Je vodíkový pohon ekologický?

Auta se spalovacími motory by na českých silnicích mohly nahradit nejen elektromobily, ale i vozy na vodíkový pohon. Vozidla na vodíkový pohon jsou v podstatě elektromobily, svou energii však nečerpají z baterií, ale prostřednictvím reakce vodíku s vodou přímo v motoru.

„Technologii palivových článků - použití vodíku pro syntézu s kyslíkem a výrobu elektrické energie, která následně pohání vůz - vidíme jako něco přelomového. Japonská automobilka letos do Česka přinesla druhou generaci modelu Mirai, který je na vodíkový pohon, přestože zde zatím není žádná veřejná plnící stanice. V porovnání s tím, jak funguje typické bateriové auto, je vodíkové auto lepší varianta. A to zejména s ohledem na dobíjení, respektive doplňování vodíku. Probíhá principiálně stejně jako tankování benzínu nebo nafty a trvá stejně dlouho. Řidiči to znají ze standardního provozu. A zároveň řídí elektroauto,“ vysvětluje Peleška.

Vodík k pohonu využíval údajně už první automobil se spalovacím motorem vyrobený v roce 1807. Vývoj a používání vodíkových motorů pokračovaly i na konci devatenáctého století. Na automobilový průmysl je prý vyvíjen velmi vysoký tlak a pro automobilky bude velmi obtížné splnit cíl unijní strategie Fit for 55, aby se do roku 2035 přestala vyrábět auta se spalovacími motory.

„Není tak obtížné se k tomu propracovat, jako je obtížné odhadnout, jestli je tento cíl udržitelný. Autaři mají nejradši poptávku ze strany zákazníků. Nástupce aut s konvenčním pohonem musí automobilky hledat ve velmi zkrácené době. Standardní vývojová fáze se smrskla do sedmi až deseti let, což je jinak standardní životní cyklus nového auta včetně vývoje.

Automobilky tak musí ze své nabídky vyřazovat mezi zákazníky oblíbená auta, aby se vešly do emisních limitů. Peleška poukazuje na to, že dnes je v Česku v provozu na šest milionů osobní aut. Průměrné stáří se pohybuje okolo patnácti let a po silnicích tak jezdí i třicet let stará auta, jejichž emisní stopa je neporovnatelná s novými či jen několik let starými auty.

Čtěte také: Vodíkový pohon a emise

„To je zásadní ekologický a emisní problém na českých silnicích. A to je třeba věc, kterou můžeme řešit velice snadno,“ míní. Z našeho pohledu bude portfolio pohonů široké. Podle Pelešky budou jednotlivé technologie existovat paralelně a mělo by být na zákazníkovi, kterou si vybere.

„Zásadní problém dnešní doby je, že se snažíme vidět svět černobíle. Z našeho pohledu bude portfolio pohonů velice široké, počínaje stále provozovanými konvenčními auty, budou existovat hybridy, bateriová auta i auta na vodík,“ uzavírá s tím, že vodík je perspektivní i pro autobusovou, kolejovou a nákladní dopravu. Vodík jako zdroj energie představuje pravděpodobně budoucnost energetiky i dopravy.

Současný stav vodíkové mobility

Masově vyráběné osobní vozy na vodík začaly však první automobilky nabízet teprve nedávno. Využívá je například londýnská policie či pařížští taxikáři. Nadějný vývoj nicméně probíhá především v oblasti hromadné dopravy, která nevyžaduje tak hustou síť plnících stanic.

V Německu v roce 2018 uvedli do ostrého provozu první vodíkový vlak a úspěch projektu motivoval k nákupu těchto technologií i jiné země jako je Francie či Rakousko. Autobusy na vodíkový pohon jsou v provozu již v řadě evropských i světových měst a jejich množství se postupně zvyšuje.

