Přehnané vodíkové naděje. Energetickou soběstačnost to Evropě nezajistí

Ostravský průmyslník Jan Světlík se loni stal prvním soukromým vlastníkem vodíkového auta u nás. Aby ale mohl s firemní Toyotou Mirai brázdit domácí silnice, tankuje ve Vídni. Na česko-rakouské hranice a zpět mu auto převáží nákladní tahač. V celém Česku je totiž jen jedna veřejně přístupná vodíková plnička v Neratovicích, postavená ovšem na testování vozidel vyvíjených v ÚJV Řež.

O stavu vodíkového průmyslu u nás to dost vypovídá.

Národní akční plán čisté mobility předpokládá, že už za osm let bude v Česku jezdit 870 vodíkových autobusů a 58 tisíc osobních aut, jimž bude sloužit 80 plnicích stanic. Podle posledních návrhů Evropské komise by se už od roku 2026 měl vodík (případně biometan) spoluspalovat minimálně ze 30 procent v nově budovaných plynových elektrárnách a teplárnách. Vodík má také postupně nahrazovat koks v ocelářství, pomáhat s výrobou elektřiny a snižovat emise v průmyslu.

Česká vodíková revoluce ale startuje opatrně. Stavba komerčních vodíkových čerpaček se zdržuje. První tři, jež slibovala Světlíkova společnost Vítkovice v Ostravě a dále Unipetrol v Praze a Litvínově, se měly otevřít už loni. Teď jsou v plánu na první čtvrtletí, Unipetrol k nim chce do konce roku přidat ještě Brno.

Rýsuje se nástup prvních vodíkových autobusů. Podle dnešních plánů vyjedou v Ústí nad Labem, v Ostravě a Havířově snad už v příštím roce. V Ústí i Ostravě kvůli tomu vzniknou další plničky. Moravskoslezský kraj chystá i soutěž na první vodíkové vlaky pro obsluhu tratí na Jesenicku od roku 2028. „Doufáme, že se k nám s vlastními spoji v regionu přidá i stát,“ říká náměstek hejtmana Jakub Unucka.

Mnohem pomaleji vodík proniká do české energetiky. Z oboru se ozývá, že bruselský návrh na povinné spoluspalování vodíku s plynem od roku 2026 je nereálný.

Vodíkové ocelářství brzdí vývoj technologií, vysoká cena i obrovské energetické nároky jak na výrobu vodíku, tak na jeho využití. „Máme spočítáno, že kdyby měly jen naše místní hutě Liberty Steel a Třinecké železárny nahradit koks vodíkem, potřebovaly by na to ročně 17 terawathodin elektřiny, tedy celoroční výkon Temelína,“ říká náměstek Unucka. Jen dvě hutě by tak spolykaly skoro čtvrtinu předloňské spotřeby celé země.

A vedle všech těchto problémů tu je otázka, kde čistý vodík v potřebném objemu brát.

Vodík není žádná vzácnost. „Je to nejrozšířenější prvek hmoty ve vesmíru, na Zemi je ale většinou ve vázané formě s ostatními prvky,“ vysvětluje Vlastimil Pavlíček, manažer nadnárodní skupiny Air Products, zodpovědný za obchod s nízkoemisními plyny ve střední Evropě a zemích bývalého Sovětského svazu.

Uskupení Air Products s více než 80letou historií má centrálu v USA, dodává různé technické plyny a je mimo jiné největším globálním výrobcem vodíku. Svou první veřejnou vodíkovou stanici vybudovaly Air Products už roku 1993 v Kalifornii, celkem dodnes postavily na 250 plniček, tedy víc jak polovinu celosvětové sítě. Většinu jich má firma v Americe.

„Vodík se používá v řadě průmyslových odvětví – ve sklářství, elektroprůmyslu, chemii, nebo třeba v potravinářství,“ vypočítává Pavlíček. V posledních letech roste jeho význam v hromadné a nákladní dopravě, palivové články pohánějí ponorky i vysokozdvižné vozíky. Poptávka roste s rostoucí oblibou čisté dopravy v lokalitách zatížených exhalacemi.

Podle poslední zprávy Mezinárodní agentury pro energii (IEA) jezdilo loni po světě na vodík téměř 35 tisíc silničních vozidel, většinou osobní auta.

„Vodík má ale větší šanci v těžké dopravě, v osobních vozech se prosadí spíš baterie,“ soudí Zuzana Janatová, která má v Air Products na starosti právě vodík v dopravě. Perspektivní jsou podle ní vodíkové autobusy, kamiony, vlaky nebo letadla, testují se motory schopné vodík přímo spalovat. Vodíková auta mají oproti bateriovým elektromobilům vyšší dojezd a rychleji tankují, navíc u nich odpadá zátěž v podobě baterií.

Ročně se vodíku ve světě vyrobí asi 50 milionů tun. Skupina Air Products, stejně jako další dodavatelé technických plynů, donedávna pracovala výhradně s klasickým vodíkem, vyráběným z ropy či zemního plynu.

