Přečtěte si:  Aby chytré město nebylo hloupé: MMR ČR vydalo publikaci o poučení z dobrých příkladů i z chyb

Vodík pro palivočlánková vozidla: úskalí statistik a srovnávání

26.1.2015 V rámci připravované aktualizace studie „E-mobilita v MHD“ se její zpracovatelé zabývají mj. jednoduchým srovnáním elektrických pohonů pro autobusy, mj. i z hlediska dopadu na životní prostředí. Jedním z podkladů pro toto srovnání byla i publikovaná metodická pomůcka „CIVITAS policy note: Smart choices for cities – Clean buses for your city“, publikovaná v roce 2013 v rámci evropské iniciativy CIVITAS. Zpracovatelé zde narazili na problém srovnatelnosti a interpretace dat v souvislosti s palivočlánkovým pohonem. Zmíněný dokument totiž uvádí jednotkovou produkci skleníkových plynů, a tím i dopad na klimatické změny, u palivočlánkových autobusů 1,5násobně vyšší než u klasického dieselu (lokálně jsou palivočlánkové autobusy zcela bezemisní) – viz graf dole.

Takto jednoduše formulované srovnání však ne zcela koresponduje s podporou palivočlánkových vozidel ze strany EU i s dosavadními poznatky zpracovatelů naší studie z konkrétních projektů palivočlánkových autobusů v Evropě (příklady viz dále). Věc proto byla konzultována s pracovníky ÚJV Řež, a.s., kde mj. v roce 2013 vznikla studie „Polák, L., Čermáková, J. Analýza energetické náročnosti pro stanovené způsoby výroby, distribuce, skladování a využívání vodíku“.  Závěry jsou rozhodně zajímavé a pro připravovanou studii podnětné.

Způsob výroby vodíku se výrazně liší stát od státu. Celosvětově se dnes většina vodíku (cca 95 %) vyrábí s fosilních paliv (v první řadě parním reformingem zemního plynu, dále parciální oxidací nižších uhlovodíků a v poslední řadě jako vedlejší produkt při zkapalňování či zplyňování uhlí). Všechny tyto procesy jsou doprovázeny výraznými emisemi CO₂, kdy např. parní reforming zemního plynu lze pomocí chemické reakce zjednodušeně popsat:

CH₄ + 2 H₂O → CO₂ + 4 H₂

Při standardní účinnosti této reakce kolem 80 % odpovídají měrné emise CO₂ více než 7 kg na 1 kg H₂.

Tímto způsobem nicméně vzniká vodík především jako odpadní surovina v chemické výrobě a případný provoz palivočlánkových vozidel pak není příčinou jejich vzniku. Jedná se vlastně o využití odpadu či druhotných surovin pro energetické účely. Příkladem je provoz palivočlánkových autobusů v Antverpách, kde vodík vzniká jako vedlejší produkt při chloro-alkalické výrobě chemického koncernu Solway. Tomu pak budou odpovídat i skutečně vznikající emise v porovnání alternativ s provozem a bez provozu palivočlánkových vozidel.

Porovnání emisí skleníkových plynů celkem (zdroj: CIVITAS 2013) ZVĚTŠIT OBRÁZEK

Kromě emisí spojených s výrobou vodíku je nutné zohlednit také jeho distribuci, která dnes téměř bez výjimky probíhá ve stlačené podobě silničními nákladními vozidly. Jisté energetické nároky následně představuje i samotné tankování, kdy energie kompresoru je přímo úměrná požadovanému tlaku (35 či 70 MPa) a množství emisí CO₂ se opět odvíjí od energetické mixu dané země.

Současně ve světě existuje celá řada projektů, kdy je vodík vyráběn pomocí elektrolýzy štěpením vody za využití „zelené“ elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (fotovoltaika či vítr). V případě, že je takto vyrobený vodík použit v dopravním sektoru, mohou se emise CO₂ v celém řetězci od výroby k pohonu blížit nule a být zatíženy pouze požadavky na kompresi vodíku (tankování). Do této kategorie spadá většina nově vybudovaných zdrojů vodíku primárně zaměřených na jeho výrobu pro provoz palivočlánkových vozidel (viz například projekt H2BER nebo plnicí stanice pro palivočlánkové autobusy ve skotském Aberdeenu).

Problém lze tedy shrnout následujícím způsobem:

Jestliže lze s jistou tolerancí považovat průměrné evropské hodnoty emisí u čistě elektrického pohonu (baterie, superkapacitory) za relevantní i pro ČR, jelikož podíl bezemisních zdrojů elektřiny v ČR je v úhrnu podobný evropskému průměru (oba se pohybují v rozmezí 40 – 50 % a liší se zejména poměrem jaderných a obnovitelných zdrojů energie), pak u palivočlánkových pohonů by takovéto zjednodušování mohlo být velmi zavádějící. Vždy je nutno vědět, jaký je konkrétní zdroj vodíku a zda jde o odpadní produkt nebo zda se vyrábí za účelem pohonu vozidel.

