík vyrobený elektrolýzou pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů lze uchovat a v době potřeby skrze palivový článek přeměnit zpět na elektřinu.
„Problémem je stále ještě velmi vysoká cena a nízká účinnost celého procesu. Zatímco megawatt baterie stojí v průměru kolem 20 až 25 milionů korun, elektrolyzér o stejném výkonu, kompresor, tlaková nádoba a palivový článek vyjde zhruba na sto milionů. Účinnost celého procesu elektřina–plyn–elektřina je někde mezi 30 a 45 procenty,“ říká Fousek.
Vodíkové čerpací stanice ve světě
„Vodík má ovšem jako plyn vlastnost, že s vyšším množstvím jeho uskladnění neroste exponenciálně cena, za kterou jej uskladníme, což se nedá říct o lithium‑iontových akumulátorech,“ doplňuje Doucek. S vodíkem se počítá také při dekarbonizaci elektráren a při výrobě tepla. Nejčastěji se mluví o přimíchávání vodíku do zemního plynu. Evropská unie chce, aby se jednou na vodík přešlo úplně.
Orlen Unipetrol již rozjel projekt náhrady uhelné elektrárny v Litvínově za novou paroplynovou. V ní už bude používat také vodík. „Pět až sedm procent je množství vodíku v zemním plynu, který lze bez problémů spálit běžnými hořáky na zemní plyn. Redukce emisí CO₂ je přitom poměrně významná,“ říká ředitel pro dekarbonizaci v Orlen Unipetrolu Martin Růžička. Podobně uvažuje například i ČEZ u teplárny v Mělníce a další.
Vodík bude s velkou pravděpodobností také používán v ocelářství k výrobě železa. „Vodík je zkrátka energetický nosič, který je možné použít tam, kde existují limity přímé elektrifikace, a to jak technologické, tak infrastrukturní,“ říká Doucek.
Hon za zeleným vodíkem
Vodík není primárním zdrojem energie, nýbrž je jejím vynikajícím nosičem. Aby se prosadil i mimo tradiční petrochemii, jako je zpracování ropy či výroba čpavku, je třeba ho vyrábět relativně levně. A ekologicky, tedy elektrolýzou s využitím obnovitelných zdrojů, případně jaderné energie. Malé množství takto vyrobeného vodíku je hlavním důvodem, proč dosud hrál vodík v dopravě minoritní roli. Téměř veškerý vodík na světě se nyní vyrábí ze zemního plynu nebo ropných produktů. Takto získaný vodík se označuje jako šedý. Jenže takováto výroba je velmi energeticky ztrátová a daleko efektivnější je přímé spalování fosilních paliv. S masivním rozvojem levných a dostupných obnovitelných zdrojů energie ovšem začíná dávat smysl využití vodíku i v dopravě nebo pro akumulaci energie. Jsou‑li základem pro výrobu vodíku obnovitelné zdroje, mluví se o zeleném vodíku. Vzhledem k omezenému množství zdrojů je jeho cena ale také stále vysoká.
Vodík není primárním zdrojem energie, nýbrž jejím vynikajícím nosičem. Aby se prosadil i mimo tradiční petrochemii, je třeba ho vyrábět levně.
Doucek proto spatřuje jako jednu z největších překážek k prosazení vodíku v Česku do budoucna nedostatečnou podporu výstavby nových obnovitelných zdrojů. „Dlouhodobě potřebujeme podporovat pro výrobu vodíku i jiné než jen solární zdroje elektřiny. Kromě toho vidíme roztříštěnost dotačních programů a jejich neefektivitu. Protože u vodíku je potřeba vybudovat celý řetězec od výroby až po spotřebu a přibývají pravidla, která jeho výrobu komplikují, jedna dotace na plnicí stanice vám trn z paty nevytrhne,“ říká Doucek.
A upozorňuje na paradox. Na dotaci u dobíječek lze dosáhnout, i když se do aut bude dodávat i elektřina z uhlí. „Zdá se, že u plnicích stanic budete omezeni pouze na vodík obnovitelného či nízkouhlíkového původu,“ říká Doucek.
Šícha ze společnosti ČEZ zase zmiňuje chybějící legislativu, jak na evropské, tak na české úrovni. „Současné zákony například vůbec nepočítají s vodíkem jako s palivem. Výroba vodíku elektrolýzou se posuzuje jako chemická výroba, což komplikuje situaci v územních řízeních a dalších povolovacích procesech,“ říká.
Přesto po celé Evropě existují desítky pilotních projektů v různých fázích rozpracovanosti. „Je nutné ale vnímat i to, že většina z nich se nepřeklápí do komerčních rozměrů, protože jsou zatím příliš drahé,“ upozorňuje Šícha.
Jedním z nejambicióznějších a nejpokročilejších projektů v Evropě je výstavba obřího vodíkového hubu v rotterdamském přístavu s vlastní výrobou zeleného vodíku, dovozem, přepravou do dalších zemí, ale i skladováním a využitím na místě.
Newsletter týdeníku Ekonom.
Odhlásit se můžete kdykoliv.
Přihlášením k newsletteru beru na vědomí, že dochází ke sbírání a zpracování osobních údajů. Více informací o zásadách ochrany osobních údajů naleznete ZDE.
