Článek
Vodík je považován za plyn budoucnosti, který se má stát hlavním nástrojem přechodu k nízkoemisní ekonomice. První komerční elektrolyzér na zelený vodík v Česku spouští firma Solar Global, jeden z předních hráčů v domácí obnovitelné energetice. Její zařízení odebírá elektřinu ze solární elektrárny instalované na střeše a fasádě sídla Solar Global v Napajedlech na Zlínsku.
Jak firma informuje na svých webových stránkách, elektrolyzér pohání elektrárna o výkonu 611 kilowattů (kWp). Samotná výrobna vodíku má výkon 230 kW a dokáže pojmout 246 megawatthodin elektřiny ročně.
Plánovaná roční výroba zeleného vodíku v Napajedlech činí zhruba 30 tun, což denně představuje 82 kg. To postačí k ujetí osmi tisíc kilometrů vodíkovým osobním autem. Například Toyotou Mirai, jakou si před časem jako první u nás koupil majitel ostravské továrny na tlakové ocelové láhve Vítkovice Cylinders Jan Světlík. Elektrolyzér v Napajedlech doplní veřejná stanice na „tankování“ vodíku do vozidel.
„Značný výkonový rozsah elektrolyzéru a jeho rychlá výkonová odezva nám umožňují maximálně se přizpůsobit proměnlivé výrobě elektřiny z obnovitelných zdrojů. Takto vyrobený zelený vodík bude možné z čerpací stanice ve městě Napajedla tankovat nejen do nákladních vozidel a autobusů, ale rovněž do osobních automobilů s ekologickým vodíkovým pohonem,“ vysvětil už před časem majitel skupiny Solar Global Vítězslav Skopal.
Solar Global
Patří k průkopníkům obnovitelné energetiky u nás.
S budováním solárních elektráren začala už v roce 2006, během solárního boomu kolem roku 2010 jich postavila téměř tři desítky. Část jich prodala, část provozuje, další solární parky nakoupila.
Na solární energetice vyrostla původně malá firma v silnou skupinu, která kromě Česka působí v dalších čtyřech evropských státech.
V roce 2017 firma zprovoznila první domácí velkokapacitní bateriové úložiště u své solární elektrárny v Prakšicích na Zlínsku.
Firmu s partnery zakládal Vítězslav Skopal, dnešní hlavní podílník skupiny.
Skopal projekt vnímá jako určitý test vodíkového byznysu v Česku. „Solar Global byl vždy průkopníkem nových technologií a v oboru výroby a využití vodíku je tomu obdobně. Abychom mohli nějaký obor aktivně rozvíjet, musíme dostupné technologie co možné nejdříve poznat takříkajíc na vlastní kůži,“ vysvětluje.
„Cílový stav tohoto pilotního projektu je takový, že budeme nejen ekologicky vyrábět zelený vodík, ale zároveň přispějeme k poptávce tím, že ho budeme společně s třetími stranami také spotřebovávat. Konkrétně ve formě paliva pro náš průběžně inovovaný vozový park, kde budeme postupně nahrazovat klasická neekologická paliva právě vodíkem a vodíkovými automobily. To vše samozřejmě vyžaduje výstavbu další potřebné technologie, kterou je komprese vodíku, sklad a plnicí stanice, co jsou další etapy našeho pilotního projektu,“ říká Skopal.
Solar Global patří k největším příjemcům dotací na zelené projekty ze Státního fondu životního prostředí, podporu čerpá i na pořízení elektrolyzéru a navazující fotovoltaické elektrárny. Kromě toho firma využívá bankovní financování. „Úvěr nám poskytla Česká spořitelna, která tak spolufinancuje první pilotní projekt výroby zeleného vodíku v Česku,“ dodal Skopal.
U pilotních projektů my sami neklademe důraz na rychlou návratnost investic, ale na získání maxima zkušeností s danou technologií, což nám obvykle přináší do budoucna konkurenční výhodu na trhu.
Palivo budoucnosti
Vodík se dnes běžně vyrábí termicky ze zemního plynu a je nezbytný v chemickém průmyslu i dalších oborech. Tradičním postupem vzniká takzvaný „šedý vodík“. Výrobní proces nese značnou emisní zátěž. Naproti tomu elektrolyzéry poháněné elektřinou z hydroelektráren, solárů nebo větrníků, vyrábějí vodík prakticky bez emisí.
„Zelený“ vodík z obnovitelné elektřiny se má stát hlavním nástrojem pro dekarbonizaci ocelářství, protože dokáže nahradit uhelný koks při produkci surového železa. Uplatnění může mít i v nízkoemisní dopravě. Větší šanci přitom má jako pohon nákladních vozů, autobusů či vlaků, u osobních aut se spíše prosazují klasické baterie.