Ing. Jakub Slavík, MBA, s využitím podkladů ÚJV Řež, a.s.

Ilustrační foto a obrázek © archiv redakce Proelektrotechniky.cz

Přečtěte si také:

Víte, jak funguje palivový článek?

Palivové články slouží k přímé přeměně chemické energie na stejnosměrný elektrický proud.  Základem jsou elektrochemické procesy. Při chemické reakci vstupních látek – paliva a okysličovadla - se chemická energie přeměňuje na elektrickou energii. Nejčastějším palivem je vodík

Vysokoteplotní elektrolýza vody v ÚJV Řež

Na odborném semináři Hydrogen Day, představil ÚJV Řež, a.s. experimentální zařízení pro vysokoteplotní elektrolýzu vody. Výsledky výzkumu se mohou uplatnit při výrobě vodíku v energetických zařízeních mj. pro využití v palivových článcích. 

Studie „E-mobilita v MHD“: 4000 stažení z portálu Proelektrotechniky.cz, aktualizace v přípravě

16.1.2015 Studie „E-mobilita v MHD“, zabývající se stavem a vývojem elektrických autobusů v ČR a ve světě, kterou zpracovala v roce 2013 firma Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services pro potřebu Sdružení dopravních podniků ČR a která je volně přístupná na našem portále zde, zaznamenala začátkem ledna 2015 čtyři tisíce zájemců, kteří si ji z portálu stáhli. 

Konference „Elektrické autobusy pro město III“ přinesla zajímavé informace a podněty

24.11.2014 Jako doprovodný program veletrhu Czechbus 2014 proběhla 21. 11. 2014 v Praze odborná konference „Elektrické autobusy pro město III“, zaměřená na problematiku autobusů s elektrickým pohonem a nezávislým provozem, tj. především elektrobusů a parciálních trolejbusů, a jejich infrastruktury. Pod záštitou Sdružení dopravních podniků ČR a v úzké spolupráci s ním v rámci Pracovní komise pro e-mobilitu ji opět pořádala konzultační firma Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services. 

ESPACE: nové evropské servisní centrum pro palivočlánkové autobusy Van Hool/Ballard

6.11.2014 Pod názvem ESPACE (francouzsky: prostor – akronym z anglického „European Service and Parts Centre for fuel cell buses“) začíná od listopadu 2014 v belgickém Lieru fungovat společné servisní centrum pro palivočlánkové autobusy Van Hool s vodíkovými pohonnými jednotkami od kanadského výrobce Ballard. 

Palivočlánkové manipulační vozíky: americký trh úspěšně roste

20.10.2014 O využití palivových článků jako zdroje energie pro elektrické manipulační vozíky jsme se na našem portále zmiňovali již vícekrát. Zatímco Evropa v současné době prověřuje ve zkušebním provozu první desítky těchto vozíků v rámci projektů HyLIFT-DEMO a HyLIFT-EUROPE, v USA je jich nyní v provozu kolem tisíce a jejich trh dále úspěšně roste. 

V rámci SDP ČR vznikla Pracovní komise pro elektromobilitu

25.9.2014 SDP ČR dlouhodobě sleduje rozvoj elektrické trakce v městské hromadné dopravě. Kromě metra, tramvají, klasických trolejbusů je tento zájem nově zaměřen na elektrobusy a trolejbusy s prodlouženým dojezdem jakožto perspektivní druh dopravy, jehož technologie se průběžně zdokonaluje. Pro podporu tohoto rozvoje vznikla Pracovní komise pro elektromobilitu jako partnerství mezi SDP ČR a konzultační firmou Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services. 

Seminář „Elektrické autobusy pro město II“: zajímavé poznatky z technologií a financování projektů elektrobusů a trolejbusů

20.3.2014 Po necelém půlroce od prvního běhu proběhlo již druhé pokračování odborného semináře „Elektrické autobusy pro město“, opět s organizací a odbornou garancí firmy Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services a pod záštitou Sdružení dopravních podniků ČR. Takto krátký časový odstup si vyžádal především aktuální běh událostí v oblasti možného financování projektů elektrické MHD a podpořil jej i rychlý postup technologií pro elektrobusy a trolejbusy.

Elektrobusy v ČR a ve světě: studie „E-mobilita v MHD“ zveřejněna

1.9.2013 Náš portál Proelektrotechniky.cz zveřejnil ke stažení a volnému použití již dříve avizovanou studii „E-mobilita v MHD“ (viz předchozí informace zde). Studie se zabývá současným stavem technologií, provozními zkušenostmi a vývojovými trendy v elektrických autobusech, tj. elektrobusech, palivočlánkových autobusech a diesel-hybridních autobusech. Tyto elektrické autobusy studie porovnává se standardními dieselovými autobusy, autobusy na CNG a trolejbusy. 

Copyright © 2012 – 2023 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services