Vodík – energie budoucnosti?!

Vodík – energie budoucnosti?!

 

Je vodík tím prvkem, který dokáže jednou zajistit energii pro průmysl, dopravu i každodenní život? Může váš dům či firma fungovat jako soběstačná vodíková energetická jednotka? Je reálné jednou pohánět automobily vodíkem? Jak jsme na tom ve srovnání s ostatní Evropou a světem? Nad těmito i dalšími tématy se zamýšleli účastníci odborného semináře, který jsme připravili pro členy Hospodářské komory České republiky. Spolu s ÚJV Řež, a. s., se na něm podílely: Centrum výzkumu Řež, Vysoká škola chemicko-technologická Praha a HYTEP (Česká vodíková technologická platforma). Seminář se uskutečnil 6. října 2015 v konferenčním sále Hospodářské komory ČR v Praze.

 

Trochu jiný pohled...

Vzhledem k auditoriu, které tvořili podnikatelé, zástupci různých organizací i státní správy, patřil úvod obecnému představení současných vodíkových technologií a jejich možným směrům využití. Toho se zhostil Karel Bouzek, děkan Fakulty chemické technologie VŠCHT. Upozornil na fakt, že v řadě zemí se realizují projekty v rámci tzv. PPP (Public Private Partnerships - Partnerství veřejného a soukromého sektoru), které v ČR zatím neměly valný úspěch (takovým nepovedeným projektem PPP byla výstavba dálnice D 47 do Ostravy), ale do budoucnosti je třeba s komercionalizací vodíkových technologií počítat a zaměřit se na tento segment trhu.

 

Případovou studii akumulace energie do vodíku, projektu, který realizujeme v ÚJV Řež představil Aleš Doucek, vedoucí odd. Vodíkové technologie (D2200). Praktické poznatky ukázal na studii, která simuluje dnes stále běžnější situaci, kdy si pro získání „čisté“ energie subjekty pořizují sluneční kolektory. Tím ale získávají energii jen ve špičce slunečního svitu, nikoliv v době, kdy je jeho úbytek, nebo úplná absence, tj. večer. A v řadě případů je tohle právě doba, kdy v daném zařízení stoupá odběrová křivka. V případě, že je vyráběné množství elektrické energie větší než aktuální spotřeba například v domácnosti, je přebytečný výkon fotovoltaické elektrárny ukládán v olověných akumulátorech. Pokud jsou tyto plně nabity, nebo výkon, který je potřeba uložit, překračuje maximální nabíjecí proud, je jeho „přebytek“ využíván v elektrolyzéru k výrobě vodíku. Vodík je následně skladován v tlakové nádrži s maximálním pracovním tlakem 15 bar. „V období, kdy okamžitá spotřeba domácnosti je vyšší než výkon fotovoltaického systému, je krátkodobě spotřeba pokryta z akumulátorů, v případě delšího nedostatku je skladovaný vodík zpětně přeměňován na elektrickou energii v palivovém článku. Plně nabitý olověný akumulátor (2,2 kWh) společně s plnou vodíkovou zásobní nádrží (cca. 330 kWh, s 50% účinností zpětné přeměny) by i v případě naprosté tmy dokázaly udržet domácnost v běžném chodu po dobu 14 – 24 dní bez nutnosti napojit se do rozvodné sítě“, zdůraznil Aleš Doucek.

 

Jak byl celý projekt „navržený a spočítaný“ ukázal Zdeněk Vlček, technický ředitel divize Energoprojekt Praha. Zvláštní důraz položil na prvky bezpečnosti a normativní požadavky na takováto zařízení a ukázal cesty, jak je řešili projektanti v případě objektu v Řeži. Na něj navázal Martin Paidar z Ústavu Anorganických technologií s představením mikrokogeneračních jednotek na bázi palivových článků a jejich využitelnosti v praxi, zkušenostech z výzkumu a vývoje především v evropských zemích, ale i za oceánem.

 

Kde je místo České republiky

Otevřel tak prostor pro prezentaci Martina Tkáče z oddělení materiály pro energetiku CV Řež, který se věnoval tématu power to gas. Poukázal na stav energetické sítě a jejím potřebným propojením v budoucnu se zatím neexistující vodíkovou soustavou. Představil zajímavé projekty v zahraničí, například Audi e-gass s přímou návazností na automobilový průmysl. V tomto projektu množství plynu vyrobeného za rok, přibližně je to kolem 1000 tun, stačí na napájení 1500 vozů Audi A3 Sportback g-tron, přičemž každé realizuje 15 000 kilometrů CO2 neutrálních jízd. Zajímavý byl i projekt propojení větrných elektráren a vodíkových technologií v německém Mainzu.

