Vodík by se mohl stát mobilitou budoucnosti

Vodík je mnohem univerzálnější palivo, než se zdá. Nemusí sloužit jen pohonu aut a kombinace vodíku a elektrické energie z obnovitelných zdrojů může vyřešit ekologickou energetiku budoucnosti.

Luděk Vokáč 27.10.2018
Toyota se chlubí prototypem tahače na vodík. Ukázku však trochu kazí překlep ve... | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Toyota se chlubí prototypem tahače na vodík. Ukázku však trochu kazí překlep ve... | foto: Reuters
Toyota se chlubí prototypem tahače na vodík. Ukázku však trochu kazí překlep ve...

Tankování auta, notabene ve Wolfsburgu, jemuž se přezdívá Autostadt, je rutina. Jenže ne pro nás, ne v tuto chvíli. I když zastavujeme u běžné čerpací stanice u „obyčejného“ stojanu, čeká nás operace nezvyklá – tankovat nebudeme naftu, benzin, LPG ani CNG. Automobil, s nímž jsme tu zastavili, totiž jezdí na vodík. A tato čerpací stanice, konkrétně jeden stojan, je jednou z mála, kde jej lze i v Německu, kde je vodíková infrastruktura rozvinutější než u nás, natankovat. Oním autem je navíc futuristická Toyota Mirai, jež v domovském městě koncernu Volkswagen působí trochu provokativně.

Provokace se ale odehrává bez jakýchkoli dramat. Naopak, proces tankování působí normálně, probíhá v podstatě, jak je řidič zvyklý: zastaví u stojanu a auto vypne. Pak stačí otevřít víčko nádrže, uchopit tankovací pistoli, nasadit ji na ventil a zajistit. Následně řidič na stojanu autorizuje svou platební kartu a tankovací proces se spustí. Tady přichází oproti benzinu či naftě drobný rozdíl: chvíli trvá, než se stojan „domluví“ s autem, změří tlak v nádrži a zjistí, kolik a jak rychle může natankovat. Samozřejmě lze během zadání karty vybrat i možnost natankovat pouze určité množství, a ne celou nádrž.

Kilogram vodíku u takové pumpy v Německu stojí 9,5 eura a Toyota Mirai na něj, podle jízdního stylu, ujede zhruba sto kilometrů. Při dnešních cenách nafty a benzinu tedy jízda s Mirai stála zhruba tolik, jako bychom jezdili s autem se spalovacím motorem a spotřebou asi sedm litrů na sto kilometrů.

Plnění je otázkou chviličky, pak je opět třeba chvilku počkat, než se vyrovnají tlaky a systém umožní tankovací pistoli od auta odpojit. A je hotovo. Natankováno jsme měli, i s vysvětlováním od našich průvodců z Toyoty, do čtyř minut. Celý proces je přitom bezpečný, nedovolí předčasné sejmutí pistole a auto s připojeným tankovacím zařízením nelze nastartovat a odjet s ním.

Kilogram vodíku u takové pumpy v Německu stojí 9,5 eura a Toyota Mirai na něj, podle jízdního stylu, ujede zhruba sto kilometrů. Při dnešních cenách nafty a benzinu tedy jízda s Mirai stála zhruba tolik, jako bychom jezdili s autem se spalovacím motorem a spotřebou asi sedm litrů na sto kilometrů. Což není špatný výsledek, byť moderní diesely (a někdy i benzinové motory) dovedou být za daných podmínek úspornější.

Spálení v komíně

Cena vodíku na čerpací stanici v Německu ovšem není tržní. Kdyby do ní měl provozovatel stanice promítnout náklady na výstavbu stojanu a budování vodíkové infrastruktury, zákazník by se nedoplatil. Nicméně čistě na jednotku paliva už cena vcelku vychází. Je však jasné, že vodíková infrastruktura bude vyžadovat výraznou podporu od státu. Jako u všeho záleží i u vodíku na tom, jak funguje trh. Dnes existuje mnoho průmyslových provozů, které vytvářejí vodík coby vedlejší produkt své hlavní činnosti.

Dnes existuje mnoho průmyslových provozů, které vytvářejí vodík coby vedlejší produkt své hlavní činnosti. Často jde o petrochemické procesy a vodík v nich vytvořený není nijak efektivně zužitkován – často je doslova spálen v komíně. Přitom jen v Česku existuje řada provozů s významnou produkcí tohoto plynu.

