Je vodík palivem budoucnosti? Nastupující trend očima expertů

10. 12. 2021

18 671

I když tu auta na vodíkový pohon existují už pár let, v poslední době se o vodíku mluví čím dál víc. Nejenže přibyl do slovníku řady automobilek, ale už i do několika fyzických konceptů využívajících palivové články. O vodíku se proto začíná mluvit jako o palivu budoucnosti. Má ale skutečně tak obrovský potenciál, který se s ním spojuje? Zeptali jsme se hlav pomazaných.

Je vodík palivem budoucnosti? Nastupující trend očima expertů

Pár příkladů za všechny: japonská automobilka Toyota loni uvedla na český trh první vodíkové auto v podobě modelu Mirai a počátkem prosince představila experimentální model GR Yaris se spalovacím motorem na vodík. Oba vozy přitom geniálně ukazují dva odlišné přístupy k použití vodíku v dopravě: zatímco Mirai využívá chemické reakce v palivových článcích k výrobě elektřiny pro elektrický pohon, GR Yaris vodík spaluje v upraveném běžném motoru.

Oba pohony přitom mají své nesporné ekologické výhody: při použití vodíku v palivovém článků vzniká jako odpad pouze nemineralizovaná voda a i při jeho spalování v běžném motoru je výsledkem jen relativně malé množství škodlivých oxidů dusíku NOₓ. „Vodíkový palivový článek je také výrazně snadněji recyklovatelný, nevýhodou ale je využití velmi vzácných kovů, jakými je třeba platina nebo iridium,“ upozorňuje Jan Sochor z České vodíková technologické platformy (HYTEP).

Shutterstock

EU chce zakázat prodej spalovacích aut. Proč vám to může být buřt

Ekologové jásají, petrolheadi pláčou. Ve skutečnosti na tom ale vůbec nezáleží. Na tom, čím budete za 15 nebo 20 let jezdit, to nejspíš vůbec nic nezmění. Vojta Dobeš ještě v době, kdy se jen začínalo mluvit o konkrétním termínu zákazu prodeje automobilů se spalovacím motorem v EU, dost jasně vysvětlil, pro vám to může být doslova buřt.

Vodíkový pohon se navíc neustále vyvíjí, čímž se nejen snižuje objem oněch vzácných kovů, ale například i nevýhody skladování vodíku. Problém totiž představuje nejen jeho rekordně malá molekula, která ráda proklouzne všude tam, kde jiné plyny nemají šanci, ale třeba i nutnost skladování pod vysokým tlakem. Například Slováci ovšem na odložené dubajské světové výstavě Expo 2020 nedávno představili koncept hypersportu MH2, který právě tohle řeší.

Zmíněný koncept je postavený na vodíkovém pohonu (palivových článcích) a stojí za ním slovenský průmyslový gigant Matador Group a Technická univerzita v Košicích. Právě ta celý projekt iniciovala, aby na něm představila unikátní přístup ke skladování vodíku nazvaný nízkotlaká absorpční metoda. V praxi to znamená, že namísto velkých vysokotlakých nádob je vodík uskladněn v menších nádobách pod řádově nižším tlakem. Ty jsou naplněny speciálním materiálem, který na sebe vodík za určité teploty váže, zatímco za jiné ho umí naopak uvolnit.

Vodíku věří nejen automobilky, ale i řada firem. Šéfka české skupiny Packeta, pod níž spadá Zásilkovna, Simona Kijonková například v aktuálním tištěném Finmagu prozrazuje, že má stále v plánu postavit v Praze první plnicí stanici na vodík. A následně ho využívat i ve své flotile. Slovenský ministr dopravy Richard Sulík pak u onoho konceptu MH2 jasně pronesl, že „vodík je budoucnost a my na ni chceme být připraveni". I v Česku navíc vznikají první projekty, které dokážou vyrábět vodík ekologickou cestou.

