Vodík v dopravě

Německo má 90 čerpacích stanic na vodík, v Česku se první veřejné teprve staví. Do dvou let by jich u nás mělo stát osm

Jednou z nejslibnějších možností pro budoucnost čisté dopravy je vodík. Přestože první vodíkový autobus Češi sestrojili už v roce 2009, dodnes není česká infrastruktura na vodíkovou dopravu připravena. To by se mělo v dohledné době změnit, jelikož řada velkých měst plánuje vodíkové projekty uskutečnit a například Ústí nad Labem má už teď smlouvu na dvacet autobusů v hodnotě 302 milionů korun. S financováním pomáhají i evropské fondy, které mimo jiné podporují vznik takzvaných vodíkových údolí. S vodíkem se počítá i v energetice, ačkoliv má ještě v roce 2050 představovat pouze 3 % světového energetického mixu.

Snaha o snížení uhlíkových emisí se v Evropě řeší hned na několika frontách. Kromě čistších zdrojů pro výrobu energie a vysazování lesů je jedním z hlavních způsobů ochrany klimatu přechod na čistou dopravu. V současnosti si řidiči mohou vybírat z široké nabídky elektromobilů, ale pomalu se blíží využití vodíkových vozidel. „Bezemisní vodíková mobilita v současné době dává největší smysl u větších vozidel, u kterých požadavek delšího spolehlivého dojezdu brzdí možnosti jejich čistě bateriového řešení. Jde tedy hlavně o autobusy, větší osobní vozidla nebo nákladní auta a v reálném dohledu jsou i vodíkové vlaky na vytipovaných tratích nebo lodě,“ vysvětluje Aleš Doucek, vedoucí oddělení vodíkových technologií a inovací v energetice z ÚJV Řež. V tomto ústavu vznikl i první český autobus s vodíkovým pohonem, který do ulic vyjel už před dvanácti lety. TriHyBus se po ulicích Neratovic, kde vznikla i první vodíková plnička, proháněl už v roce 2009.

MH2D

Ve vodíkové veřejné dopravě se zhlédla i další česká města, která nyní připravují, nebo už dokonce realizují vlastní projekty vodíkové mobility. Již v příštím roce se má na veřejné dopravě v Brně podílet testovací autobus na vodíkový pohon, který městu dodá plzeňská Škoda Electric. Zastupitelstvo Brna vidí ve vodíku budoucnost i pro energetiku, a tak se snaží podporovat různé projekty, které jsou s tímto zdrojem energie spojené. O rok později by mělo deset vodíkových autobusů vyjet do ulic Ostravy, která  připravuje speciální plničku za 90 milionů korun. Při výstavbě tohoto zařízení chce zastupitelstvo využít i evropské dotace z Operačního programu Doprava, který může pokrýt až dvě třetiny investice. Evropské fondy by zároveň měly uhradit až 85 % ceny zakoupených autobusů. Plány Moravskoslezského kraje však sahají ještě dál. Region chce v dohledné době začít využívat vodík i ve vlacích, které by se navíc mohly vyrábět přímo v Ostravě.

Vodíkové Ústí

Nejdále je vodíková veřejná doprava na severozápadě republiky. Ústí nad Labem má totiž s vodíkovými technologiemi bohaté zkušenosti, a to už z roku 1897, kdy se zde vodík začal vyrábět unikátní zvonovou elektrolýzou. Tehdy sloužil například k veřejnému osvětlení nebo k provozu místní továrny na mýdlo, rostlinný olej a tuk. Ta měla být původně zlikvidována, ale díky finanční podpoře ústeckého muzea, pražské ČVUT a skupiny Sev.en Energy byl tento historický objekt zachráněn. „Významná vodíková minulost Ústeckého kraje a transformace uhelného regionu, kterou spolu s Ústeckým krajem a státem připravujeme, jen potvrzuje fakt, že vodík tu byl, je a věříme, že i bude,“ uvedla Gabriela Sáričková Benešová, mluvčí skupiny Sev.en Energy.

