Vodíková strategie České republiky: důležitý krok vpřed
i některé otazníky 12.8.2021 Koncem června 2021 byl učiněn důležitý krok k realizaci vodíkových a
palivočlánkových technologií v ČR: Vláda ČR schválila Vodíkovou
strategii České republiky, kterou připravil její gestor, Ministerstvo
průmyslu a obchodu. Tato strategie je bezesporu důležitým dokumentem
pro rozvoj vodíkové ekonomiky v ČR. Zároveň budí v čtenáři některé
otázky, na něž dá odpověď teprve čas.
Obsah a cíle strategie
Vodíková strategie České republiky vzniká v kontextu Vodíkové strategie
pro klimaticky neutrální Evropu, která odráží cíl Zelené dohody pro
Evropu – dosažení klimatické neutrality do roku 2050. Cílem strategie
je tedy redukovat emise skleníkových plynů takovým způsobem, aby
současně došlo k hladké konverzi hospodářství směrem k nízkouhlíkovým
technologiím.
S tím jsou spojeny dva strategické cíle:
• redukce emisí skleníkových plynů,
• podpora hospodářského růstu.
K jejich dosažení jsou stanoveny čtyři specifické cíle:
• objem výroby nízkouhlíkového vodíku,
• objem spotřeby nízkouhlíkového vodíku,
• připravenost infrastruktury na dopravu
a skladování vodíku,
• rozvoj výzkumu, vývoje a výroby
vodíkových technologií.
Vodíková strategie stojí na čtyřech pilířích:
• výroba nízkouhlíkového vodíku,
• využití nízkouhlíkového vodíku
• doprava a skladování vodíku,
• vodíkové technologie.
Tyto pilíře jsou vzájemně provázány – výroba a spotřeba musí být v
rovnováze, aby se dosáhlo ekonomického využití příslušných technologií,
v opačném případě bude nerovnováhu kompenzovat import ze zahraničí. Ke
každému z pilířů přísluší právě jeden strategický cíl.
Strategie popisuje výchozí stav a odhaduje vývoj v časovém horizontu do
roku 2050, který souvisí se strategickým horizontem Zelené dohody pro
Evropu. V souladu s evropskou vodíkovou strategií je Vodíková strategie
ČR rozdělena na etapy do roku 2025, 2030 a 2050.
Vodíková strategie ČR se týká především:
• dopravy,
• chemického průmyslu,
• energetiky,
• energeticky náročných průmyslových
odvětví,
• výrobců vodíkových technologií a
dopravních zařízení,
• přepravy, distribuce a skladování
vodíku,
• občanů, kteří budou využívat vodíkové
technologie a žít ve zdravějším prostředí.
Tzv. „nízkouhlíkový vodík“ a jeho hlavní způsoby využití
Poněkud nelogické sousloví „nízkouhlíkový vodík“ se ve Vodíkové
strategii ČR používá jako terminus technicus. Nízkouhlíkovým vodíkem se
zde rozumí vodík, při jehož výrobě vznikne maximálně 36,4 g CO2/MJ. Jde
například o vodík vyrobený elektrolýzou elektřinou z obnovitelných
zdrojů nebo z jaderných zdrojů, vodík vyrobený z bioplynu a vodík
vyrobený ze zemního plynu nebo odpadu se zachytáváním CO2.
Vodíková strategie se primárně věnuje takto vymezenému nízkouhlíkovému
vodíku, protože jeho využití přispívá ke snižování emisí CO2.
Nezávisle na způsobu výroby je vodík ve strategii rozlišován podle jeho
čistoty dle normy ČSN ISO 14687.
Vodík pro palivové články s protonvýměnnou membránou (PEM), které se
využívají především v dopravě, vyžaduje nejvyšší chemickou čistotu, aby
bylo zajištěno, že ani při dlouhodobém provozu nedojde k degradaci a
poškození palivových článků. Tento vodík se převážně vyrábí
elektrolýzou vody.
Při ostatním využití nejsou na čistotu vodíku kladeny tak vysoké
nároky. Vodík se v tomto případě využívá převážně jako vstupní surovina
chemické reakce, případně pro výrobu tepla spalováním.
Požadavky na čistotu proto mohou být definovány konkrétním použitím,
které může být citlivé na příměsi specifických látek. Příměsi a
nečistoty je nutné posuzovat z pohledu konkrétní chemické reakce.