První příklady vodíkové mobility už lze nalézt i v Česku. Již od roku 2009 jezdí experimentální hybridní autobus v Neratovicích, první velkou investici do vodíkové plničky dokončuje Ostrava, využití vodíku v městské hromadné dopravě plánují brzy i v Praze a Brně. Ústecký kraj se jako první český region nedávno připojil k evropskému partnerství Hydrogen Valleys které podporuje rozvoj inovačních vodíkových ekosystémů. Objevují se už i první veřejné vodíkové plničky, stojí zatím v Praze, Brně či Litvínově.

Čtěte také: Stacionární Zdroje Znečištění

Problémy a výzvy vodíkové mobility

Větší rozšíření vodíkové mobility brzdí podobné překážky jako elektromobilitu, tedy především chybějící infrastruktura a vysoké vstupní investice. Budování sítě plnících stanic se nevyplatí, dokud nebude na silnicích dostatek vozů, které by ji mohly využívat. Ty jsou však zatím příliš drahé a chybí důvod je pořizovat, dokud není kde doplňovat palivo. Východiskem z této patové situace je podpora státu či evropských institucí. Ta naštěstí již existuje. Evropská unie je světovým lídrem v rozvoji vodíkových technologií.

Problémem je též ekologická výroba vodíku. Ten se totiž v přírodě vyskytuje jen ve sloučeninách, z nichž je třeba ho nejprve izolovat a pak stlačit. Vodík je vedlejším produktem řady jiných chemických reakcí a v současnosti je bez užitku vypouštěn do ovzduší nebo spalován. Evropská unie ale tento takzvaný šedý vodík nepodporuje, protože nevzniká při ekologicky udržitelných procesech.

Peleška ujišťuje, že vodíková auta jsou stejně bezpečná jako ta na konvenční paliva. A nejde prý o žádný nevyzkoušený experiment, za který bývají označována. Vodíková strategie v Čechách se týká jak dopravy, chemického průmyslu, energetiky, přepravy, distribuce a skladování vodíku, tak zejména občanů, kteří budou vodíkové technologie využívat. Víte, jak se vodík chová a kde všude jej můžeme využít? Z čeho a kde vodík získáme a jak vodík přepravíme?

Výroba vodíku a jeho ekologická náročnost

Výroba vodíku je ekologicky náročná. Dokud nebude výrobní proces suroviny z hlediska životního prostředí neutrální, nemá ani lokální bezemisní provoz vozidla velkou hodnotu. „Černý“ vodík se vyrábí z černého uhlí, „hnědý“ vodík z hnědého uhlí. „Šedý“ a „modrý“ z plynu, ale i jeho výroba je z hlediska emisí horší než přímo plyn či uhlí samotné. Za použití elektřiny z obnovitelných zdrojů se vyrábí tzv. „zelený“ vodík. Vodík vyrobený za pomoci jaderné energie se nazývá nejednotně jako „fialový“, „růžový“ či „žlutý“.

Jako technologicky nejzajímavější výroba „zeleného“ vodíku se jeví elektrolýza. která by umožňovala skladování obnovitelné elektřiny. Na Mostecku plánuje skupině Se.ven Energy vybudovat elektrolyzér s výkonem 17,5 MW, který by mohl při celoročním provozu naplnit 145 000 nádrží vodíkového autobusu. Z Mostecka by se tak mohla stát laboratoř udržitelného rozvoje. Naznačila to slova analytika Pavla Farkače ze skupiny Se.ven Energy na Energetickém fóru Ústeckého kraje. Projekty, které čeká realizace v následujících letech, mají za cíl snížit konečné ceny vodíkových technologií. Ty jsou v současnosti stále vysoké, a to zejména z důvodu, že zatím nedošlo k jejich masovému rozšíření.

Čtěte také: Benzín vs. životní prostředí: srovnání

Také je otázka, jak budeme v budoucnu vodík mezi centry výroby a spotřeby přepravovat. S předěláváním plynovodů ze zemního plynu na vodík se počítá, ale neví se, kdy k tomu dojde. Uvidíme, co nám přinesou budoucí roky.

