Vodíková revoluce za dveřmi?

Do konce roku 2030 si EU klade za cíl dovézt tohoto plynu, v náležitě zelené verzi, nejméně 10 milionů tun.

Mobilní systém na lovu CO2. Kredit: MIT.

V této souvislosti není bez zajímavosti zpráva francouzské společnosti La Française d'Énergie (FDE), ve které v květnu 2023 oznámila, že v oblasti Lotrinské důlní pánve v rámci kontrolních prací objevila významné objemy přirozeně se vyskytujícího vodíku, rozpuštěného v karbonské zvodni v různých hloubkách, s koncentrací odhadovanou na 98 % v hloubce 3 000 m. Kdy podle stávajících odhadů z lotrinského ložiska bude možné vytěžit 250 milionů tun tohoto plynu. (Zdroj zde)

Některé zdroje o vodíku z podzemí hovoří jako o vodíku „bílém“. Jenomže bílým vodíkem může být nazýván i vodík, který vzniká jako vedlejší produkt během výroby chemických látek. Tedy pro nativní (existující v přírodním, přirozeném stavu) vodík v podzemí se vyskytující bude příhodnější užívat název “zlatý”, jak je už v několika vědeckých studiích nazýván. A právě zlatý vodík by v dohledné době mohl zřejmě zamíchat kartami mnoha odvětví průmyslové výroby, dokonce i automobilového průmyslu, neboť v palivových článcích dokáže konkurovat bateriím z elektromobilů.

Univerzální označení elektrické vozidlo (EV) se mnohdy vedle bateriového elektrického vozidla (BEV) používá i pro auta s palivovými články, v nichž se vodík mění na elektřinu. Ty k jízdě nevyužívají elektrickou energii z velkých a těžkých akumulátorů, jako je tomu u BEV, nýbrž získávají elektřinu potřebnou k pohonu z vodíkových palivových článků, které si vozí „pod kapotou“. Tedy do nádrží takovýchto automobilů se namísto klasických fosilních paliv tankuje vodík. Ten se ovšem tlakuje i do nádrží prototypů vozidel, využívajících vodíku ve spalovacích motorech. A tak když novináři mluví o autech „na vodík“, bývá v tom leckdy zmatek, když nerozlišují vodík v palivových článcích, kdy vůz pohání elektromotor, od vodíku ve spalovacím motoru.

Čínské zařízení pro výrobu syntetického paliva v Zouchengu. Kredit: DICP.

Elektromotor oproti běžnému spalovacímu motoru má účinnost více jak dvojnásobnou, proto také nachází uplatnění v elektromobilech a v autech s palivovými články. Přičemž elektromobily jako takové jsou ve skutečnosti vývojově starší než auta se spalovacími motory a nejsou žádnou horkou novinkou. Na samém počátku 20. století dokonce patřily k nejprodávanějšími vozům v USA, kde jedním z prvních sériově vyráběných elektromobilů byly vozy americké splečnosti Baker Motor Vehicle, označované za „největšího výrobce elektromobilů na světě.“ První éru elektromobilů za Atlantikem ukončilo zahájení pásové výroby legendárního Fordu T a vynález elektrického startéru, montovaného do automobilů se spalovacím motorem.

V roce 1990 pod mandátem nulových emisí státu Kalifornie představila řada světových výrobců v USA vlastní moderní elektrizovanou řadu vozidel, což v Evropě odstartovalo výrobu elektromobilů v továrnách několika zavedených značek. Avšak o elektromobily až do první dekády 21. století, kdy jejich prodeje pomalu narůstataly, nebyl v Evropě valný zájem. Přesto však po tom, co se objevily požadavky na ukončení využívání fosilních paliv jako zásadní moment pro stabilitu klimatu, se většina výrobců automobilů rozhodla investovat do vývoje elektromobilů. Neboť lídři automobilového průmyslu došli k závěru, že s výrobou elektřiny, potřebnou pro dobíjení baterií v elektromobilech, si nemusí pro její všudypřítomnost lámat hlavu. A při jejím případném nedostatku či růstu ceny budou v očích motoristů z obliga.