Často jde o petrochemické procesy a vodík v nich vytvořený není nijak efektivně zužitkován – často je doslova spálen v komíně. Přitom jen v Česku existuje řada provozů s významnou produkcí tohoto plynu. Studie společnosti Grant Thornton, kterou firma zpracovala v roce 2017 pro ministerstvo dopravy, například uvádí, že Spolchemie v Ústí nad Labem vyrábí asi dva tisíce metrů krychlových vodíku za hodinu. Za den jde o asi čtyři tuny, které by stačily autům na zhruba 400 tisíc kilometrů jízdy.

Podle údajů pojišťovny Allianz najedou tři čtvrtiny českých řidičů ročně do 15 tisíc kilometrů, denní produkce Spolchemie by tedy vystačila na roční spotřebu nejméně 26 takových řidičů. Kdyby vodík tankovali za podobné peníze jako nyní v Německu (tedy asi 25 korun za kilogram), za denní produkci by zaplatili okolo sta tisíc korun. V tom je ovšem onen háček pro rozvoj vodíkové infrastruktury. Sto tisíc denně je z hlediska kolosu, jako je Spolchemie, příliš malá částka, aby výrazněji do využívání „odpadního“ vodíku investoval, obzvlášť když náklady jsou obrovské.

Zajímavý rozsah v Kalifornii

„První vodíková stanice stála šest milionů eur, druhá asi 2,5 milionu a teď je stavíme asi za milion eur,“ prozradil zástupce společnosti Shell při naší návštěvě s Toyotou Mirai v Německu. A to se celá infrastruktura netýká jen plnicí stanice, jež je špičkou vodíkového ledovce. Příklad, že využívání vodíku může být ekonomické, nicméně existuje, navíc nese českou stopu. Jen se fyzicky nachází v USA, konkrétně ve městě Charlston ve státě Tennessee. Zde s investicí více než tři čtvrtě miliardy korun vybudovala skupina českých podnikatelů ve spolupráci s protějšky v USA továrnu na vodík.

Vyrobit ze zkapalněného vodíku, který továrna produkuje, stlačený, který se plní do aut, je hračka. Zkapalnění však umožňuje širší technologické využití vodíku i v jiných odvětvích. Je třeba dodat, že v Kalifornii v současnosti jezdí více než 4,5 tisíce vodíkových aut, takže tam už lze mluvit o zajímavém rozsahu, který může dávat ekonomický smysl.

Za americkou stranu je hlavním představitelem Čechoameričan Vladimír Prerad, v Česku se projektu z velké části zhostil Pavel Juříček, šéf a majitel skupiny Brano Group, velký zastánce vodíku, a jelikož již měl na toto téma k dispozici řadu studií, s investicí v USA neváhal. „Od firmy v sousedství nakupujeme ,špinavý‘ vodík, který je jejich odpadním produktem. Asi kilometrovým potrubím jej vedeme do naší továrny, kde jej vyčistíme, ve čtyřech stupních kompresorů zkapalníme a druhému sousedovi jej zase přes asi 1,5 kilometru dlouhé potrubí prodáváme,“ popisuje Juříček, jak továrna funguje.

K zákazníkovi v sousedství podle něho putuje polovina produkce, zbytek k dalším odběratelům. A těmi by čím dál častěji měli být motoristé. „Plánujeme výstavbu sítě vodíkových čerpacích stanic,“ vysvětluje Juříček s tím, že vyrobit ze zkapalněného vodíku, který továrna produkuje, stlačený, který se plní do aut, je hračka. Zkapalnění však umožňuje širší technologické využití vodíku i v jiných odvětvích. Je třeba dodat, že v Kalifornii v současnosti jezdí více než 4,5 tisíce vodíkových aut, takže tam už lze mluvit o zajímavém rozsahu, který může dávat ekonomický smysl.

„Cena vodíku tu je asi sedm dolarů za kilogram, my jej ale díky pokročilé technologii a dlouhodobému kontraktu na odběr přebytečné produkce dovedeme vyrábět mnohem levněji,“ chlubí se Juříček, že jde o ziskový projekt. Namísto dotací na něj firma získala bankovní záruku od americké vlády, která se podporou vodíkové infrastruktury snaží mimo jiné řešit, že energetická soustava v USA není stejně důkladně propojená jako evropská.

Efektivní místní využití

Ostatně, efektivní místní využití by mělo být dalším základním kamenem budoucí vodíkové ekonomiky. A to navzdory případnému rozvoji individuální vodíkové mobility. Podobní větší odběratelé, jako v případě „Juříčkovy“ americké továrny United Hydrogen, mají nastartovat ekonomickou smysluplnost využití vodíku téměř kdekoli. A často může jít o odběratele z oblasti dopravy, tentokrát ale hromadné.