Hlavním smyslem současného vodíkového zbrojení je ale snižování emisí. Na to je třeba „zelený“ vodík, vyrobený pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů. Nebo alespoň nízkoemisní varianty, tedy „modrý“ vodík ze zemního plynu, případně „tyrkysový“ vodík vzniklý štěpením metanu, při jejichž výrobě se skleníkový plyn oxid uhličitý (CO2) zachycuje a ukládá pod zem.

Plánovaná spotřeba čistého vodíku je obrovská, výrobní zdroje omezené. Ve světě sice startuje zelený vodíkový boom, zatím ale nevíme, nakolik dokáže budoucí poptávku uspokojit. A kolik to bude spotřebitele a daňové poplatníky stát.

Podle loňské studie poradenské společnosti McKinsey přijalo národní vodíkové plány více než 30 států celého světa. Zpráva eviduje 228 připravovaných vodíkových projektů, 55 procent z nich v Evropské unii.

Vlády se zavázaly podpořit tento boom více než 70 miliardami dolarů (tj. 1,5 bilionu korun) z veřejných rozpočtů. Pokud se uskuteční všechny oznámené záměry, přesáhnou do roku 2030 globální vodíkové investice 300 miliard dolarů. Produkční kapacita zeleného vodíku má v roce 2030 dosáhnout 6,7 milionu tun ročně. Jen během posledního roku se tento cíl zvedl téměř trojnásobně.

Podle zprávy mají do konce této dekády výrazně klesat i náklady na produkci zeleného vodíku s tím, jak se obor bude rozvíjet.

„V Evropě chystají výrobu zeleného vodíku všechny přímořské státy, které mají dobré podmínky pro větrné a solární parky,“ říká Vlastimil Pavlíček.

Do globálního boomu se zapojuje i jeho skupina Air Products. V Saudské Arábii chystá výstavbu největší výrobny zeleného vodíku na světě. Komplex za pět miliard dolarů má od roku 2025 denně produkovat až 650 tun bezemisního plynu převážně určeného k exportu na mezinárodní trhy.

Další projekt v hodnotě 4,5 miliardy dolarů staví ve státu Louisiana, kde bude denně vyrábět téměř 1800 tun modrého vodíku. A v kanadské provincii Alberta rozšiřuje energetický komplex s denní produkcí 1500 tun tohoto plynu. Na americkém kontinentu má Air Products už tisícovky kilometrů potrubí pro distribuci vodíku.

Na zámořské vodíkové vlně se vedle zahraničních investorů veze i česká skupina Solek, která staví solární elektrárny v Chile. Teď chystá projekt prvního vodíkového elektrolyzéru. Pohánět ho má elektřina z plánovaných solárů a větrníků u přístavu Puerto San Antonio. Vodíkový generátor tu má sloužit zároveň jako úložiště energie: přebytečná elektřina v době, kdy fouká a svítí, se použije k výrobě vodíku, z nějž se dá za nepříznivého počasí vyrábět elektřina.

„Česko nemá pro obnovitelné zdroje a výrobu zeleného vodíku tak dobré podmínky, jako přímořské státy se silným větrným potenciálem nebo s intenzivním slunečním svitem,“ upozorňuje ale Zuzana Janatová z Air Products. Přesto se i u nás takové projekty chystají.

V nejpokročilejší fázi je záměr skupiny Solar Global v moravských Napajedlích. „Do půl roku bychom tu u střešní elektrárny chtěli zprovoznit elektrolyzér,“ řekl SZ Byznys majitel firmy Vítězslav Skopal. Zařízení má vyrábět až 100 kilogramů vodíku za den. Tedy množství, na které toyota Jana Světlíka ujede asi 10 tisíc kilometrů, vodíkový autobus kolem tisícovky.

Podobné plány se začínají ve větším počtu rýsovat díky dotacím nabízeným z rozvojových fondů. „Nehrozí, že by pro naše vodíkové autobusy a vlaky nebyl čistý vodík k dispozici,“ věří Jakub Unucka. K produkci vodíku pomocí elektřiny z biomasy, slunce a větru se podle něj chystá skupina Veolia v Krnově a Olomouci, další elektrolyzér napojený na soláry má vzniknout v kopřivnické Tatře. Menší projekty, například v Plzni, chystá v Česku i Air Products.

Znalci plynového trhu ale nadšení krotí. „Výroba vodíku pro stoprocentní náhradu zemního plynu v nových zdrojích v roce 2035 by vyžadovala instalaci obnovitelných zdrojů ve výši dvacetinásobku nynějšího stavu, vybudování mnoha elektrolyzérů a velkokapacitních uložišť vodíku. Nákladově je to zcela mimo diskusi, neboť elektrolyzéry provozované pouze s fotovoltaikou budou mít nízké využití a vodík z nich bude velmi drahý,“ říká analytik poradenské společnosti EGÚ Brno Petr Čambala.