Je tedy tento typ paliva jasnou budoucností, nebo jde jen o další z módních vln, kdy se o vodíku jen hojně diskutuje? Jaké má toto palivo výhody či nevýhody? A ohrozí či jen doplní rozvoj elektromobility?

Vodík je jedním z hlavních nástrojů pro dosažení uhlíkové neutrality, protože může v mnoha aplikacích nahradit fosilní paliva. Není ale všelék, který by rychle a levně vyřešil naše dnešní problémy s emisemi. V mnoha ohledech je jediným technologicky dostupným řešením. Musíme proto hledat oblasti, kde jeho nasazení bude cenově nejefektivnější. Očekává se, že cena nízkouhlíkového vodíku bude postupně klesat s růstem jeho výroby a s možností ho levně přepravovat plynovody.

Výhodou vodíku v dopravě je, že se vhodně doplňuje s bateriovými vozidly. Je vhodný především tam, kde potřebujeme dlouhý dojezd a krátkou dobu tankování, tedy především v nákladní a autobusové dopravě. Na druhou stranu cestování osobními automobily s denním nájezdem kolem 200 km bude asi vždy doménou bateriových aut.

Vodík může také nahradit uhlí a zemní plyn při výrobě tepla. Ačkoliv je tato náhrada snadná po technologické stránce, je tento přechod obtížný z ekonomického hlediska. Patřičné ceny, kdy by se to vyplatilo, přitom dosáhneme jen v případě, že se nám podaří výrazně snížit náklady na výrobu a dopravu vodíku.

Podpora výroby levného nízkouhlíkového vodíku je cílem celé řady programů a iniciativ nejen v Evropě, ale i v Japonsku, Koreji, Spojených státech nebo Chile. Česká republika nemůže stát mimo tento trend.

Ačkoliv začíná být o vodíku jako palivu budoucnosti slyšet ze všech stran víc a víc, neměl by být vnímán pouze jako trendová záležitost. Většina těch, kteří o vodíku mluví nebo se o něj nějakým způsobem zajímají, to dělá především proto, že si uvědomují, jak je důležité hledat alternativní paliva, tedy jiná, než jsou ta standardní fosilní. A to platí i pro Zásilkovnu.

Primárně chceme používat ekologičtější zdroj pohonu pro svoje auta a přispět tak k rozvoji nové technologie. Oba druhy alternativních pohonů, ať už se jedná o elektro či vodík, nabízejí různé výhody i nevýhody. Ať už jsou to vysoké ceny a špatná dostupnost vodíkových technologií, nebo dlouhá doba dobíjení a nízký dojezd v případě elektroaut. Ty technologie by ale neměly být stavěny proti sobě. Cíl užití je v obou případech stejný, a to snížit produkci CO₂ a ulehčit tak životnímu prostředí. Proto by měla být elektroauta a vodíková auta vhodně kombinována tak, aby byly maximálně využity jejich nejlepší vlastnosti.

Pro Zásilkovnu jsou nyní svými technickými parametry vhodnější právě vodíková auta, která nám nabízejí především delší dojezdovou vzdálenost a rychlejší způsob doplnění paliva. Nicméně to neznamená, že nerozšiřujeme flotilu elektroaut, která nyní používáme ve vybraných lokalitách, kde jejich provoz dává smysl. A své využití elektroauta našla i pro naše kanceláře, pro cestování po Praze jsou opravdu ideální.

Vodík bude v budoucnu jedna z možností. Cesta pro jeho používání se v současnosti jeví jako relativně dlouhá i ve vyspělých zemích. Bude záležet na preferenci politiků a vlád v jednotlivých zemích, a to i v kombinaci s energetickým mixem. Dalším rozhodujícím momentem bude také to, jak bude vodík podpořený z dotací a z veřejných rozpočtů (protože pokud bude podpořen přes dotace, tak to nebude módní vlna, ale pomůže to masovějšímu rozšíření).