Vodík v dopravě

Nedostatek plnících stanic je údajně největší brzda, která brání v rozšiřování vozidel na vodíkový pohon. Ministerstvo dopravy současně plánuje poskytnout na podporu výstavby plnících stanic na vodík 150 milionů korun v rámci Operačního programu Doprava. Zavedení vodíku jako ekologického pohonu vozidel, se přitom zdá pro Českou republiku nevyhnutelné. Díky závazkům v rámci EU a Pařížské klimatické dohodě, kterou se zavázala plnit, musí do roku 2030 snížit emise o dvacet procent.

„Vodíková mobilita přináší výrazné snížení emisí oxidu uhličitého. Zároveň při provozu vodíkových vozidel nevznikají škodlivé látky, jako jsou například: oxidy dusíku, síry a prachové částice,“ uvedl k výhodám nasazení vodíkového pohonu Aleš Doucek, vedoucí oddělení vodíkové technologie ÚJV Řež a.s. a místopředseda HYTEP.

V Evropě je v současnosti provozováno více než 500 vodíkových vozidel. Vodíkové autobusy jsou nasazeny v hromadné dopravě v Londýně, Hamburku, Milanu, Oslu a dalších městech. Kromě aut a autobusů se pohon na vodík testuje nebo vyvíjí i u tramvají, vlaků, malých lodí nebo trajektů.

„V tuzemsku začala diskuze o možnosti zapojení vodíkových autobusů ve veřejné hromadné dopravě v Ústí nad Labem a v Ostravě, tedy regionech, které jsou nejvíce postiženy znečištěným ovzduším,“ řekla Karin Stehlík.

Společnost ÚJV Řež ve spolupráci s dopravcem Arriva Praha v posledních pěti letech úspěšně testovala v Neratovicích prototyp městského autobusu s trojitě hybridním elektrickým pohonem a vodíkovými palivovými články TriHyBus, pro který také vznikla v Neratovicích první vodíková plnící stanice v České republice.

„Dalším příkladem rozvoje vodíkové technologie v České republice je spolupráce s Energetickým klastrem v německém Sasku, kde spolupracujeme na možném zavedení autobusové linky Praha - Drážďany - Berlín. Zde by měl jezdit vodíkový dálkový autobus,“ dodala Stehlík.

Vývoj malé vodíkové plničky pro dopravní prostředky s nízkou spotřebou letos na jaře odstartovali také vědci z ÚJV Řež, kteří tak navázali na dlouhodobý projekt výroby vodíku z obnovitelných zdrojů, konkrétně pomocí fotovoltaických panelů, který v Řeži probíhá.

Srovnání s elektromobily

Automobilový průmysl se mění a jde vstříc elektromobilitě. Nejsilněji do tohoto trendu promlouvají ekologická hlediska, ale nejde jen o ně. Elektromobil je konstrukčně i servisně jednodušší, přitom má lepší dynamické vlastnosti. Budoucnost aut patří zřejmě bateriovým elektromobilům.

U současných elektromobilů se z hlediska dodávky elektřiny nejčastěji uplatňuje koncept velkého lithium-iontového akumulátoru, který supluje funkci „nádrže“. Nevýhodou je větší hmotnost a delší čas potřebný k „naplnění“. Existuje ale i alternativa - vodíkové palivové články. Ty vyrábějí elektřinu průběžně, a to z vodíku v nádrži, do které se dá natankovat podobně rychle jako benzín.

Poměrně rozšířenou představou je, že vodíkové auto je běžný vůz se spalovacím motorem, který místo benzínu spaluje vodík, podobně jako LPG nebo CNG. Skutečně bylo mnoho takových prototypů a technicky to možné je, ale žádný z nich se do sériové výroby nedostal. Vodíkové automobily, které se vyrábí a skutečně jezdí po silnicích, jako třeba zmíněný Hyundai Nexo, jsou v podstatě elektromobily.

Mají pohon pomocí elektromotoru, do kterého dodává energii palivový článek, který ji vyrábí z natankovaného vodíku a jeho reakcí s kyslíkem. Vodíkové auto je tedy pouze jiný druh elektromobilu. Baterii většinou tato auta mají, protože palivový článek nedokáže vygenerovat dostatek energie pro dynamickou jízdu a pomoci musí baterie.