Pokud se však Evropská unie kvůli klimatu hodlá, jak tomu nasvědčují některé výroky zelených politiků, zcela zřeknout fosilních paliv, nepomůžou jí v tom elektromobily, ba ani auta s palivovými články. Neboť na silnicích zůstane spousta starších vozů se spalovacími motory, procházejících řádnou technickou kontrolou, kterých jen u nás budou miliony, jejichž majitelé nemají dost peněz na to, aby si kupovali modernější auta. Tedy přestože počet nových elektromobilů výrazně roste, stále bude existovat velká flotila starších vozů, do kterých je třeba tankovat benzín nebo naftu. Kdy jediné schůdné řešení pro Evropskou unii představují uhlíkově neutrální syntetické pohonné hmoty, do jejich nádrží tankované, které budou zapadat do koncepce stability klimatu. Ostatně i náš ministr dopravy Martin Kupka prohlásil, že “syntetická paliva mohou vdechnout druhý život mnoha dopravním prostředkům se spalovacími motory“. Kdy pro takovéto řešení u nás mluví skutečnost, že máme jednu z nejhustších sítí čerpacích stanic, kde v případě potřeby můžou syntetická paliva jednoduše naftu i benzín nahradit. Neboť všechny infrastruktury stávající logistiky, distribuce a doplňování paliva, jako jsou cisternové vozy, technologie pro uložení paliv a samotné výdejní stojany, mohou být nadále využívány. (Zdroj zde a zde)

Porovnání syntetického paliva a konvenčního paliva. Syntetické palivo je extrémně čiré kvůli absenci síry a aromatických látek. Kredit: National Renewable Energy Lab

Drtivá většina automobilů po celém světě je poháněna dvěma typy spalovacích motorů. Benzín se používá jako palivo pro zážehové spalovací motory, ve kterých je směs zapalovaná jiskrou. Naopak vznětové spalovací motory využívají naftu, která je vstřikována do válce a zapalovaná vnitřní teplotou náplně válce. Oboje palivo se získává z ropy různého původu, a tedy i různého složení. Zde pak v rámci omezování fosilních paliv do hry vstupují pohonné hmoty nazývané e-fuels či e-paliva (eGasoline, eDiesel, eHeating oil, eKerosen a eGas). Ty se začaly v malém vyrábět, což ještě neznamená, že už jsou určeny pro komerční využití, jako třeba v demonstračním závodě Haru Oni, který byl uveden do provozu v prosinci 2022 v jižním cípu Chile, kde se v loňském roce mělo vyrobit 130 000 litrů syntetického paliva. A to slučováním vodíku s kysličníkem uhličitým, tedy plynem CO², který má nejvíce ovlivňovat oteplování naší planety. Pročež se také všelijaké korporace již zavazují k tomu, že tento plyn při výrobě svých rozličných produktů budou zachytávat, aby neunikal do atmosféry, čímž ho tak budou hromadit značné množství. (Zdroj zde a zde)

Oxid uhličitý se také mnohde v různých ekozařízeních vychytává přímo z okolního vzduchu, dokonce i z oceánu, kde je ho stokrát více, tedy ho výhledově budou k dispozici kvanta. Ovšem horší je to už s vodíkem potřebným pro průmyslovou výrobu syntetických paliv, který musí být náležitě „zelený“. Neboť vodík, co se vyrábí z širokého spektra vstupních surovin, tedy i ten co se vyrábí parním reformingem zemního plynu, pomocí nejlevnější technologie, je pro strážce klimatu prostě fujky. On totiž vodík, aby byl náležitě „zelený“, dle jejich představ musí být vyráběn elektrolýzou z vody za pomoci „zelené“ elektřiny, která musí pocházet ze „zelených“ zdrojů. Teprve pak to je ten správný Green Deal. (Zdroj zde)

Jenže takovýhle náležitě zelený vodík je také náležitě drahý a syntetické palivo vyráběné z tohoto vodíku při výrobě v malém dosahuje neskutečných cen. Potřebné množství syntetického paliva do všech ojetých aut se spalovacími motory, co jich po evropských silnicích při plánovaných opatřeních v rámci stability klimatu zůstane jezdit, by také pak znamenalo začít pro výrobu vodíku budovat nové závody s přívodem obrovského množství zelené elektřiny. Naproti tomu při těžbě nativního vodíku z jeho ložisek tak, jako se už dávno těží zemní plyn, mohou být po světě nejrůznějším výrobcům syntetických paliv k dispozici, bez nových rozvodů elektřiny, tuny poměrně levného, zlatého vodíku.