Větší šance využívat vodík bude spíše v pravidelné nákladní nebo hromadné dopravě. Určitě stojí za to na vodíkových pohonech pracovat, ale z mého pohledu bude spíše doplňovat elektrické pohony, než že by je úplně z trhu vytlačil. S masovým rozšířením vodíkové infrastruktury bude toto řešení výrazně levnější.

Jsme přesvědčeni, že se nejedná pouze o módní vlnu, a to zejména s ohledem na bezprecedentní investice do vodíkových projektů ze soukromých i vládních zdrojů, postupnému zavádění konceptu ESG a podpoře nízkoemisních technologií v návaznosti na boj se změnou klimatu.

Vodík je možné využít v sektorech, kde přímá elektrifikace nedává ekonomický nebo technologický smysl, například v ocelářství, sezonním skladování elektrické energie či v těžké nákladní, dálkové osobní, lodní a letecké dopravě. I přes utkvělou představu, že vodík jako nejmenší molekula rád pronikne skrze všechny materiály, je totiž při použití správných materiálů lehce uskladnitelný pro potřeby sezonní akumulace.

I vodíkové automobily jsou elektromobily, akorát si vyrábějí elektřinu pomocí palivového článku. Oproti bateriovým elektromobilům ovšem vodík doplníte do pěti minut. Vodíkový palivový článek je také výrazně snadněji recyklovatelný, nevýhodou ale je využití velmi vzácných kovů, jakými je třeba platina nebo iridium. Na druhou stranu výzkum a vývoj v uplynulých letech dokázal množství těchto vzácných kovů v palivovém článku snížit o desítky procent, což snížilo i cenu a tento trend bude s velkou pravděpodobností pokračovat dál.

Vodík je jeden z důležitých zdrojů energie, který může pomoci výrazně redukovat množství oxidu uhličitého v atmosféře. V otázce snižování emisí CO₂ zastáváme názor, že je třeba nastavit rovné podmínky pro všechny, byť napříč Evropou čelíme nejrůznějším předpokladům nutným pro naplňování takového cíle.

Přestože v oblasti využívání vodíku jde vývoj i zavádění technologií kupředu, je potřeba investovat do infrastruktury. V České republice je zatím nedostatečná, ale to se brzy může změnit. Již nyní vznikají první veřejné tankovací stanice, ale budou potřeba další. Akční plán čisté mobility předpokládá, že za devět let bude v Česku jezdit na vodík 40 až 50 tisíc aut, 870 vodíkových autobusů a bude je možno naplnit na 80 plnicích stanicích.

V Česku také vznikají první projekty na výrobu „zeleného“ vodíku, získávaného z čisté elektřiny z obnovitelných zdrojů. V krátkodobém horizontu by také země mohla odebírat bezemisní vodík ze zemí, kde jsou podmínky pro jeho produkci výhodnější, a může se tak stát významným hráčem na poli přepravy vodíku z jihu na sever a z východu na západ.

Velký potenciál leží i v českých firmách, které se mohou uplatnit při dodávání vodíkových technologií. V Evropě i v Česku se pracuje na jejich zdokonalování a širší implementaci v reálném provozu. Například pro naši společnost tvoří důležitou součást budoucnosti dopravy nákladní vozidla s palivovými články. Zejména proto, že umožňují snížit emise CO₂ o víc než 80 % ve srovnání s běžnými spalovacími motory.

Vodík bývá tlačený jako alternativa k elektromobilitě, nicméně je třeba si uvědomit, že i vodíková vozidla jsou elektromobily, s výjimkou pár pokusů o spalování vodíku v motoru. V kombinaci vysokých energetických ztrát při ekologické výrobě vodíku a extrémních emisích při výrobě vodíku ze zemního plynu je potom představa nasazení pro běžnou dopravu spíše nereálná. Je totiž třeba počítat nejen s náklady na výrobu vodíku z elektrické energie, ale i na vybudování infrastruktury, která by dokázala udržet správný tlak a zajistit tak bezpečnost. Oproti přímému využití elektrické energie je tedy vodík v tuto chvíli ve výrazné nevýhodě po energetické i finanční stránce.