Předpokládané oblasti využití vodíku v ČR – strategie a otevřené otázky
Vývoj předpokládané potřeby vodíku podle jednotlivých oblastí využití
ukazuje následující graf. 
Je z něj patrno, že největší nárůst je předpokládán v oblasti dopravy.
Podle zpracovatelů strategie je to nicméně – poněkud překvapivě – v
převážné míře nákladní silniční doprava. Je otázkou, nakolik tento
předpoklad odpovídá současnému stavu vývoje a reálného provozu
palivočlánkových vozidel, viz články v rubrice Vodíkové technologie.
Na pomyslné druhé příčce je využití vodíku v hutnictví. Při snaze
dekarbonizovat odvětví hutnictví železa spoléhá EU primárně na vodíkové
technologie, kdy principem bude redukce železné rudy vodíkem místo
dodnes používaného uhlí či koksu, jež je hlavní původce sektorových
emisí CO2. Jak ale Vodíková strategie hned vzápětí uvádí, tyto
technologie zatím nejsou na trhu dostupné – teprve se vyvíjí či
testují. V dnes používaných vysokých pecích nelze uvažovat o plné
náhradě koksu vodíkem, testuje se proto alespoň částečná náhrada. Pro
plné nahrazení budou třeba zcela nové výrobní agregáty.
U kombinované výroby elektřiny a tepla (kogenerace) pomocí vodíku,
které vychází jako třetí v pořadí, strategie uvádí: „Na základě
provedených analýz se ukazuje, že výroba elektřiny a tepla pomocí
kogeneračních jednotek na vodík není kvůli nízké ekonomické efektivitě
otázkou blízké budoucnosti.“ Neřeší však bezemisní kogeneraci s
využitím palivových článků, které mají na vstupu zemní plyn nebo
bioplyn, z nichž si vodík samy vyrábějí, viz například technologie pro
čističky odpadních vod.
Soudě podle uvedených příkladů se nabízí otázka, nakolik bude Vodíková
strategie ČR držet krok s reálným vývojem a komercializací příslušných
technologií i zájmem jejich uživatelů. Je zřejmé, že důležité slovo při
její implementaci v živé praxi řekne trh.
redakce
Proelektrotechniky.cz
Ilustrační foto ©
archiv redakce Proelektrotechniky.cz
Obrázek © MPO ČR
Další informace včetně Vodíkové strategie ČR ke
stažení zde
 Přečtěte
si také:
 19.7.2021 Dvousettisícové
průmyslové a zemědělské kalifornské město San Bernardino používá od
července 2021 ve své čističce odpadních vod již dříve avizovanou
palivočlánkovou kogenerační jednotku od
amerického dodavatele FuelCell Energy. Její zvláštností je využívání
místního bioplynu jen s minimálními úpravami.
 16.6.2021 Palivové články s pevnými oxidy (SOFC) mají perspektivu jako téměř
bezemisní zdroje energie využívající na vstupu „tradiční“ média, jako
je zemní plyn nebo bioplyn, ale také jako zdroj vodíku pro další
palivočlánkové aplikace. Zvýšení jejich energetické účinnosti je nyní
náplní vývojových projektů spolufinancovaných americkým Ministerstvem
energetiky (DOE), jejichž hlavním účastníkem je americký výrobce
palivových článku FuelCell Energy.
 20.4.2021
Vedle
elektrických
jednotek pro osobní přepravu se
palivočlánkové (vodíkové) pohony dostávají ke slovu i v železniční
nákladní dopravě. Dokládá to americká společnost Sierra Northern
Railway, železniční divize soukromé energetické firmy Sierra Energy
Corporation ze Severní Kalifornie. Ta se rozhodla přestavět své
dieselové posunovací lokomotivy na palivočlánkový pohon a v březnu 2021
započala s pilotním projektem.
 23.2.2021 Již letos začne brázdit vody zátoky v americkém San Franciscu
palivočlánkový přívoz jménem Sea Change (Mořská změna). Nyní se nachází
ve finální fázi výroby a během roku 2021 se začne s jeho zkušebním
provozem. Tato loď je určena pro plně komerční provoz na linkách osobní
lodní dopravy v San Franciscu.
