Ve zkratce

Základní informace k vodíku

Co je to vodík?

Vodík je nejlehčí plynný chemický prvek, který tvoří až dvě třetiny celé vesmírné hmoty. Odhaduje se, že tvoří více jak 30 % celkové hmotnosti Slunce. Jedná o třetí nejrozšířenější prvek na Zemi, přesto se nevyskytuje téměř vůbec jako samostatná molekula, protože je vysoce reaktivní a okamžitě tvoří sloučeniny. Vodík je všudypřítomný, ať už ve formě vody, zemního plynu, nebo metanolu. Tím, že je nejjednodušším a nejlehčím prvkem, se velmi rychle při úniku rozptyluje do vzduchu. Vodík při úniku neznečišťuje životní prostředí žádným způsobem. Jedná se o bezemisní látku, která není toxická a nemá žádný zápach. Vodík je hořlavý, ale hoření nepodporuje, přičemž hoří bezbarvým plamenem.

Proč vodík?

Základním předpokladem pro uplatnění vodíku ve všech dotčených sektorech je přechod na nízkoemisní, případně bezemisní ekonomiku. Vzhledem k soustavným snahám států napříč všemi světadíly se hledají nové alternativy rozvoje klimaticky neutrálních technologií. Evropská unie samotná si vytyčila pro rok 2050 cíl dosáhnout kompletní klimatické neutrality, tedy zachytávat a ukládat stejné množství emisí skleníkových plynů, jaké bude do atmosféry vypouštěno. Samotný fakt rozvoje obnovitelných zdrojů energie napříč členskými státy pak vytváří prostor pro stabilizaci jejich nepředvídatelné produkce elektřiny. Vodík v tomto případě sehraje roli energetického nosiče, který je vhodný zejména pro sezónní akumulaci a některé aplikace mobility.

Jaká je historie využívání vodíku?

Vodík je světu dlouho známý plyn, objevil ho v roce 1776 britský vědec Henry Cavendish. Bohužel však vodík v době svého objevu nenašel v průmyslu širšího uplatněním, a to zejména kvůli nástupu levnějších fosilních paliv v 19. a 20. století. Při vyslovení slova ‚‚vodík‘‘ si zákonitě každý vzpomene na katastrofu vzducholodě Hindenburg. Přestože je do dnes za viníka popisován právě ‚‚bouchající‘‘ vodík, katastrofu způsobil elektrický výboj, který zažehl vysoce hořlavý materiál, ze kterého byl vyroben trup lodi. Hrůzostrašné video hořící vzducholodi dodnes vzbuzuje obavy a vytváří stigma v otázce různých aplikací vodíku. O rozmach využití vodíku se zasloužily v 60. letech 20. století vesmírné výzkumné mise, jakými byly například mise programu Apollo. Vodík byl v té době používán primárně jako palivo pro vesmírné rakety. Během kosmických letů mise Apolla bylo navíc využíváno na palubě technologie vodíkových palivových článků pro výrobu elektřiny, tepla a vody. V České republice byl vodík využíván jako jedna z hlavních složek známého svítiplynu, který byl později nahrazen zemním plynem.

Jaké energetické vlastnosti má vodík?

Vodík je energeticky velmi bohaté palivo (33 kWh/kg) a jedná se tak v současnosti o přímého konkurenta zejména bateriovým technologiím.

V přímém porovnání vodíku s bateriemi je dnes lídrem oboru v bateriových technologiích automobilová společnost Tesla, jejíž baterie dosahují energetické hustoty 250 – 260 Wh/kg. Vodík má tak téměř 126x větší energetickou hustotu na 1 kg. Každá technologie má nicméně své nevýhody, a tou je u vodíku zejména jeho nízká objemová energetická hustota (3 kWh/m3 při 20 °C a 1 baru). Nádrž, která je schopná pojmout například 6,3 kg vodíku má tedy celkovou kapacitu 156 litrů (Hyundai Nexo).

Jaké využití má vodík?

Vodík je nosič (úschovna) energie. Má široké uplatnění v dopravě, energetice i průmyslu. Vodík má do budoucna sloužit jako jeden z nosičů energie pro uplatnění tzv. sector coupling, neboli konceptu integrace sektorů.

