Vodík najde využití hlavně v průmyslu

Velké evropské průmyslové společnosti začaly v posledních letech prosazovat vodík jako alternativu k fosilním palivům. Mluví se také o jeho využití v silniční dopravě. To ale bude podle Martina Tenglera, vedoucího analytika pro vodík ve výzkumné a analytické společnosti BloombergNEF, spíše okrajové.

Martin Tengler od roku 2014 žije v Tokiu a dlouhodobě se věnuje analýze tržních příležitostí pro vodík. Zkoumá, jaké pro „čistý“ vodík, tedy vodík vyrobený z obnovitelných zdrojů, s nulovými emisemi, existují možnosti využití. A co by bylo potřeba k tomu, aby byl takto vyrobený vodík konkurenceschopný v porovnání s vodíkem vyrobeným z plynu nebo uhlí.

Už několik let se o vodíku mluví jako o palivu budoucnosti. Historicky ale vodík už zažil podobných vzestupů několik, je to tak?

O vodíku začali psát lidé už v 19. století. Vizionářský francouzský spisovatel Jules Verne v roce 1875 publikoval knihu Tajuplný ostrov, ve které psal, že vodík se stane palivem budoucnosti, nevyčerpatelným zdrojem energie. Pak se sto let v podstatě nic nedělo, až na nějaký ten hořící zepelín. Pak přišla první ropná krize v roce 1974. Automobilky začaly přemýšlet nad tím, jak ropu nahradit. Tehdy se vodík v moderní době objevil poprvé, ale ropná krize zase rychle skončila a s ní i potřeba řešit alternativní paliva. Na přelomu tisíciletí se zvedla další vlna zájmu. Tehdy spousta výrobců palivových článků tvrdila, že za pár let se budou prodávat stovky tisíc aut na vodík. Například americký prezident George Bush v roce 2003 řekl, že první auto řízené tehdy narozeným dítětem bude poháněné vodíkem. Dnes je ale na světě 38 tisíc aut na vodík proti asi 14 milionům aut na baterie. Je to poměr zhruba 1 : 400.

Má vodík v segmentu osobních vozidel šanci prosadit se proti bateriové elektromobilitě?

Auta na vodík čelí třem velkým problémům. Ten největší je, že jsou drahá. Když si porovnáte cenu vodíkové Toyoty Mirai a nejlevnější Tesly, tak Tesla je dnes o polovinu levnější. Důvod nižší ceny je ten, že za posledních deset let obrovsky klesla cena baterií. A to je zase způsobeno tím, že pro baterie existuje i jiné využití než jen v elektromobilitě. Každý mobil, laptop a jiné podobné zařízení obsahuje přesně tuhle baterii. Spotřební elektronika způsobila pád ceny baterií, což umožnilo vzrůst automobilového sektoru s bateriemi. A to zase dál snižuje cenu baterií.

Pro auta na vodík a vodíkové palivové články takové využití neexistuje. Mobil na palivový článek není a nejspíš ani nebude. Trh je pak hrozně malý. Za druhé, vodík samotný je velmi drahý. Buď se vyrábí z fosilních paliv, což znamená, že nikdy nebude levnější než fosilní paliva. Nebo se vyrábí elektrolýzou vody s pomocí elektřiny, takže nikdy nebude levnější než elektřina. A pokud auto na baterie jezdí na elektřinu, tak samozřejmě bude mít levnější palivo v elektřině než auto na vodík. A za třetí, existuje zatím jen málo plnicích stanic na vodík, koncentrovaných v několika málo zemích.

Proti tomu existují miliony nabíjecích míst pro elektromobily. A každý, kdo má doma dostupnou zásuvku, si může auto prostě píchnout do zásuvky. To je obrovská výhoda aut na baterie proti autům na vodík. Pro osobní dopravu proto spíše očekáváme, že auta na baterie se budou prodávat výrazně lépe než ta na vodík. Zanedlouho už v mnoha zemích budou z hlediska celkových nákladů na vlastnictví dokonce levnější než auta na fosilní paliva.

A co velká nákladní auta, autobusy a podobně? Má vodík šanci tam?