Dopravní podnik města Ústí nad Labem uzavřel smlouvu na dodávku vodíkových autobusů v hodnotě 302 milionů korun s polskou firmou Solaris Bus & Coach. Půjde o celkem dvacet autobusů, přičemž každé vozidlo vyjde na zhruba 15 milionů korun, tedy asi na  trojnásobek ceny běžného autobusu na naftu. Město navíc pracuje i na výstavbě vodíkové čerpací stanice a čističky vodíku, aby měly autobusy na co jezdit. Dopravní podnik se při výběru budoucnosti bezemisní hromadné dopravy pro vodík rozhodl takřka okamžitě. „Hlavní roli v tomto směru sehrála skutečnost, že ústecká společnost Spolchemie při své činnosti produkuje vodík, jako vedlejší produkt,“ vysvětluje mluvčí Jana Dvořáková. „Vodíkové autobusy mají veškeré výhody bateriových elektrobusů a za přibližně 10 minut je lze naplnit vodíkem na dojezd až 330 kilometrů. Mezi přednosti vodíkových autobusů patří snížení zátěže hlukem, dynamika, rychlost plnění a nulové emise. Úskalí vidíme v nedostatečné informovanosti laické veřejnosti o bezpečnosti provozu těchto vozidel,“ doplňuje.

„Hydrogen Valleys“

Kromě vyšší ceny za provoz vozidel zatím vězí problém vodíku v jeho nedostatku. Vedení Ústeckého kraje věří, že se investice do vodíku z dlouhodobého měřítka vyplatí. Ačkoliv už teď Ústí produkuje vodík jako vedlejší produkt tamní chemické firmy, pro nadcházející plány je to stále nedostatečné množství. I proto se severozápad Čech jako první tuzemský region zařadil mezi takzvaná „vodíková údolí“, která napříč Evropou podporují rozvoj inovačních vodíkových ekosystémů. Ústí plánuje třicítku vlastních projektů zaměřených na vodík. „Budoucnost regionu staví Sev.en Energy také na bezemisní výrobě energie. Proto jsme mezi transformační projekty Ústeckého kraje vstoupili s Green Mine, projektem na přeměnu lomu ČSA na moderní energetický park, který bude sdružovat jak výrobu energie z obnovitelných zdrojů, tak akumulaci energie s významným regulačním potenciálem. Chybět samozřejmě nebudou fotovoltaické a větrné parky na výsypkách ani plovoucí fotovoltaika. Oproti jiným podobným projektům ale ten náš sází především na vodík. Výroba zeleného vodíku s využitím zelené energie z obnovitelných zdrojů a vody z jezera, které ve zbytkové jámě po ukončení těžby vznikne, je pro nás v bezemisní energetice prioritou,” přiblížila jeden z vodíkových projektů v Ústeckém kraji Gabriela Sáričková Benešová. Vodíkovým údolím se má stát také Moravskoslezský kraj. Plány regionů si však budou žádat obrovské finanční prostředky, a tak počítají i s podporou z evropského rozpočtu.

Budeme tankovat H2?

Aby mohl být vodík využíván v osobní dopravě, musí vzniknout i síť čerpacích stanic. V současnosti je totiž situace s veřejně dostupnými plnicími stanicemi na vodík nesrovnatelně horší než u elektromobilů. Stále tu totiž nestojí ani jediná. V prvním čtvrtletí 2022 by však na území Česka měly vyrůst dvě čerpací stanice pro osobní automobily a do roku 2023 by se jejich počet měl rozrůst na šest až osm. První stojany se objeví v Praze, Litvínově a v Brně a později se rozrostou do dalších měst. Do roku 2030 by podle Evropské asociace výrobců automobilů mělo v Česku navíc vzniknout minimálně 20 vodíkových stanic pro nákladní auta. Oproti tomu v Německu mají do stejného roku takových stanic vyrůst až tři stovky.