Sector coupling je proces, při kterém by mělo dojít k úplné dekarbonizaci většiny odvětví (průmysl, doprava, energetika) pomocí využívání elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie. Vodík má v této strategii sehrát výraznou roli jako energetický nosič ve všech níže zmíněných oblastech.

V dopravě je vodík hlavním konkurentem bateriových elektromobilů (BEV). Vodíkové automobily (FCEV) mají delší dojezd (600 km a víc), krátkou dobu plnění (cca 5 minut), fungují lépe za chladných podmínek, kdy dochází k výrazně menším ztrátám dojezdu a zároveň mají nižší spotřebu při vyšších rychlostech. Ztráta dojezdu při vyšších rychlostech se řádově rovná spalovacím autům. Oproti bateriím je upřednostnění vodíku předpokládáno zejména u těžké nákladní dopravy, autobusové dopravy a dalších typů přepravy na delší vzdálenosti. Vodíková mobilita dnes funguje na principu palivových článků, které vyrábí elektřinu přímou elektrochemickou reakcí vodíku a kyslíku na vodu. Jako odpadní látka tak vzniká pouze demineralizovaná voda a vzduch, který je pročištěn filtry. S trochou nadsázky tak lze říct, že vodíkové automobily čistí planetu. Masovému rozvoji FCEV brání pouze vysoká pořizovací cena a malá infrastruktura plnicích stanic. Při širším uplatnění FCEV pak dojde k dramatickému snížení pořizovacích cen vlivem masové produkce.

V energetice je možné vodík využít jako uložiště energie. Vzhledem k tomu, že v sobě vodík uchovává velké množství energie (cca. 33 kWh/kg) a lze ho jednoduše velkokapacitně skladovat, je vodík ideálním médiem pro sezónní akumulaci energie (v řádech TWh). Tam, kde selhávají bateriové technologie, tedy ve vykrývání dlouhodobých nedostatků elektrické energie v přenosové soustavě, funguje vodík jako ideální alternativa. Takto uskladněný vodík, ať už v zásobnících, nebo plynové soustavě, může být následně pomocí technologie palivových článků opět přeměněn v kombinaci s kyslíkem na elektřinu.

V průmyslu může vodík nahradit fosilní paliva. V ocelářství pomocí něj lze například redukovat železo. Vodík se dnes primárně využívá k výrobě amoniaku, který je následně využíván zejména při výrobě a zpracování hnojiv. Mezi další průmyslové využití vodíku patří výroba polymerů, výbušnin, ale i v potravinářství pro ztužování tuků při výrobě margarínů. Ve světě existují také pilotní projekty, které testují využití spalování vodíku místo uhlí.

Jak se vodík vyrábí?

96 % veškerého vyrobeného vodíku v současnosti pochází z fosilních paliv. Pouze 4 % se vyrábí pomocí elektrolýzy vody. Tento poměr by se ale měl v následujícím desetiletí měnit ve prospěch bezemisní výroby právě pomocí výše zmíněné elektrolýzy vody.

V současnosti je udáváno, že 96 % veškeré světové výroby vodíku pochází z fosilních paliv, a to zejména způsobem z tzv. parního reformingu zemního plynu. Jedná se o nejlevnější současnou technologii výroby vodíku. Parní reforming je chemický proces, při kterém se vodní pára o teplotě 750 – 950 °C přivádí k metanu. Směs metanu a páry následně reaguje za vzniku vodíku, oxidu uhelnatého a menšího podílu oxidu uhličitého. Následně dochází k reakci oxidu uhelnatého s další vodní parou při vzniku vodíku a oxidu uhličitého. Celková účinnost tohoto procesu se pohybuje okolo 75 %. Vzniká při něm ale velké množství CO2, na 1 kg vyrobeného vodíku se vyprodukuje až 9 – 12 kg CO2. Takto vyrobený vodík je nazýván šedým.

Přechodným způsobem výroby vodíku může být kombinace dnes již známých technologií, a těmi jsou parní reforming zemního plynu s CCS (Carbon Capture Storage). V této variantě se vzniklé emise CO2 zachytávají pomocí technologie CCS, případně CCU (Carbon Capture Utilitization) a vyrobený vodík tak je prakticky bezemisní (emise sníženy až o 95 %). Takto vyrobený vodík je nazýván modrým.