"Našli jsme dohodu s Německem o budoucím používání e-paliv v autech," oznámil světu v sobotu 25. března 2023 eurokomisař Frans Timmermans, otec Green Dealu. Čímž vlastně i on uznal, že syntetická paliva jsou teoreticky uhlíkově neutrální. Zde ovšem také platí, že čistší palivo na vstupu znamená i méně škodlivin na výstupu, tedy ve výfukových plynech. Například redukce obsahu síry v pohonných hmotách je nutná, vzhledem ke stále přetrvávajícím problémům znečištění ovzduší v evropských městech, přes všechny stanovující limity síry v palivech prodávaných na území EU. Neboť i pojem „bezsírový benzín“, používaný v mnoha dokumentech, neznamená nulový obsah síry v palivu, nýbrž je tak označován benzín s nižším obsahem síry. (Zdroj zde a zde)

Naproti tomu paliva zvaná e-fuels síru a některé další nečistoty z fosilních paliv neobsahují. Přitom jsou tato paliva jako „drop-in“ plně kompatibilní se současnými technologiemi, v nichž se využívá nafta nebo benzín. Jinak řečeno, drop-in paliva vyráběná syntézou vodíku a oxidu uhličitého jsou syntetickou a zcela zaměnitelnou náhradou konvenčních uhlovodíků získaných z ropy (benzín, nafta, letecký petrolej), což znamená, že nevyžadují úpravu motoru nebo palivového systému. Můžou být použita v aktuálně dostupných motorech, buď ve směsi s konvenčními palivy, nebo v jejich čisté formě. To byl také jeden z důvodů, proč i v technologickém parku Zoucheng v pobřežní provincii Šan-tung ve východní Číně, kde byl v roce 2022 jako úspěšný vyhodnocen pilotní projekt výroby benzínu z oxidu uhličitého a vodíku, tým čínských vědců dospěl k názoru, že tato technologie představuje novou etapu využívání zdrojů CO2 a „poskytuje novou strategii pro realizaci cíle uhlíkové neutrality", jak k tomu řekl profesor Jian Sun. (Zdroj zde)

Pokud jde pak o ložiska přírodního vodíku, není francouzský nález ojedinělý, v posledních dvou letech jsou hlášeny objevy ložisek vodíku z různých zemí v nejrůznějších hloubkách. Například společnost Gold Hydrogen v rámci projektu Ramsay v prosinci 2023 potvrdila výskyt přírodních zdrojů vodíku v jižní Austrálii na mělkých úrovních od 194 do 536 metrů, kde se ukázalo, že koncentrace vodíku korigované vzduchem dosahují 86 %. A aby toho nebylo málo, podle Předběžného modelu globálního podpovrchového potenciálu přírodních zdrojů vodíku, který US Geological Survey (USGS) v říjnu 2022 představil na setkání Americké geologické společnosti, by celosvětově v místech dostupných těžbě mohly být uvězněny v podzemí biliony m³přírodního vodíku. (Zdroj zde a zde)

K tomu je třeba podotknout, že na rozdíl od vodíku vyrobeného elektrolýzou jeho přirozený protějšek nevyžaduje vodu a k jeho těžbě, která zabere jen minimum půdy, stačí jen malé množství energie. Avšak podstatný je tu především fakt, že přírodní vodík, který je přítomen v zemské kůře a plášti, nepatří mezi fosilní zdroje. Kdy jeho těžba, jak říkají odborníci, nepodléhá obdobím nestability a je obnovitelná. Země totiž, jak se ukázalo, nepřetržitě produkuje vodík prostřednictvím chemických reakcí, které souvisejí hlavně s oxidací minerálů obsahujících železo, čímž patří mezi zdroje takzvaně udržitelné. Přírodní vodík se tedy z celé řady hledisek jeví jako optimální nosič energie. Dokonce by tak dle některých optimisticky naladěných expertů mohl reprezentovat dlouho očekávaný „neomezený zdroj energie z obnovitelných zdrojů“. Ale jak už to na světě chodí, s tím nesouhlasí zas jiní experti, nejčastěji uváděné výhody zlatého vodíku zpochybňující.

Rafinérská a petrochemická skupina Orlen Unipetrol v březnu 2023 uvedla do provozu první samoobslužný vodíkový plnicí stojan v Praze, kde cena vodíku byla stanovena na 278 korun za jeden kilogram. Nižší dotovaná cena pro jejich dvě veřejné plničky v Praze na Barrandově a v Litvínově byla zvolena z propagačních důvodů, aby pak s příchodem roku 2024 akční nabídka pominula a došlo ke skokovému zdražení na 499 korun za kilogram. Tedy u Toyoty Mirai plná nádrž o kapacitě 5,6 kg dnes stojí 2 794 korun a při deklarovaném dojezdu 650 kilometrů vyjde ujetý kilometr na více jak 4 koruny. (Zdroj zde)