 

V této souvislosti se nabízela otázka, zda je vůbec Česká republika na vodík připravena, a jakou roli by mohla sehrát v kontextu středo a východoevropského prostoru. Na odpověď se zaměřil ve svém vystoupení Martin Fišer, předseda představenstva HYTEP v prezentaci Projektová idea: ČR jako křižovatka H2 Evropy. Jejíž samotný název ilustruje záměry HYTEP. Podle něj jedním z argumentů pro vodík je fakt, že jeden kilogram vodíku poskytuje třikrát více energie než kilogram ropy a to prakticky bez emisí. Řada zemí EU má již strategické plány rozvoje vodíkového hospodářství včetně zemí jako Španělsko nebo Řecko, které dnes jistě nepatří k ekonomicky stabilním státům, ale dívají se do budoucnosti. V zemích střední a východní Evropy zatím dlouhodobé projekty chybí. To ukázala i mapa vodíkových stanic, kde se pomyslná hranice mezi vodíkovým západem s desítkami stanic a východem zastavila za Neratovicemi (tam má stanici ÚJV Řež) a už nepokračuje. HYTEP by rád viděl alespoň projekty vodíkových stanic v Praze, Ústeckém kraji, Brně, Ostravě, Plzni a na Vysočině. Při této příležitosti Martin Fišer konstatoval, že se pro popularizaci vodíku udělalo za poslední roky dost. Ještě před deseti lety bylo pro veřejnost spojení s vodíkem rovno vzducholodím a dnes už jsou to auta na vodík a hovoříme o kogeneračních jednotkách.

 

Na toto téma navázala Karin Stehlik, z oddělení materiály pro energetiku CV Řež, která seznámila přítomné posluchače se současným stavem výzkumu a vývoje v oblasti vodíkových technologií. Zaměřila se především na EU, ČR a Visegrádskou skupinu (V4), která je v tomto směru velmi aktivní. Což potvrzuje i projekt Strengthening Competencies in Hydrogen Technologies in V4 (V4H2), do kterého se ČR zapojila.

 

Vodík a doprava

Na blok zaměřený na využití vodíku v energetice navazovala část věnovaná dopravě. Praktickou studii, projekt TriHyBus, od jehož odstartování uběhlo právě pět let, představil Lukáš Polák z ÚJV Řež. Jedná se o experimentální prototyp vodíkového autobusu, v němž energii zajišťují tři zařízení: vodíkové palivové články, Li-ion baterie a výkonné kondenzátory (tzv. ultrakapacitory). Tento unikátní systém obstarává efektivnější využití primární energie obsažené ve vodíku, včetně rekuperace během brzdění. Při provozu autobusu vzniká jako jediná odpadní látka čistá voda.

 

Nejen peníze, i strategie chybí

Nejdůležitější je, jak několikrát v diskusi zaznělo, aby novým technologiím na bázi vodíku bylo vytvořeno i dostatečně příznivé prostředí pro realizaci - a to nejen v oblasti výzkumu, nebo následného uvádění do praxe, ale především v legislativě a neposlední řadě i při tvorbě strategických dokumentů a finančním plánování, jak o tom hovořila Naděžda Witzanyová, ze Strategie a rozvoje výzkumu a infrastruktury CV Řež, která se zaměřila na téma EU a ČR z pohledu státní podpory a financování výzkumu vodíkových technologií. Zastavila se u projektů financovaných z Horizont 2020, složitosti jednotlivých dotačních programů vypisovaných v ČR, vzhledem k specifičnosti výzkumu a vývoje vodíkových technologií v čase. Poukázala na současnou strategii EU, která staví na chytrých integrovaných systémech, v jejichž centru je tzv. aktivní spotřebitel. Tedy ony „energetické ostrovy“ o kterých je například projekt v Řeži. Také zdůraznila, že podnikatelé by měli jít naproti výzkumu a vývoji, aby jeho výsledky rozvíjely domácí společnosti, měly pozitivní dopad na naši ekonomiku a především přispěly k ochraně životního prostředí pro příští generace. Zatím ale míří do zahraničí.

 

Vedle těchto prezentací zazněla na semináři i jedna důležitá informace pro budoucnost. Podle slov Mikuláše Dudy, mluvčího společnosti, má Unipetrol zájem podílet se na rozvoji vodíkových technologií. Unipetrol je vedoucí skupinou v oblasti zpracování ropy a petrochemie v České republice a je jedním z hlavních hráčů ve střední a východní Evropě. V roce 2005 se stal součástí největší rafinérské a petrochemické skupiny ve střední Evropě - PKN Orlen.

 

Seminář tak potvrdil, a to nejen účastí více jak sedmi desítek přítomných z řad komerčních společností, státní správy a zájmových organizací, že o alternativní zdroje energie, třeba i ve stádiu výzkumu a počátečních pilotních projektů, je v ČR velký zájem.

 

Vladimír Věrčák, ÚJV Řež

                                                                                                                 Celý článek ke stažení zde:                                                               

                                                                                                 CI1504_26_27_Vodík_CI_SABLONA.pdf (549,4 kB)