Do budoucna nejpodporovanějším způsobem výroby vodíku v Evropské unii je výroba vodíku elektrolýzou vody za použití elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie. Bohužel, v dnešní době výroba vodíku za využití elektřiny dosahuje celosvětově cca. 4 % podílu veškeré výroby. Navíc většina tohoto vodíku je vedlejším produktem z výroby chloru technologií elektrolýzy solanky – tzn. bílý vodík (vzniklý jako vedlejší produkt k dalším chemickým reakcím).

Pokud je vodík vyráběn elektrolýzou vody a využitá elektřina pochází z obnovitelných zdrojů, tak je tento vodík nazýván zeleným. Zelený vodík je bezemisní a má největší potenciál v otázce omezování emisí skleníkových plynů. Při elektrolýze vody dochází v roztoku ke štěpení chemické vazby mezi vodíkem a kyslíkem za vzniku plynného vodíku a kyslíku. V současnosti se celková účinnost pohybuje okolo 50 – 60 % v závislosti na využití technologie elektrolyzéru. Na výrobu 1 kg vodíku je potřeba cca 9 l vody a cca 50 kWh elektrické energie.

Existují ještě další způsoby výroby vodíku, které je možné v odborné literatuře najít. V současnosti se hovoří o potenciálu výroby vodíku v nově vyvíjených jaderných reaktorech čtvrté generace za pomocí vysokoteplotní elektrolýzy vodní páry na článcích s pevnými oxidy.

Mimo to se vodík ještě klasifikuje do dalších ‚‚barev‘‘ na základě zdroje, z kterého je vyroben. Můžeme tak dále objevit hnědý vodík (vyráběn zplynováním uhlí) nebo tyrkysový vodík (vyráběn ze zemního plynu, ale vedlejším produktem je uhlík v pevném skupenství).

Jak se vodík vyrábí v ČR a jaký je u nás potenciál výroby zeleného vodíku?

Česká republika má kvůli svému specifickém postavení v srdci Evropy relativně malý potenciál pro výrobu tzv. zeleného vodíku. Koeficient využití (cca lehce nad 20 %) větrných elektráren je u nás nižší než v sousedních přímořských státech, kde na pobřežích moří vanou silné a stabilní větry (cca nad 30 %). V současnosti v ČR neexistuje žádný velký elektrolyzér, který by byl určen k výrobě zeleného vodíku na komerční bázi. Malý elektrolyzér využívající energii slunce o výkonu 6 kW se nachází v ÚJV Řež a je určený pouze pro výzkumné účely. Přesto v ČR velké elektrolyzéry existují, používají se ale primárně k výrobě jiných chemických látek a tzv. bílý vodík zde vzniká pouze jako vedlejší produkt. Za zmínku stojí největší český elektrolyzér, který provozuje společnost Spolchemie pro výrobu chloru. Jako vedlejší produkt tam vzniká i vodík, u kterého se do budoucna uvažuje o využití pro městské dopravní prostředky v kooperaci s městem Ústí nad Labem. Nejvíce vodíku v České republice vyrábí společnost Unipetrol, která pomocí parciální oxidace ropných zbytků, parním reformingem a z ethylenové jednotky vyrobí ročně více než 85 tisíc tun vodíku, který dále spotřebovává zejména na výrobu amoniaku.

Co je to elektrolýza vody?

Elektrolýza je proces, při kterém stejnosměrný elektrický proud štěpí chemickou vazbu mezi vodíkem a kyslíkem ve vodném roztoku.

2 H₂O → 2 H₂ + O₂

Velmi čistý vodík následně vzniká na katodě v plynné podobě, odkud je odváděn a následně skladován Nesmíme zapomínat ani na vývoj kyslíku na anodě, bez kterého by tato technologie nemohla fungovat, protože nemůžeme provádět reakci pouze na jedné elektrodě. Proces je možné provozovat i za pokojové teploty a je k němu potřebná pouze elektrická energie. Účinnost současných komerčních elektrolyzéru využívaných pro výrobu vodíku se pohybuje okolo 50 – 75 %.

Jaké máme typy elektrolyzérů?