Jednoznačnou výhodou vodíkového pohonu, díky které je právě veřejností přijímán mnohem lépe, je rychlé tankování v řádu minut, stejně jako u tradičních paliv, a relativně dlouhý dojezd. Tyto parametry mu elektromobily mohou jen závidět. Na druhou stranu už si můžete koupit elektromobily, které se na 80 % nabijí za 20 minut a reálné dojezdy mezi 400 a 500 kilometry už nejsou výjimkou.

Společnou výhodou vodíkových aut i elektromobilů pak je lokálně bezemisní jízda a zároveň velmi tichý provoz. Zejména ve městech tedy nezhoršují kvalitu života emisemi ani hlukem. Největší výhodou elektromobilů proti vodíkovému autu je to, že pokud máte možnost nabíjet doma, nejste při běžných jízdách v rámci dojezdu závislí vůbec na síti nabíjecích stanic.

Vždy vyjíždíte s plně nabitou baterií. A jelikož většina lidí denně najezdí mnohem mnohem méně, než je dojezd průměrného elektromobilu, v podstatě nemusí trávit čas zajížděním k nabíjecí stanici. Vždy doma zapojí auto do zásuvky a netrápí je nabíjení v řádu hodin. Naopak nevýhodou vodíkového auta je, že vodík zkrátka doma nenatankujete a jste závislí právě na síti plnicích stanic. A v Česku není ani jedna veřejná.

Další výhodou elektromobilu je prostorová nenáročnost pohonu a baterií. To znamená, že elektromobil, který je od počátku stavěný jako elektromobil, je zpravidla prostornější než srovnatelně velké auto se spalovacím motorem. A často mají kufr nejen vzadu ale i menší vpředu. Naopak u vodíkového auta je prostorově náročný pohonný systém. Jednak jsou to velké tlakové nádoby, ale ani samotný palivový článek není malý. K tomu je tam i elektromotor, který mají vodíková auta s elektromobily společný, a baterie také, byť podstatně menší.

Pokud bychom ale porovnávali elektromobil a vodíkové auto se stejným dojezdem, pak elektromobil bude určitě těžší, takže v tomto ohledu má navrch vodíkové auto.

Srovnatelně velké elektromobily jsou tedy téměř o polovinu levnější než vodíkové auto. Pokud jde o náklady, s vodíkovým Nexem zatím jezdíme mírně přes 1 kg/100 km vodíku, přičemž kilogram vodíku v sousedním Německu stojí okolo 9,50 eur, což vychází na náklady v přepočtu okolo 2,50 Kč na kilometr. I kdybychom to porovnávali s větším a výkonnějším Audi e-tron, které má spotřebu okolo 25 kWh/100 km, jsme při nabíjení z domácí zásuvky přibližně na polovičních nákladech na kilometr. Pokud to srovnáme s menšími elektromobily, jako je například Hyundai Kona, která umí jezdit i za 15 kWh/100 km, pohybujeme se okolo 50 haléřů na kilometr.

Ani při nabíjení z ultrarychlých stanic se většinou nedostanete na běžnou cenu na kilometr u vodíkového auta.

Jednoznačnou výhodou vodíkového auta oproti bateriovému elektromobilu je doba čerpání, kdy vodík natankujete za 5 až 10 minut. Ve všech ostatních aspektech ale jasně vyhrávají bateriové elektromobily a nevypadá to, že by se to mělo v blízké době měnit. Nabijete je velmi pohodlně a hlavně levně doma nebo v práci, díky husté síti nabíjecích stanic můžete nabíjet třeba i v průběhu nakupování.

tags: #je #vodíkový #pohon #ekologický?

Oblíbené příspěvky:

• Stavební odpad
• Problémy s radioaktivním odpadem v Rusku
• Strategie adaptace pro česká města
• Udržitelnější život: 40denní výzva
• Ochrana přírody a maximální pravděpodobnost