V určitých segmentech ano. Existují různé druhy nákladních aut a každé se používá trochu jinak. Některá jezdí po městě, některá dálkově. Očekáváme, že vodík by měl nejvíc příležitostí v segmentu těžších dálkových nákladních vozidel. V dálkové nákladní dopravě potřebujete hodně energie, abyste dojel daleko. Jenže baterie jsou zase těžké, a čím více jich vezete, tím méně můžete uvézt nákladu a tím si snižujete potenciální výdělek. V tomhle má vodík výhodu, protože obsahuje výrazně více energie na jeden kilogram hmotnosti, a to i když započítáme těžkou nádrž. I v tomhle sektoru ale bude vývoj hodně záviset na tom, jak se různé státy či trhy rozhodnou podporovat ty které technologie. Takže ani tady není rozšíření vodíkového pohonu úplně jisté.

Ve Švýcarsku od loňska jezdí vodíkové kamiony Hyundai. Do roku 2023 jich tam má být v provozu asi 1000. Je to příklad dobré praxe?

Je to jeden z příkladů. Provoz vodíkových kamionů ve Švýcarsku je ekonomicky výhodný proto, že Švýcarsko má nastavenu politiku tak, aby to výhodné bylo. Klasický dieselový kamion tam za jízdu po dálnici musí platit poměrně dost peněz. Pokud jedete něčím, co je bezemisní, nemusíte platit tak vysoké poplatky.

Jak je na tom v tomto ohledu Japonsko, kde od roku 2014 žijete?

Japonsko o vodíku už dlouho a rádo mluví. Co se ale týká reálných činů, tak je pozadu. Japonsko bylo jednou z prvních zemí, která už v roce 2014 ustanovila vodíkovou strategii. V poslední době je to mezi zeměmi móda. I Česko už ji má schválenou. V Japonsku se to ale jmenuje „Strategie pro vodík a palivové články“. Když si to přečtete, zjistíte, že je to spíš strategie pro palivové články než pro vodík. A palivové články jsou jedním z možných využití vodíku, z našeho pohledu spíše tím minoritním. Japonsko podporuje vodík z toho důvodu, že má firmy, jako je Toyota, které se snaží prodávat auta na vodík. A také firmy, které se snaží prodávat palivové články do domů. Říká se tomu Enefarm. Je to taková krabice metr krát metr krát dva. Postavíte si ji k domu a ona na místě reformuje zemní plyn na vodík. Ohřívá to vodu a dodává elektřinu do domu. V Japonsku se to snaží prodávat dodavatelé plynu, aby konkurovali dodavatelům elektřiny. Ti se naopak snaží přesvědčit lidi, aby se vzdali plynu a měli vše na elektřinu, třeba indukční vařiče, ohřev vody a podobně. Jenže japonská poptávka po energii tak jako tak dlouhodobě klesá.

Takže vodík v Japonsku podle vás nemá příliš budoucnost?

Japonsko moc nemluví o využití vodíku v odvětvích, ve kterých bychom my jako BloombergNEF čekali, že tam bude mít největší potenciál. To je třeba výroba oceli, výroba hliníku a podobně, obecně procesy těžkého průmyslu, které vyžadují hodně energie a těžko se elektrifikují. Očekáváme, že právě tady by mohl vodík najít velké využití, mnohem větší než v dopravě.

Japonsko se místo toho v poslední době silně soustřeďuje na spalování amoniaku, sloučeniny vodíku a dusíku, v uhelných elektrárnách. Mezi roky 2011 a 2020 postavilo Japonsko spoustu nových uhelných elektráren kvůli zemětřesení ve Fukušimě a následnému vypnutí jaderných elektráren. Do dneška většina z nich není v provozu a možná nikdy nebude. Jenže už tehdy bylo jasné, že tyto nové uhelné elektrárny nebudou moct běžet po celou dobu své ekonomické životnosti, tedy 40–50 let, protože i Japonsko se bude muset dekarbonizovat. Japonské energetické firmy jako Tepco nebo Kansai Electric, kterých je v Japonsku několik a jsou mnohonásobně větší než ČEZ, se teď snaží najít způsob, jak nadále využívat uhelné elektrárny, aniž by je musely odstavit. Jedním z nich je spolu s uhlím spalovat 20 procent amoniaku, který by se dovážel na lodích.

Třeba v Evropě už ale první pilotní projekty pro využití vodíku v průmyslu, například právě při výrobě oceli, běží. Jsme tedy proti Japonsku napřed?