V současné chvíli se hovoří nejčastěji celkem o třech typech elektrolyzérů, které jsou natolik vyspělé, aby mohly saturovat poptávku na trhu. Jedná se o elektrolyzéry využívající alkalickou elektrolýzu, PEM elektrolýzu a vysokoteplotní elektrolýzu probíhající v palivových článcích s pevnými oxidy.

Nejlevnější a v současnosti nejvíce komerčně rozvinutou je technologie alkalické elektrolýzy. Z hlediska atraktivnosti a technických vlastností se pro výrobu zeleného vodíku z přebytků obnovitelných zdrojů energie v současnosti nejvíce hodí technologie PEM pro její rychlé možnosti spuštění a relativně nízkou provozní teplotu. Nevýhodou PEM elektrolyzérů je jejich vyšší cena, která je dána zejména využíváním dražších materiálů při výrobě, jakými je iridium a platina společně s vysokou cenou membrány.

Kolik vody se při elektrolýze spotřebuje?

Na výrobu 1 kg vodíku a 8 kg kyslíku je potřeba 8,92 litrů demineralizované vody tzn. vody zbavené všech přítomných minerálů (ještě čistší než destilovaná voda). V praxi se ale celková spotřeba vody na 1 kg pohybuje mezi 20 - 30 litry.

Současné průmyslové procesy zpracování ropy používají o cca 40 % více vody, než je využito během její elektrolýzy. Při opětovném využití vodíku v palivovém článku navíc získáte zpět podobné množství vody, jako jste do procesu vložili.

Jakou vodu lze při elektrolýze použít?

Voda potřebná pro produkci velmi čistého vodíku musí být demineralizovaná, tedy zbavená veškerých rozpuštěných látek a nečistot. Lze jí ale získat z prakticky jakéhokoliv vodního zdroje.

Například proces desalinizace stojí dnes okolo 0,8 eur na 1 m3 vody. Pokud bychom přepočítali tento proces na produkci vodíku, stojí výroba vodíku z mořské vody o 0,007 eur více za 1 kg vodíku.

Skladování vodíku

Jak je možné skladovat vodík?

V současnosti se jako nejslibnější a také jako komerčně nejvyspělejší technologie pro skladování vodíku uvádí stlačování vodíku v plynném skupenství. Takto uchovaný vodík je nutné skladovat ve vhodných nádobách, kvůli velmi malé velikosti molekuly. Moderní zásobníky jsou již vyrobeny z mimořádně pevných a neprodyšných materiálů, které umožňují bezpečné uskladnění s minimálními ztrátami uloženého vodíku (méně než 1 % ročně). Oproti konkurenčním možnostem skladování vodíku má stlačování plynného vodíku nejméně nevýhod.

Stacionárně je vodík skladován ve velkoobjemových ocelových tlakových nádobách v plynném skupenství. Pro stlačení vodíku na 350 barů je potřeba cca 15 – 20 % energie v palivu. Druhou možností je převádět vodík do kapalného skupenství. Nevýhodou tohoto postupu nicméně je, že je potřeba vodík v této formě udržovat při teplotě -253 °C v kryogenních skladovacích zásobnících. Při jeho manipulaci a využívání následně dochází k únikům, které se dějí následkem vypařování vodíku, který se takto chová při vyšší teplotě než -253 °C. Pouze na samotné zkapalnění je potřeba až 30 – 40 % celkově obsažené energie v palivu.

Aplikace vodíku v mobilitě

Co jsou to palivové články?

Palivové články v elektromobilech jsou v zásadě malé generátory elektřiny, které získávají energii z přímé elektrochemické reakce mezi kyslíkem a vodíkem. Vodík je uchováván v nádrži, ze které je přiváděn do palivového článku. Tam reaguje s kyslíkem a vyrábí tak elektřinu. Produktem této elektrochemické reakce je pouze destilovaná voda.

Tato technologie se také občas nazývá reverzní elektrolýzou, protože dochází k opačným dějům než při elektrolýze vody. Průměrná účinnost palivových článků se pohybuje mezi 50 – 60 %. Z 1 kg vodíku je tak palivový článek schopen vyrobit cca 16 kWh elektřiny.

Jak fungují palivové články v elektromobilech?

