Klíčová slova: budoucnost, vývoj, efektivita, využití, výzkum, dostupnost, životní prostředí, Evropská unie, dotace, emise, palivové články, plnící stanice, nezávislost, vodík, ekologie, nákladní automobily, osobní automobily

 

Budoucnost vodíkových plnících stanic je úzce spjata s rozvojem výroby vodíku a infrastruktury pro jeho dopravu na místo čerpání. Dalšími nezbytnými kroky bude přechod k zeleným zdrojům energie potřebné k výrobě vodíku a dále zvyšování účinnosti palivových článků. Zvyšování počtu vozidel s vodíkovým pohonem bude vytvářet tlak na rostoucí počet plnících stanic a jejich větší dostupnost.

Pár příkladů za všechny: japonská automobilka Toyota uvedla na trh první vodíkové auto v podobě modelu Mirai a počátkem prosince představila experimentální model GR Yaris se spalovacím motorem na vodík. Oba vozy přitom geniálně ukazují dva odlišné přístupy k použití vodíku v dopravě: zatímco Mirai využívá chemické reakce v palivových článcích k výrobě elektřiny pro elektrický pohon, GR Yaris vodík spaluje v upraveném běžném motoru. Oba pohony přitom mají své nesporné ekologické výhody: při použití vodíku v palivovém článků vzniká jako odpad pouze nemineralizovaná voda, a i při jeho spalování v běžném motoru je výsledkem jen relativně malé množství škodlivých oxidů dusíku NOₓ. „Vodíkový palivový článek je výrazně snadněji recyklovatelný, nevýhodou je využití velmi vzácných kovů, jako platina nebo iridium,“

Když Evropská komise v roce 2020 předložila vodíkovou strategii, vytyčila tím cíl vytvořit v EU plnohodnotný vodíkový ekosystém, který by pomohl s dekarbonizací všech problematických sektorů. Dva roky poté se na unijní úrovni rodí konkrétní legislativa, která má cíle pomoci převést do praxe. Vodíku se týká například známý klimatický legislativní balíček Fit for 55, který vymezuje výrobu obnovitelného vodíku a obsahuje opatření, která mají podpořit jeho spotřebu. Jedná se například výstavba plnících stanic a příslušné infrastruktury. V novém energetickém plánu REPowerEU, který má EU pomoci zbavit se energetické závislosti na Rusku a zajistit pro sedmadvacítku dostupnou a čistou energii, pak Komise navrhla navýšení vodíkových cílů. „Nově je dle Komise do roku 2030 třeba v Evropě vyrobit až 10 milionů tun obnovitelného vodíku ročně a 10 milionů tun vodíku odněkud dovážet,“ Evropa si na vodík přitom nemyslí jen jako na další z čistých zdrojů energie, potažmo „úložiště“ energie, ale také jako na alternativní palivo pro vozidla. Vodíkové dopravní projekty jsou sice v dnešní době spíše v plenkách, potenciál ale mají. 

Už nyní existují osobní automobily, nákladní vozidla, autobusy, vlaky, ale i lodě s vodíkovým pohonem. Nejsou, ale ještě zdaleka rozšířené. A některé se toho ani nemusí dočkat. Podle odborníků z oblasti dopravy se vodík uchytí spíše pro nákladní nežli osobní dopravu. V případě osobních automobilů totiž vedou baterie. Pokud bychom se bavili o osobní dopravě, bateriový pohon má takřka desetiletý náskok, i z toho je vidět, že prosazení vodíku v dopravě obecně, zejména té osobní, se zdá být spíše doplňkovým řešením, nikoliv tím hlavním.  V nákladní dopravě má ale oproti bateriím vodík řadu výhod. Jednou z výhod je nižší hmotnosti vozidel, dále rychlé doplnění paliva do 20 minut a spolehlivý a vyšší dojezd, který by neměl výrazně klesat ani v chladných podmínkách. I z toho důvodu je vodík vnímán jako řešení zejména pro dálkovou nákladní dopravu a tam, kde je potřeba vozidlo vytěžovat nepřetržitě. Pravděpodobně se budou baterie a vodík doplňovat a existovat společně.  Vodík dává smysl i z pohledu sdružení dopravců ČESMAD BOHEMIA (sdružení dopravců). „Zkoušené prototypy (vodíkových vozidel) se zdají být vhodné i pro dálkovou dopravu, jejich dojezd je srovnatelný s naftovými vozidly a lepší než bateriová elektrická vozidla.“

Rozšíření vodíkového pohonu je ale stále hudbou budoucnosti, a ještě je třeba vyřešit několik otazníků. Jedním z nich, je třeba to, kam nainstalovat objemné nádrže na vodík, které nákladní vozidla potřebují.  Klíčovým otazníkem také zůstává, zda se Evropa zvládne vyrábět dostatečné množství čistého vodíku. Výroba vodíku z fosilních paliv by k uhlíkové neutralitě rozhodně nevedla. Mluvíme-li o takzvaném zeleném vodíku, tak hlavním úskalím je potřebný rozsah produkce.  Pro rozvoj dopravy založené na vodíkovém pohonu je také pochopitelně nutné vybudovat dostatek plnících stanic. Výstavba plnících stanic je náročná nejen finančně, ale i technicky. Například česká plnička, která zatím jako funguje od června 2022 v Ostravě, vyšla asi na 15 milionů korun. Česko plánuje, že jich v tuzemsku do roku 2030 vznikne asi 80.  Upínat se ale k roku 2030 jako k období boomu vodíku v nákladní dopravě není příliš realistické. 