 15.2.2021 Městská
doprava v německém Kolíně nad Rýnem zaznamenala začátkem února 2021
důležitý milník: Tamní dopravce Regionalverkehr Köln (RVK) převzal
první z 15kusové série palivočlánkových autobusů Solaris Urbino 12
hydrogen. Rozmnoží tím svůj park 37 palivočlánkových autobusů Van Hool,
již nyní největší v Evropě.
 10.2.2021 Standardizace
baterií, která v Evropě začala v 50. letech minulého století a v USA o
několik desetiletí dříve, vyústila v rychlý rozvoj jejich využití v
mnoha oblastech lidské činnosti. Totéž s největší pravděpodobností čeká
do budoucna i palivočlánkové moduly. Důležitým milníkem je zahájení
činnost konsorcia StasHH na začátku února 2021. Jeho cílem je zavést
nomenklaturu HH pro palivočlánkové moduly, podobně jako je tomu u
nomenklatury pro baterie.
 14.12.2020
Jednou z dalších zemí EU, která se seznamuje s provozem
palivočlánkových autobusů, je Irsko. Průmyslové sdružení Hydrogen
Mobility Ireland slavnostně přivítalo v první polovině listopadu 2020 v
jeho hlavním městě Dublinu první palivočlánkový autobus, který zde poté
vyrazil do ulic na testovací provoz.
 22.10.2020
V současné situaci, kdy je většina vodíku pro
palivočlánkové aplikace vyráběna pomocí tzv. parního
reformingu, se hledají stále nové způsoby jeho
ekologičtější výroby. Vedle elektrolýzy z obnovitelných zdrojů nebo
využití malých jaderných reaktorů je
další z možných cest využívání vysokoteplotních palivočlánkových
jednotek, které mají na vstupu zemní plyn nebo bioplyn. Americký
výrobce FuelCell Energy bude takovouto výrobu vodíku testovat ve známém
výzkumném středisku Idaho National Laboratories (INL). Odbornou
veřejnost o tom informoval na začátku října 2020.
 18.9.2020 Celkem
31 palivočlánkových vlaků Alstom
Coradia iLint se v současné době připravuje pro
provoz v německých spolkových zemích Dolní Sasko a Hessensko v převážně
rovinatém nebo mírně zvlněném terénu. O tyto vlaky projevil zájem také
rakouský národní železniční dopravce ÖBB. Od první dekády v září 2020
do konce listopadu téhož roku bude na zkoušku provozován na hornatých
regionálních tratích na jihu Rakouska.
 11.9.2020 V situaci, kdy plavidla poháněná spalovacími motory
představují významný zdroj znečištění vodních ploch a kdy zároveň
baterie nejsou až na výjimky dostatečným zdrojem energie pro jejich
elektrický pohon, představují palivové články slibnou příležitost pro
významné zekologičtění tohoto druhu dopravy. Po ojedinělých aplikacích
v říční plavbě nebo na trajektech představil
kanadský dodavatel palivočlánkových jednotek Ballard začátkem září 2020
vůbec první komerční palivočlánkovou jednotku pro pohon lodí pod
produktovým označením FCwaveTM.
 31.8.2020 Region
německé metropole Kolín nad Rýnem rozvíjí už od roku 2011
palivočlánkové autobusy, které provozuje tamní regionální dopravce
Regionalverkehr Köln GmbH (RVK). Park palivočlánkových autobusů tohoto
dopravce je dnes největší v Evropě – činí celkem 37 vozidel. Široká
veřejnost s ním byla seznámena v srpnu 2020, těsně před jeho uvedením
do provozu v plném rozsahu, v areálu RVK v Meckenheimu nedaleko Kolína
nad Rýnem.
 21.8.2020 Mezinárodní
unie veřejné dopravy UITP ve spolupráci s projekty JIVE
a JIVE 2 vydala v červenci 2020 stručné shrnutí
nejnovějších zkušeností „Fuel cell buses: Best practices and
commercialisation approaches“, česky „Palivočlánkové autobusy:
osvědčené praxe a přístupy ke komercializaci“. Pro naše čtenáře z ní v
tomto článku vybíráme některé zajímavé poznatky.
 13.7.2020
Začátek července 2020 se stal významným milníkem v
evropské historii palivočlánkové elektromobility: Do Švýcarska bylo
dodáno prvních deset nákladních tahačů typu of XCIENT Fuel Cell od
společnosti Hyundai. Jde o vůbec první aplikaci palivočlánkové
elektromobility v evropské těžké nákladní dopravě.
|