Palivový článek je podobný svou stavbou bateriím. V palivovém článku najdeme anodu, katodu a membránu s katalyzátorem. Vodík vstoupí do systému na straně anody a kyslík na straně katody. Vodík je na anodě rozložen na elektron a vodíkový proton, který je transportován membránou ke katodě, tam reaguje s přítomným kyslíkem. Produktem je pouze destilovaná voda a elektrická energie, navíc z palivového článku odchází i nevyužitý kyslík.

Jak se odlišuje bateriový elektromobil od toho s palivovým článkem?

Automobil s palivovým článkem (FCEV) je také elektromobil. Součástí auta je baterie, elektromotor a palivový článek společně s nádrží na vodík.

Na rozdíl od bateriového elektromobilu (BEV) mají elektromobily s palivovým článkem (FCEV) malou baterii s kapacitou řádově v jednotkách kWh. Elektřina vzniklá z palivových článků se ukládá do baterie, ze které si následně elektromotor bere přímo elektřinu. Účinnost takového systému je kvůli přidání palivového článku do celého procesu nižší než u čistě bateriového systému cca o 40 – 50 %, přesto je celý proces energeticky účinnější než v případě spalovacího motoru.

Jak se vodíkový elektromobil tankuje?

Tankování probíhá na plnicích stanicích. Celý proces je velmi podobný tankování tradičních fosilních paliv. Po připojení plnicí pistole na ventil nádrže zamáčknete páčku a celý systém se postará o zbytek práce. Plnění nádrží trvá 5 minut a poskytne autu plnou kapacitu.

Celý systém funguje vysoce automaticky a po zacvaknutí plnicí pistole se systém uzavře a zamkne. Není tedy možné, aby vodík z plnící stanice unikal do okolí. Po natankování následně plnící pistoli jednoduše „vycvaknete“, zaplatíte a jedete dál.

Kolik máme plnicích stanic v ČR?

V současné chvíli není otevřená žádná veřejně přístup plnicí stanice v ČR. Jedna plnicí stanice, která je ale využívána zejména pro výzkumné účely stojí v Neratovicích. V přípravě jsou nicméně pro rok 2021 celkem tři, které bude spravovat společnost Unipetrol – v Litvínově, Praze a Brně.

Národní akční plán pro čistou mobilitu předpokládá, že by do roku 2030 mělo v ČR fungovat celkem 80 veřejně přístupných vodíkových plnicích stanic

Jak funguje vodíkový elektromobil v chladném počasí?

Výhodou je spolehlivost celého systému v chladném počasí. Palivové články nepodléhají ve srovnání s bateriovými akumulátory degradaci během chladného počasí.

Účinnost celého automobilu je v zimních podmínkách lepší než v případě bateriových elektromobilů, protože vodíkový elektromobil nepotřebuje topit vyráběnou elektřinou, ale dokáže pracovat s odpadním teplem vzniklým při fungování palivových článků. Bateriovému elektromobilu naproti tomu v zimě klesá účinnost zhruba na úroveň FCEV, který si zachovává svou účinnost i za nízkých teplot.

Nemůže odpadní voda v systému vodíkového elektromobilu zamrznout?

Systémy palivových článků a odvod vody je v současnosti navržen tak, aby k zamrznutí vody v celém systému auta nemohlo dojít.

Vývojáři vodíkového elektromobilu Hyundai Nexo například garantují, že jejich systém funguje bez jakéhokoliv problémů v rozmezí -30 až +50 °C.

Je bateriová elektromobilita lepším řešením pro dopravu než palivové články?

Záleží na tom, koho se ptáte a o jakém typu dopravy se bavíme. Vodík a baterie by ale měly být dvě komplementární technologie, které se budou vzájemně doplňovat. Proč?