Efektivní místní využití by mělo být dalším základním kamenem budoucí vodíkové ekonomiky. A to navzdory případnému rozvoji individuální vodíkové mobility. Často může jít o odběratele z oblasti dopravy, tentokrát ale hromadné.

Během naší návštěvy na severozápadě Německa jsme kromě stovek kilometrů za volantem vodíkového auta absolvovali i zkušební jízdu vodíkovým vlakem na železničním polygonu pobočky francouzského koncernu Alstom nedaleko Salzgitteru. Tamní pobočka přestavěla klasickou diesel-elektrickou soupravu Coradia Lint na vodíkový pohon. Coradia iLint, jak se tato souprava nazývá, je tichá a cestujícím nabízí špičkový komfort. Přestavba přitom nebyla dramaticky náročná, u vlaku nemusejí konstruktéři řešit nedostatek místa jako v autech – vodíkové nádrže a palivové články jsou na střeše.

Souprava, s níž jsme se svezli, už vyrazila do běžného testovacího provozu s pasažéry. Alstom má zakázku na nejméně 14 takových vlaků od čtyř různých regionálních dopravců. A lokální dostupnost vodíku tu hraje velkou roli. „Pracujeme na zakázce pro oblast severního Německa, kde chtějí vyrábět vodík pro pohon vlaků za pomoci přebytků elektřiny z tamních větrných elektráren,“ říká Jörg Nikutta, šéf německé pobočky Alstomu.

Jedna větrná elektrárna přitom podle něho vyrobí tolik elektřiny, že vystačí na výrobu vodíku pro provoz pěti vlakových souprav iLint. Klíčem je, že vodík v takovém případě slouží jako energetický nosič. „Asi v 70 procentech případů, kdy by větrné elektrárny elektřinu vyrábět mohly, ji nevyrábějí, protože by to přetížilo energetickou soustavu,“ říká Nikutta s tím, že tuto přebytečnou energii lze ukládat do vodíku, a ten pak spotřebovávat libovolně dle potřeby.

Široké množství oborů

S takovým způsobem využití vodíku souhlasí i Juříček. „Ve spolupráci se společností HE3DA vyvíjíme úložiště, které kombinuje vodík, palivové články a baterie HE3DA, abychom co nejefektivněji dovedli reagovat na výkyvy toků elektrické energie v síti,“ naznačuje, že kombinace různých technologií umožní jak rychlou okamžitou reakci, tak zajištění dlouhodobé stability v síti. Výhodou využití vodíku ve vlakové nebo třeba i autobusové dopravě je předvídatelnost jeho spotřeby a fakt, že plnění může být centrálně na jednom místě (v depu, v garážích).

Vodík může najít uplatnění v širokém množství oborů. Třeba ve výzkumném centru ZAL v Hamburku pracují na jeho využití v letectví. Kromě toho, že by vodík zjednodušil pozemní logistiku na letišti (vše může běžet na vodík, od eskalátorů až po autobusy), by ho mohla využít i letadla.

Taková místa by se pak mohla stát ostrovy, odkud by se mohl vodík šířit. Plnicí stanice v nich by bylo možné zpřístupnit veřejnosti, a tak podpořit vodíkovou mobilitu. A přidat by se mohly i některé průmyslové podniky nebo třeba skladové areály. „Vyvíjíme vysokozdvižný vozík s pohonem na vodík,“ naznačuje Juříček, kde by se mohl vodík uchytit i v Česku. Tento nápad nejspíš „okoukal“ v USA. Tam vodíkové vysokozdvižné vozíky používají i giganti, jako je Coca-Cola, Nestlé, Walmart, FedEx či GM. Jen Walmartu mají vozíky za sedm let ušetřit dva miliony dolarů a 530 tun emisí skleníkových plynů ročně.

Vodík může najít uplatnění v širokém množství oborů. Třeba ve výzkumném centru ZAL v Hamburku pracují na jeho využití v letectví. Kromě toho, že by vodík zjednodušil pozemní logistiku na letišti (vše může běžet na vodík, od eskalátorů až po autobusy), by ho mohla využít i letadla.Ta velká dopravní na něj zatím především kvůli omezeným možnostem skladování plynu létat nebudou, ale i do letadel si vodík hledá svou cestu. Třeba coby zdroj energie pro pomocné motory, které napájejí systémy letadla.

Počet příspěvků: 2, poslední 28.10.2018 09:05 Zobrazuji posledních 2 příspěvků.