Dalším oborem, kde má vodík sloužit, je skladování a výroba elektřiny. Vodíkové úložiště funguje tak, že se levná přebytečná obnovitelná elektřina využívá k elektrolýze vody, při níž se vodík uvolňuje. „Zelený“ vodík z elektrolyzérů lze na rozdíl od elektřiny skladovat a je kdykoliv využitelný k dodávkám na trh, ke spoluspalování se zemním plynem nebo k opětovné výrobě elektřiny v době, kdy soláry a větrníky stojí kvůli počasí.
Barvy vodíku
Obnovitelný nízkoemisní vodík se má používat jako náhrada fosilních paliv. V říjnu 2023 přijala Evropská unie směrnici, která stanoví závazné cíle pro jeho nasazení v dopravě a průmyslu.
V roce 2030 má podíl obnovitelných zdrojů na konečné spotřebě energie v EU činit minimálně 42,5 procenta. V dopravě mají jedno procento spotřebované energie zajistit obnovitelná paliva nebiologického původu (tzv. RFNBO), což může být právě zelený vodík. V průmyslu má obnovitelný vodík do roku 2030 nahradit 42 procent dnes používaného fosilního vodíku. Směrnici má ČR implementovat do roku 2025.
Vodík je označován podle způsobu výroby různými barvami.
- Zelený vodík se má vyrábět s využitím solární, větrné nebo vodní energie. Je považován za bezemisní.
- Šedý vodík se vyrábí chemickým štěpením zemního plynu, případně ropných zbytků. Při procesu však uniká do ovzduší oxid uhličitý.
- Modrý vodík se vyrábí chemickým štěpením zemního plynu se zachycením a uložením oxidu uhličitého pod zem. Je považován za nízkoemisní, EU však zatím tyto technologie nepodporuje.
- Růžový vodík – tak lze označovat vodík vyrobený z přebytečné jaderné energie. Je nízkoemisní, podle loňské směrnice jím ale mohou nahrazovat fosilní paliva jen ty státy, které mají více než poloviční podíl jádra na energetice - což se netýká České republiky.
Hlavní překážkou pro rychlejší rozvoj vodíkového průmyslu jsou jeho vysoké náklady. Bez dotací je výroba zeleného vodíku zatím nemyslitelná. Evropská unie i Česko vodíkové hospodářství, vývoj a výzkum subvencují a doufají, že se tak obor podaří nastartovat, aby mohl sehrát klíčovou roli při plnění cílů Green Dealu. I proto je elektrolyzér v Napajedlech jen první vlaštovkou, kterou mají brzy následovat další.
Ministerstvo životního prostředí zatím finančně podpořilo z Modernizačního fondu čtyři elektrolyzéry. „U dalších dvou projektů aktuálně probíhá hodnocení,“ říká mluvčí Státního fondu životního prostředí Lucie Früblingová. Programy, z nichž lze vodíkové projekty subvencovat, se ale právě rozšiřují a dotací má přibývat.
Vodíkoví následovníci
Po zařízení, které v Napajedlech spustil Solar Global, se chystají další projekty. Elektrolyzér napojený na solární elektrárnu chystá v Litvínově například největší výrobce „šedého“ fosilního vodíku u nás – Orlen Unipetrol. Se stavbou chce začít na přelomu let 2024 a 2025, výroba čistého vodíku se má rozjet koncem roku 2028. Unipetrol tím ale nahradí jen zlomek svých vodíkových potřeb.
„V našich rafinériích ročně vyrobíme 90 tisíc tun takzvaného šedého vodíku, v elektrolyzéru budeme ročně vyrábět 4,5 tisíce tun obnovitelného vodíku. Při výrobě budeme kombinovat naši vlastní energii ze slunce s dodávkami zelené energie od jiných subjektů tak, abychom zajistili chod výroby i v nočních hodinách,“ říká mluvčí Unipetrolu Pavel Kaidl. Dodává, že celkové náklady vodíkové investice Unipetrolu se pohybují „v řádu jednotek miliard korun“, zhruba půl miliardy z toho má pokrýt dotace z Modernizačního fondu.
Další elektrolyzér plánuje skupina Sev.en Energy Pavla Tykače, vlastníka mosteckých dolů a uhelných elektráren. Sev.en chystá na místech brownfieldů na Mostecku masivní výstavbu solárních elektráren o celkovém výkonu 120 megawatt. Dva parky, dohromady o 45 megawattech výkonu, mají od roku 2027 pohánět 17,5megawattový elektrolyzér s plánovanou výrobou 360 tun zeleného vodíku ročně. Vodíkový systém přijde podle manažera Sev.en Pavla Farkače asi na 700 milionů korun, část z toho má pokrýt dotace z Fondu spravedlivé transformace.