Dálková nákladní doprava: Vodík nabízí v současnosti větší potenciál pro přepravu zboží na delší vzdálenosti. I přes hypotetickou technologickou evoluci baterií (baterie s pevným elektrolytem) je nepravděpodobné, že do deseti let bude možné do baterií dobít takové množství energie, aby bylo možné bez větších problémů využít zvýšenou kapacitu k dojezdům nad 1000 km. Současné baterie jsou navíc velmi těžké a i při dvojnásobném navýšení energetické hustoty ze současných 260 Wh na 1 kg baterie na 500 Wh na 1 kg, byste stále potřebovali pro vzdálenou přepravu nad 1000 km baterii o minimální kapacitě 1,5 MW baterii o váze 3 tuny. Problémem je také dobíjení takto markantního množství elektrické energie. Jaký příkon by potřebovaly dobíječky pro dobití 1,5 MW přes noc mezi jednotlivými směnami? Při hypotetické představě 20 takových kamionů stojících na parkovišti v řadě se dostáváme do čísel, kvůli kterým už není možné postavit pouze silnější trafostanici, ale rovnou malou elektrárnu v blízkosti takovýchto dobíječek. Už jen z toho důvodu je nasnadě uvažovat nad tím, abychom elektřinu změnili v jiný, jednoduše skladovatelný energetický nosič, který můžeme vyrábět kontinuálně z obnovitelných energetických zdrojů. Vodík můžeme do nákladního auta dopravit i výrazně rychleji a neohrožovali bychom tím stabilitu přenosové soustavy v době dobíjení/tankování. Vodík tak nabízí v současnosti větší potenciál pro přepravu zboží na delší vzdálenosti.

Nákladní doprava ve městech: Ve městech může naopak bateriová elektromobilita hrát výraznější roli pro svou vysokou účinnost a nízké náklady. Baterie se skvěle hodí do městského provozu, kde operátoři nepotřebují vysoký dojezd. Výhoda celého řešení je navíc podpořena nízkými provozními náklady a vysokou účinností díky rekuperaci energie a nízkým rychlostem přepravy.

Osobní automobilová doprava: Trh s BEV (bateriová elektrická vozidla) je v současnosti již relativně rozvinutým trhem. Každým rokem v něm navíc probíhá výrazný pokrok směrem k dosažení jízdních vlastností spalovacích aut (dojezd, rychlost dobíjení). BEV jsou ideálním řešením pro standardní denní ježdění a nabíjení doma ze zásuvky. BEV nabízejí dnes již slušný dojezd v řádech 400 km, jsou vysoce účinné a lokálně bezemisní. Zejména pro městskou dopravu pak v současnosti ani v blízké budoucnosti nebude pro BEV existovat rovnocenný konkurent. Osobní vozidla s palivovými články (FCEV) naproti tomu nemohou v některých oblastech BEV konkurovat, přesto je jejich uplatnění možné, a to zejména s přihlédnutím k jejich specifickým vlastnostem. Nabízejí vyšší a stabilnější dojezd, a to i při vyšších rychlostech, zejména na dálnicích pak jsou svými vlastnostmi podobná spalovacím motorům z hlediska dojezdu. FCEV mohou být také vhodnou alternativou pro řidiče, kteří žijí v hustě osídlené zástavbě bez adekvátních možností dobíjení doma ze zásuvky. Rozvoji FCEV nicméně zatím brání velké pořizovací náklady a nedostatečná infrastruktura plnících stanic, které jsou navíc v porovnání s výstavbou dobíjecích míst výrazně dražší.

Autobusová doprava: Pro městskou dopravu s nájezdy v řádech desítek kilometrů je nejúčinnějším řešením bateriový autobus, podobně jako v případě městské nákladní dopravy. Vodíkové autobusy mají větší potenciál zejména v meziměstské a dálkové dopravě, neboť nabízí stabilnější a vyšší dojezd.

Vlaková doprava: Vodík má potenciál nahradit dieselovou vlakovou dopravu v částech zemí, kde neexistuje elektrifikovaná železnice. Pilotní projekty již dnes fungují po celém světě, jmenovitě například ve Francii, která plánuje od roku 2023 testovat vlaky na vodík. Podobně jako v České republice, kde by mohly vodíkové vlaky brázdit koleje zejména v severní části Čech.

Jak těžké jsou nádrže na uchování vodíku v automobilech?

Při hypotetickém uchování 4,2 kg stlačeného vodíku při tlaku 700 barů potřebujeme v automobilech nádrž, která váží okolo 135 kg. Nádrže jsou v současnosti vyráběny z vyztužených uhlíkových vláken.