Dopravu není možné podřídit budoucnosti. Elektřina jako taková má v současné době zásadní problém v napájecích sítích, které nejsou připraveny na velké nárazy. Stále se také nepodařilo vyrobit baterie s dodatečnou kapacitou pro velké dojezdy a tento způsob pohonu tak není použitelný u dálkové nákladní dopravy. To všechno vytváří nutnost zajistit možnost dalších paliv. Stále podle mne zůstávají ve hře spalovací motory, které dnes dosahují opravdu dobrých výsledků.

Vodík je jednou z dalších možností, která je za mě osobně krok správným směrem. Zejména v chudých afrických zemích, kde převládá slunečné počasí, je v této době možné vyrábět pomocí solárních elektráren zelený vodík a ten pak přepravovat a plnit jím auta. Vodík má tu výhodu, že naplnění nádrže je výrazně rychlejší než nabití baterií a dojezdy se blíží běžnému spalovacímu motoru. Nevýhodou je téměř nulová infrastruktura, zejména v Česku.

Cesta k uhlíkové neutralitě je nejefektivnější tehdy, když je postavena na různorodých řešeních pohonu v souladu s různorodými trhy i potřebami lidí po celém světě. Toyota je víc než dvacet let průkopníkem full hybridního pohonu. Zaměřujeme se ale i na vývoj plug-in hybridů a elektromobilů na bateriový i vodíkový pohon. Cestu k elektrifikované budoucnosti nadále vidíme ve všech těchto uvedených technologiích, které se vzájemně doplňují. Kromě vodíku v palivových článcích se Toyota věnuje také dalším variantám, například využití vodíku i ve spalovacím motoru.

V současnosti v Evropě jezdí víc než 1700 našich vodíkových vozů Mirai první a druhé generace. Mimo Evropu je už dnes vodíková infrastruktura výrazně rozvinutá v Japonsku či v USA, v Kalifornii.

Prodej druhé generace modelu Mirai jsme letos na jaře zahájili i v Česku. V tuto chvíli je naším cílem zejména edukace v oblasti vodíkové technologie. Toyota Mirai je dnes tím, čím byl model Prius na konci 90. let – prvním vozem se zcela novou technologií, ke které dnes v případě hybridů přechází i na českém trhu čím dál víc zákazníků.

Kromě osobních vozů vidíme budoucnost i ve využití vodíku v nákladní a veřejné dopravě. S partnery vyvíjíme jak vodíkové dodávky, tak i větší tahače a zejména autobusy pro městskou hromadnou dopravu.

Jak jde dohromady byznys a medicína? Dočtete se v novém Finmagu

Je medicína byznys? Jak pro koho. „Frustraci mladých lékařů chápu. Nemají ani na chůvu, aby jim pohlídala děti, když pracují,“ říká přednosta chirurgické kliniky Robert Lischke.

Zdroj: Finmag

MEDICÍNA A BYZNYS

Jak venkovští praktici nepřicházejí o iluze • Ženy mění medicínu • Nejstarší pražská nemocnice objektivem Alžběty Jungrové • Nejdražší léky na světě • Obézních přibývá, Česko dohání USA.

BYZNYS JE HRA

„Investice do umění se do tabulek nevtěsná,“ říká Pavlína Pudil z Kunsthalle • Nejdražší materiál roku 2023? Hrst štěrku z vesmíru za miliardu dolarů • Ekologie musí být podle Tomáš Nemravy, výrobce dřevěných domů, ekonomická.

Koupit Finmag

Ohodnoťte článek

Sdílejte

Diskutujte (5)

Vstoupit do diskuze

Michal Hron

Šéfredaktor webu Finmag.cz. Novinář s dlouholetou praxí z největších českých médií, milovník moderních technologií i přístupů, ale i čisté nedotčené přírody. Po krachu vydavatelství Mladá fronta přešel... Více

Další články autora