Ještě o dva roky dřív než Sev.en chce spustit výrobu zeleného vodíku v průmyslové zóně Triangl u Žatce společnost FOR H2Energy, specializovaná na vodíkové investice. Počítá se čtyřmegawattovou solární elektrárnou, čtyřmegawattovým elektrolyzérem a s výrobou až 630 tun zeleného vodíku za rok. Z předpokládaných celkových nákladů ve výši 608 milionů má 365 milionů pokrýt dotace.
V Moravskoslezském kraji je vodíkovým tahounem skupina Veolia, která chce do tří let spustit jako pilotní projekt elektrolyzér v teplárně ve Sviadnově u Frýdku-Místku, pohánět ho má elektřina ze solárů a z biomasy.
„Je to jediný vodíkový projekt v České republice, který uspěl v mezinárodním srovnání a jako vůbec první získal dotaci z Inovačního fondu EU na podporu čistých technologií,“ uvedla minulý týden společnost Veolia Energie v tiskové zprávě. Výrobu vodíku skupina plánuje i na dalších místech, například v Krnově a v Přerově.
Vodík ze sviadnovské teplárny se má využívat především v dopravě, plánovaná roční produkce v objemu až 270 tun za rok může podle manažera Veolie Arnošta Grosse zajistit provoz 30 vodíkových autobusů nebo šesti vodíkových vlaků. „Případně může sloužit jako náhrada šedého vodíku v průmyslu,“ říká Gross. Po dvouletém pilotním provozu má původně jednomegawattový sviadnovský elektrolyzér zvednout v roce 2028 výkon na trojnásobek. Veolia pak plánuje zahájit provoz vodíkových autobusů a v roce 2029 i vodíkových vlaků, o které mají zájem velká města v regionu či kraj.
Vlastní vodíkové projekty chystá řada dalších investorů s českým i zahraničním kapitálem, ve strategických výhledech je má například ČEZ nebo Sokolovská uhelná.
Vodíkové háčky
„Vodík je motorem změn v energetice. Věříme, že právě zelený vodík umožní dekarbonizovat energetiku, průmysl i mobilitu,“ prohlásil investor do prvního českého komerčního elektrolyzéru, majitel Solar Global Vítězslav Skopal.
Bariérou vodíkové expanze ale zůstávají vysoké náklady. A to i přesto, že během uplynulých 10 let klesla cena elektrolyzérů o 60 procent. „Aby nám výroba vodíku dávala smysl, museli bychom se dostat na cenu mezi 8 až 12 eury za kilogram,“ říká Pavel Farkač ze skupiny Sev.en. „S dotací se na takové ceny dostaneme, bez dotace by ale cena vycházela kolem 15 eur, to je vysoko,“ vysvětluje.
Podle Skopala se cena zeleného vodíku v okolních zemích i u nás pohybuje zhruba v rozmezí od 250 do 400 korun za kilogram. „Po dokončení celého pilotního projektu očekáváme, že naše cena bude podobná a v tomto uvedeném intervalu,“ říká šéf Solar Global.
Podle čerstvé zprávy poradenské společnosti Boston Consulting Group (BCG), o níž informoval server Oenergetice, bude v roce 2030 velkoobchodní cena zeleného vodíku v Evropě podstatně vyšší, než se původně očekávalo. Náklady měly podle dosavadních odhadů klesnout koncem dekády ke třem eurům na kilogram vodíku, BCG je ale čeká spíš v rozmezí pěti až osmi eur. Zelený vodík za tyto ceny by byl pro většinu potenciálních aplikací nekonkurenceschopným ve srovnání s alternativními technologiemi k dekarbonizaci průmyslu.
Podle odborníků má právě v průmyslu zelený vodík největší šanci. V dopravě je jeho výhodou krátká doba tankování ve srovnání s nabíjením baterií a dlouhý dojezd. Přesto se v osobních autech i autobusech spíše prosazují baterie. Od vodíkových vlaků v posledních dvou letech kvůli vysokým nákladům odešli někteří zahraniční dopravci, kteří je testovali.
Možná se vodík prosadí v nákladní silniční dopravě, na vývoji vodíkových trucků pracují některé automobilky včetně české Tatry. Expert na elektromobilitu Lukáš Hataš je ale přesvědčen, že vodíková vozidla jsou slepou vývojovou uličkou, kterou nakonec převálcují moderní baterie.
Jako nejméně efektivní se dnes jeví využití elektrolyzérů pro ukládání elektřiny. Důvodem je nízká účinnost procesu přeměny elektřiny na vodík a pak zpět na elektřinu, při němž se ztrácí více než polovina vložené energie.
Pro opětovnou výrobu elektřiny ze zeleného vodíku by musely být k dispozici skutečně masivní přebytky proudu z větru či slunce. Tuzemské klimatické podmínky takové přebytky nemohou zajistit, a tak bude země v budoucnu závislá na dovozu zeleného vodíku ze zemí, které mají k jeho výrobě lepší předpoklady. K takovému závěru dochází i česká vodíková strategie do roku 2050, kterou schválila předloni Babišova vláda.