Což je zhruba dvakrát tolik, než co za pohonné hmoty zaplatíme u běžných aut s benzinovým nebo naftovým motorem. "Aktuální cena ale stále nepokrývá naše provozní náklady, především kvůli nízkým výtočům," řekla novinářům Lada Gadas, mluvčí petrolejářské firmy. "Provoz vodíkových stanic je pro nás tedy i nadále ztrátový," dodala k tomu. A tak jediná výhoda plnění nádrže auta s palivovými články zde spočívá v tom, že ji řidič pod tlakem 700 barů naplní za necelých 5 minut. Rychlost plnění nádrže vodíkových aut sice oproti rychlosti nabíjení baterií elektromobilů představuje výhodu, ale pro současnou cenu tankovaného vodíku je to přece jen málo. (Zdroj zde)

Ovšem cena přírodního vodíku je odhadována na 1 euro za kilogram oproti nejčastěji deklarovaným 6 euro za kilogram zeleného vodíku, jak uvedla na žádost Evropské komise iniciativa Earth2, francouzský orgán sdružující průmysl a výzkumné skupiny. Přičemž podle zprávy poradenské společnosti Boston Consulting Group (BCG), o níž u nás v říjnu loňského roku informoval server Oenergetice, bude v roce 2030 velkoobchodní cena zeleného vodíku v Evropě podstatně vyšší, než s jakou se ve výhledech počítalo. Neboť BCG očekává cenu za jeden kilogram zeleného vodíku v rozmezí pěti až osmi eur. (Zdroj zde a zde)

Jinak řečeno, je sice pravda, že by mohl vodík spustit cosi jako ekology očekávanou revoluci v dopravě. Nejenom za oceánem, ale i po celé Evropské unii. Jenomže takovou revoluci při jeho cenách nepřinese zelený vodík z Green Dealu. Zde i pro Evropu naději, co umírá poslední, z podzemí vynáší přírodní vodík. Pokud úřední šiml při tvorbě nových předpisů nebude bujně řehtat a úředníci pod vlivem zelených politiků nezačnou těžařům klást překážky tak, jako tomu bylo u zemního plynu z břidlic, jehož velké zásoby máme v Evropě pod nohama. Neboť evropská studie s názvem European Unconventional Oil and Gas Assessment (EUOGA), zpracovaná v letech 2015 až 2017, odhadovala zásoby zemního plynu v podzemí na 89 bilionů metrů krychlových, přičemž jen v České republice to bylo 500 miliard m3, téměř 50násobek roční spotřeby. Tedy všechen ruský plyn, co si EU zakázala, takovéto zásoby, i v případě jenom částečného využití, mohly klidně nahradit. (Zdroj zde)

Jenže europoslanci spolu s bruselskými úředníky namísto toho, aby těžbu plynu z břidlic umožnili, se rozhodli ze Spojených států, kde se těží ve velkém, do EU břidličný plyn ve zkapalněné formě za draho dovážet, čímž se také v roce 2022 staly USA největším exportérem LNG na světě. Ale zde nemá cenu plakat nad rozlitým mlékem, jak se u nás říká. Obzvláště když podle ostražitých strážců klimatu už i zemní plyn, kterým topíme a na kterém vaříme, je jednou z příčin oteplování planety. Tudíž ho pomalu a jistě hodlají nahrazovat čím? No přece zeleným vodíkem.

O tom budou rozhodovat i námi volení europoslanci, zastupující naše zájmy, co se také budou vyjadřovat k peticím předkládaným občany a zahajovat šetření. Neboť na základě článku 227 Smlouvy o fungování Evropské unie jedním ze základních práv každého evropského občana je, že může kdykoli Evropskému parlamentu, ať už sám za sebe, nebo společně s jinými osobami (namísto toho, že by na zelená opatření jenom nadával) předložit petici vztahující se k oblasti klimatu, energetiky, nebo dopravy. (Zdroj zde)

Poznámka: evropské volby se konají 6.–9. června 2024.

Video: Varování pro všechny výrobce elektromobilů

Video: Svůj motor na vodík představil také FORD

Video: Toyota CEO: "This NEW Engine Will Destroy The Entire EV Industry!"

Video: Budoucnost vysoce výkonných vozů na vodíkový pohon

Autor: Karel Wágner

Datum: 21.01.2024

Tisk článku

Související články:

Diskuze:

Pavel Aron,2024-01-24 12:52:49

Zní to hodně zajímavě, uvidíme co ukáže realita a praxe. A také byrokracie EU a lobby těžařů plynu a ropy. Pak také technické problémy - například dostatek platiny pro vodíkové články. Těkavost vodíku. A další.