Pomoci by mohly větrné elektrárny, ale jejich možnosti jsou v Česku menší než u fotovoltaiky. „I z pohledu realizačních technických kapacit je to nereálné. Pro výrobu zeleného vodíku tak, jak je momentálně definovaný, nejsou v Česku příznivé podmínky,“ dodává Čambala. Pokud zůstane v platnosti nedávný návrh Evropské komise na náhradu zemního plynu nízkoemisním palivem ve všech nových plynových zdrojích od 2036, domácí vodíková produkce na to určitě stačit nebude.

Podle národní vodíkové strategie (ta ale ještě nepočítala s nejnovějšími návrhy Bruselu) má Česko v roce 2050 potřebovat pro aplikace v energetice, dopravě a průmyslu celkem 1,7 milionů tun čistého vodíku ročně. Na jeho produkci elektrolýzou by bylo třeba 95 terawatthodin „zelené“ elektřiny. Tedy skoro o 15 TWh víc, než kolik činí celková roční výroba elektřiny v Česku.

Teoreticky přichází v úvahu také výroba „modrého“ vodíku z domácího zemního plynu, který těží Moravské naftové doly na Hodonínsku. Skupina miliardáře Karla Komárka se chystá testovat i zachycování a ukládání CO2 pod zem. Tuzemská těžba je ale vzhledem k celkové poptávce po vodíku zanedbatelná. Česko tak bude odkázáno na dovoz.

„Zelený vodík bude prakticky možné do střední Evropy dovážet jen ze zemí s možností instalace mnoha off-shorových větrných elektráren,“ říká Čambala. Například Německo usiluje o to, aby 62 jeho chystaných vodíkových projektů získalo status projektů významných z hlediska celoevropského zájmu (IPCEI). „Většina projektů je ale navržena s předem stanovenou výrobou i odběrem vodíku, takže by nemohly sloužit pro zásobování volného trhu,“ upozorňuje analytik.

Zelený vodík tedy nejspíš nebude odkud dovážet. V úvahu připadá spíš import modrého či tyrkysového vodíku ze zemí s levnými zdroji fosilních paliv.

Projekty na výrobu zeleného vodíku jsou zatím v plenkách nejen v Česku, ale v celé Evropské unii. Zatím má Evropa elektrolyzéry se souhrnným výkonem pod jeden gigawatt – což je méně než výkon jednoho temelínského reaktoru.

„Loňská vodíková strategie EU předpokládá v roce 2030 instalaci 40 gigawattů elektrolyzérů s potenciálem výroby 10 miliónů tun vodíku ročně. Podle našeho odhadu by bylo reálně možné produkovat nejvýš 50 až 60 procent zmíněného potenciálu,“ vysvětluje Čambala. Ani do roku 2050, kdy chce Evropa dosáhnout klimatické neutrality, nebude místní produkce na splnění těchto cílů stačit. A tak Evropa počítá s tím, že bude čistý vodík dovážet. Například z obřích saúdskoarabských elektrolyzérů skupiny Air Products, odkud by se dopravoval loděmi v podobě tekutého amoniaku.

Ovšem, jak vypočetl profesor František Hrdlička z pražské ČVUT, i taková největší vodíková fabrika světa pokryje jen zlomek nejen evropských, ale dokonce i skromnějších českých potřeb.

S předpokládanými energetickými ztrátami by podle něj saúdskoarabské elektrolyzéry zajistily zhruba 3,2 až 2,9 terrawatthodin elektrické energie. „Jinými slovy, když by to takto ideálně (!) fungovalo, pokryjí jen asi 4,5 procenta veškeré hrubé potřeby elektřiny jen v České republice,“ uvedl Hrdlička. „A pozor, přeprava vysoce jedovatého amoniaku ve velkém přes oceán nebude žádná legrace,“ dodává.

Evropa nicméně právě na takovém dovozu staví. Postupně chce budovat síť vodíkovodů a vodíkový trh. Ve velkém se chystá zelený vodík dovážet ze severní Afriky nebo z Ukrajiny, počítá s importem modrého vodíku z Ruska.

Těsně před Vánocemi uzavřela německá energetická skupina Uniper dohodu se soukromou ruskou těžební firmou Novatek na vybudování řetězce výroby a dopravy vodíku ze zemního plynu z ruského poloostrova Jamal. Rusové slibují zachycovat a ukládat CO2 do podzemních úložišť, i v tomto případě se palivo do Evropy má dostávat ve formě amoniaku.

Podle Čambaly dnes chystá výrobu nízkoemisního vodíku pro Evropu dokonce i státem kontrolovaná firma Gazprom. Naděje, že vodíková revoluce sníží plynovou závislost Unie na Kremlu a zajistí Evropě větší energetickou soběstačnost, se tak nenaplní.