Výstavba plnících stojanů je i jedním z cílů Vodíkové strategie ČR, kterou chce stát dosáhnout redukce emisí skleníkových plynů i vyššího hospodářského růstu země. Jelikož však není možné zavést čerpací stanice najednou po celé republice, budou nejprve v provozu takzvaná „ostrovní řešení“ ve větších městech a až později se pokryje plocha celé republiky. „Do roku 2030 by u nás mělo stát přibližně 80 plnících stanic a na vodík by u nás mělo jezdit 40 až 50 tisíc osobních automobilů a devět stovek autobusů. Pokud bude výstavba infrastruktury pokračovat naznačeným tempem, jsou tato čísla reálná,” doplňuje Aleš Doucek z ÚJV Řež.

Osobní vodíková doprava je zatím „v plenkách“ téměř po celém světě. V loňském roce totiž bylo v provozu pouze 560 veřejných plnících stanic. V roce 2010 byl jejich počet méně než poloviční, ale za poslední roky nabrala vodíková doprava obrátky a od roku 2016 se zavádění vodíkových čerpacích stanic viditelně zrychlilo. Největší pokroky činí v tomto ohledu Japonsko, kde se nachází 134 stanic, tedy téměř čtvrtina z celkového světového počtu. Evropskou vodíkovou velmocí je pak Německo se svými 90 stanicemi, v celosvětovém srovnání je hned na druhém místě.

Výroba vodíku

Pro vodíkovou energetiku jsou zásadní takzvané Power-To-Gas stanice, ve kterých se pomocí elektrolýzy přeměňuje elektrická energie v plyn (nejčastěji metan a vodík) pro snadnější uchovávání a distribuci. I v tomto ohledu je v Evropě nejvíce napřed Německo, kde těchto P2G zařízení stálo už v roce 2018 celkem 34, což bylo bezmála šestkrát víc než ve druhé Británii. P2G stanice jsou zásadní i pro udržitelnou energii jako celek, jelikož řeší uchovávání energie z obnovitelných zdrojů.

Přestože vodík lze vyrábět bezemisně pomocí elektrolýzy z obnovitelné elektřiny, tento proces je v současnosti velmi komplikovaný a nákladný. Až 90 % vodíku proto dnes vzniká přeměnou fosilních paliv, a to především zemního plynu (76 %) a uhlí (23 %). Na každý kilogram vodíku tak podle Asociace pro mezinárodní otázky připadne 9 kg CO2 v případě výroby ze zemního plynu a až 20 kilogramů výroby z uhlí. Vodík se proto dělí do několika různých kategorií podle způsobu, kterým je vytvářen. Obvykle se dělí na šedý, modrý a zelený, ale jednotlivé státy často využívají i další barvy. Tím nejekologičtějším je zelený vodík vytvářený elektrolýzou, kde 100 % použité energie pochází z obnovitelných zdrojů. Modrý vodík vzniká transformací fosilních paliv, u které je však většina emisí zachycena a uložena v geologickém podloží nebo využita jinak. Šedý je pak nejméně ekologický, jelikož vzniká z fosilních paliv bez zachycení emisí. Objevují se i další barvy, jako například tyrkysový vodík, který vzniká pyrolýzou metanu a vodík z jaderné energie, který se nejednotně označuje jako fialový, žlutý nebo růžový.

Hlavním zdrojem elektřiny a tepla ve světě je dnes uhlí, které představuje až 43 % produkce. Jeho význam by měl však postupně klesat a už v roce 2030 by se mělo propadnout na 12 %, odhaduje Mezinárodní energetická agentura (IEA) ve svém scénáři, který by měl svět v polovině století dovést k uhlíkové neutralitě. Polepší si především obnovitelné zdroje, které vystoupí ze 17 % na 44 % a v roce 2050 by měly představovat až 77 % veškerých zdrojů tepla a elektřiny. V energetickém mixu se částečně projeví i vodík, u kterého však IEA pro rok 2050 předpokládá pouze 3% podíl.