V porovnání s vozidlem spalujícím benzín má vodíková nádrž 4 – 5x vyšší objem a 10x vyšší hmotnost.

Nemohl by být vodík zkapalněn a následně natankován jako standardní benzín?

Toto řešení je mimořádně energeticky neefektivní. Kapalný vodík je potřeba udržovat při teplotě -253 °C a při nedodržení těchto podmínek se vodík vypařuje.

Působení tepla na palivovou nádrž může být způsobeno okolním prostředím, teplem odcházejícím z motoru a dalšími aspekty. Dochází tak k velkým ztrátám (obvykle cca 3 % uložené energie za den) a zároveň se v palivových nádržích buduje nadbytečný tlak, který je pak následně nutný kompenzovat jeho upouštěním z palivové nádrže.

Je vodík bezpečný?

Všechny paliva obsahují vysokou koncentraci energie a mohou tak být za určitých podmínek nebezpečná. Vodík lze však považovat jako podobně bezpečný nebo dokonce bezpečnější než každé jiné palivo. Vodíkové nádrže jsou testovány kromě standardních crashtestů také tak, aby odolaly střelbě z odstřelovací pušky. Nádrže dokážou odolat dvojnásobnému tlaku, než kterého bude za standardních podmínek dosaženo. Podobně bezpečné jsou i plnicí stanice, které mají celou řadu systémů zaměřující se na bezpečnost při práci s vysokým tlakem.

Výhodou v bezpečnosti použití vodíku je i jeho velmi nízká hustota, kdy při proražení nádrže dojde k jeho rychlému stoupání, proto se neakumuluje v blízkosti nehody. Při požáru tak dojde k tvorbě plamene, který bude stoupat kolmo vzhůru a nedojde tak k požáru vozidla jako je tomu u kapalných fosilních paliv.

Výroba vodíku probíhá již desítky let a nedochází při ní prakticky k žádným mimořádným tragédiím. Vodík je také mimo jiné plyn, který není zdraví škodlivý, nemusíte se tak bát jeho úniku. Systémy v moderních vodíkových elektromobilech jsou navíc vyvíjeny tak, aby se v případě havárie uzavřely a nemohlo tak dojít k náhlému vzplanutí.

Ekonomika vodíku

Kolik stojí vyrobit 1 kg vodíku?

Cena se odvíjí zejména v závislosti na způsobu výroby. Pro výrobu zeleného vodíku je navíc nezbytné ještě počítat s rozdílnou cenou v jednotlivých částech světa podle toho, kolik stojí výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů energie. Podle Mezinárodní agentury pro energii se cena výroby vodíku pohybuje v těchto číslech:

Parní reforming zemního plynu 1-3,5 $/kg

Zplynování uhlí 1,2 – 2,2 $/kg

Elektrolýza vody 3 – 7,5 $/kg

Kolik stojí 1 kg vodíku na plnicích stanicích?

Pro koncového uživatele je v současnosti v Německu (kde se nachází nejvíce plnicích stanic) cena vodíku za 1 kg stanovena na 9,5 eur. Při přepočtu na kilometry a průměrnou spotřebou 1 kg na 100 km vás 1 km ve vodíkovém elektromobilu vyjde na ~2,47 Kč.

V porovnání s konvenčními palivy je vodíkový elektromobil v současnosti dražší na provoz. Cena by se ale do budoucna s narůstající výrobou měla snižovat. Naplnění plné nádrže vozu Hyundai Nexo (6,3 kg) s udávaným dojezdem 666 km by vás dnes vyšlo na cca 1550 Kč.

Jak bude docíleno snížení ceny v následujících 10 letech?

Vodíková ekonomika nebude dostatečně rozvinuta bez pomoci státních subvencí. Aby došlo k snížení ceny, je potřeba investovat do výroby. V následujících letech bude v Evropě převažovat podpora nízkoemisního a bezemisního (zeleného vodíku), cílem je do roku 2030 postavit 40 GW elektrolyzérů uvnitř EU a podpořit výstavbu dalších 40 GW elektrolyzérů za hranicemi pro navýšení importu. Kromě navýšení kapacit výroby dojde k snížení ceny zeleného vodíku také technologickým pokrokem a zvyšováním účinnosti samotných elektrolyzérů.