Další překážkou, která bude bránit rychlému rozvoji vozidel na vodík je předpoklad velmi vysoké ceny vodíkových vozidel. Pokud chce EU dosáhnout svých cílů a dopravu očistit od emisí, vodíkové čerpací stanice by měly být do roku 2030 dostupné alespoň každých 150 kilometrů podél automobilové transevropské dopravní sítě. Tím by vznikla dostatečně hustá síť vodíkových čerpacích stanic zajišťující odpovídající přeshraniční propojení EU a podporu pro 60 000 vodíkových nákladních vozidel, která podle očekávání budou jezdit po unijních silnicích v roce 2030. Zmíněných 60 000 vodíkových nákladních automobilů odráží výsledky studie z roku 2020, kterou si nechal vypracovat Společný podnik pro palivové články a vodík (FCH JU). Podle ní jsou palivové články „velmi slibným řešením bezemisního pohonu pro těžkou nákladní dopravu. Studie dospěla k závěru, že nákladní vodíková vozidla s palivovými články se mohou stát nákladově konkurenceschopnými do roku 2027, pokud cena vodíku klesne na 6 EUR/kg. Studia pak zdůraznila i vysokou provozní flexibilitu a relativně krátkou dobu tankování vodíkových nákladních vozidel. K tomu, aby se vodíkové vozy na trhu uplatnily, však bude nezbytně nutný legislativní rámec. „Bez stěžejního klimatického balíčku EU Fit for 55 by do roku 2030 na evropských silnicích jezdilo pouhých 3 000 vodíkových nákladních vozidel,“ uvedl pro EURACTIV úředník z Evropské komise. Se současnými návrhy na dosažení klimatických ambicí EU by se však tento počet měl zvýšit na 60 000. Studie nastiňuje scénář, podle kterého by mělo 17 % nových nákladních vozidel prodaných v roce 2030 jezdit na vodík. Musí však být splněna dvě klíčová kritéria – vodík by se měl prodávat za cenu nižší než 6 EUR/kg a náklady spojené s vodíkovou technologií by měly klesnout. Pokud by tak skutečně stalo, znamenalo by to, že po evropských silnicích bude s rokem 2030 jezdit zhruba 60 000 náklaďáků na vodík. V roce 2030 by ekologický vodík mohl stát pouhých 1,8 EUR/kg. Náklady na technologie by se mohly na slibnou klesající trajektorii dostat díky společnému financování výzkumu ze strany EU a průmyslu.

V oblasti vodíkových plnících stanic je budoucnost zaměřena zejména na vybudování jejich dostatečně husté sítě, vyřešení zásobování vodíkem a zkrácení doby plnění. Jednou ze zvažovaných možností je zvýšení plnícího tlaku, tento krok ovšem vede ještě k větším nárokům na bezpečnost, kvalitu materiálů a konstrukci jak plnících stanic, tak i vozidel. S rostoucím počtem plnících stanic bude docházet ke snižování jejich ceny a díky tomu bude možné ještě více zvyšovat jejich počet.

Aby byla výstavba a provoz vodíkových čerpacích stanic efektivnější a nákladově výhodnější, vyvíjí v současné době Katedra energetické technologie na Univerzitě Duisburg-Essen (UDE) a Centrum pro technologie palivových článků (ZBT) simulační modely komponent čerpacích stanic, aby bylo možné analyzovat a vyhodnocovat návrhy. Vědci z UDE a ZBT se zabývají základními komponenty vodíkové čerpací stanice. Na zkušebním poli ZBT zkoumají palivové čerpadlo, velikost zásobníku a tlak, výsledky vkládají do simulací a počítají vztahy mezi jednotlivými komponenty, aby bylo tankování efektivní. Pro návrh vodíkové plnící stanice je zásadní jejích předpokládané využití. Zcela rozdílné budou plnící stanice v malých obcích nebo podnicích a stanice umístěné u dálnic.

Dalším problémem, který bude nutné vyřešit jsou ztráty v řetězci výroby a distribuce vodíku. Čím bude tento proces efektivnější, tím nižší bude koncová cena vodíku. Vodík je také výrazně dražší než fosilní paliva. Vedoucí projektu Dr. Jürgen Roes z katedry energetické techniky uvádí: „Přesto je vodík ze sluneční a větrné energie důležitým zařízením pro skladování energie budoucnosti, protože neznečišťuje životní prostředí“. Proto má smysl využívat zdroje co nejefektivněji a začít přemýšlet o jejich co nejhospodárnějším využití. [28]