Ano, například ve Švédsku jde o projekt Hybrit, tedy výrobu oceli s pomocí vodíku. Je to zatím jen malá záležitost, ale už má zákazníka. Evropa rozhodně je, pokud jde o využití vodíku v průmyslu, před Japonskem napřed. Nejen co se týká ambicí místních firem, ale zejména také politiky. Když se na to podíváme celosvětově, spočítali jsme, že ve světě bylo do července tohoto roku navrženo asi 90 různých projektů pro využití vodíku v průmyslu. 73 z nich je v Evropě a 20 z nich chce používat vodík k výrobě oceli. Důvodem k tomu je, že v Evropě funguje trh s emisními povolenkami. Jejich cena se neustále zvyšuje a trh očekává, že se bude zvyšovat i nadále. Natolik, že by do roku 2030 mohlo být pro výrobce oceli levnější postavit ocelárnu na vodík než takovou, která používá uhlí. Evropa tedy vede díky tomu, že má politiku, která tlačí na dekarbonizaci. A vodík je jedním z prostředků k dekarbonizaci.

Jenže Japonsko, alespoň zatím, žádnou cenu za uhlík, neboli trh s povolenkami, nemá, je to tak?

Ano. Proto skoro žádný vodík nepoužívají, přestože o něm hodně mluví. To je zásadní rozdíl mezi Evropou a Japonskem. A pak je tu Čína, která také zatím nemá emisní povolenky, a dokonce ani vodíkovou strategii, ale na konci minulého roku řekl čínský prezident, že Čína bude do roku 2060 uhlíkově neutrální. Čína je úplně jiná země než západní demokracie. Když prezident něco řekne, tak pokud jste ředitel firmy vlastněné státem, držíte krok, nebo se snažíte ostatní ještě předběhnout. Největší čínské firmy jako Baowu Steel, největší výrobce oceli na světě, Sinopec, jeden z největších provozovatelů rafinerií na světě, si nastavily uhlíkovou neutralitu do roku 2050 nebo dříve a začínají budovat obrovské vodíkové projekty, mnohem větší než v EU. Je možné, že Čína v tomto ohledu předběhne EU za velmi krátkou dobu. Přestože nemá tržní mechanismy. Stačí, že pan prezident řekne.

A jak je na tom Čína s ohledem na vodíková auta?

Pojďme si to ukázat na pár číslech. Dnes je na světě asi 80 milionů těžkých a středních nákladních aut. Z toho je asi 30 tisíc elektrických. Z nich jen 950 na vodík. A většina z toho je v Číně. Čína je z hlediska elektrifikované dopravy jasným lídrem, jak co do baterií, tak vodíku.

Elektromobilita

Stáhněte si přílohu v PDF

Kdybychom se to pokusili nějak shrnout, může se tedy vodík stát palivem budoucnosti?

Důležité je říct, že vodík se už dnes využívá v obrovském množství na výrobu amoniaku a metanolu, rafinování ropy i v dalších oblastech. Z amoniaku se zase vyrábějí hnojiva, bez kterých bychom jen těžko byli schopni uživit na této planetě 7–8 miliard lidí. Ročně se na světě vyrobí přes 100 milionů tun vodíku. Problém je, že většina se ho vyrábí „špinavě“ ze zemního plynu nebo z uhlí. Jde o výrobu náročnou na emise oxidu uhličitého. Dnes tak vodík není řešením pro dekarbonizaci, ale odvětvím, které je třeba dekarbonizovat. Pokud ale vodík vyrobíme čistě, můžeme ho pak použít k dekarbonizaci jiných odvětví.

Podle našeho výzkumu by ve všech 28 zemích, které jsme letos v dubnu modelovali, měla do roku 2030 klesnout cena „zeleného“ vodíku vyrobeného elektrolýzou vody pomocí obnovitelných zdrojů elektřiny pod cenu „modrého“ vodíku vyrobeného parním reformováním zemního plynu se zachycováním a ukládáním oxidu uhličitého. Do roku 2050 by v 15 z těchto 28 zemí mohly padnout ceny zeleného vodíku pod ceny zemního plynu samotného. Zlevňování zeleného vodíku bude způsobeno neustále klesajícími cenami elektrolyzérů a elektřiny z obnovitelných zdrojů.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Elektromobilita.