Ondřej Novák | 20. 10. 2022

Martin Tengler (BNEF): Vodík bude nenahraditelný, ale v pozemní dopravě se neprosadí

Vysoké náklady na výrobu vodíku a od podstaty neefektivní způsob jeho využívání způsobí, že nezvládne cenově konkurovat elektromobilitě, říká analytik Martin Tengler z BloombergNEF.

Výroba zeleného vodíku z obnovitelných zdrojů, jeho skladování a následný převod zpět na elektřinu je totiž vysoce ztrátový. A ve většině aplikací tak bude výhodnější využít elektřinu rovnou. V chemických provozech nebo metalurgii by ale mohl zelený vodík být ideálním prostředkem pro dekarbonizaci.

Ačkoliv Martin Tengler žije v Japonsku, svou nedávnou cestu do Česka spojil s vystoupením na Foru elektromobilita 2022, kde vznikl i následující rozhovor. Řeč přišla i na využití vodíku v sezónní akumulaci energie nebo na to, zda vodíková elektromobilita není slepou uličkou.



Na konferenci zaznělo, že vodíku v osobní dopravě už tak trochu „ujel vlak“. Souhlasíte s tím?

V BloombergNEF o tom píšeme už léta. Myslím, že v osobní dopravě pro vodík nikdy žádný vlak nebyl, natož aby mu ujížděl. Vodíková vozidla jsou dražší než bateriová. Vodík samotný navíc nikdy nebude levnější než elektřina, protože je pomocí elektřiny vyráběn a to s výraznými ztrátami. A nakonec vodík samotný pak musíme stlačit a znovu konvertovat zpět na elektřinu, což způsobuje další ztráty.

Martin Tengler, analytik BloombergNEF.
Foto: archiv Martina Tenglera

Auta na vodík jsou a vždycky budou nejen dražší na koupi, ale i dražší na provoz, než auta na baterie. Samozřejmě existuje spousta argumentů proti autům na baterie, například jestli budeme mít dostatek lithia a dalších surovin. Na to můžu říct, že chemické složení baterií se neustále mění podle toho, jaké kovy jsou právě k dostání. Takže pokud není dostatek kobaltu, dá se snížit poměr kobaltu v baterii, aby se cena snížila. Vodíkovým autům vlak rozhodně ujel, pokud někdy nějaký vůbec byl.

Když zmiňujete vyšší pořizovací cenu vodíkových vozů, není to dáno jen tím, že se jich zatím vyrábí podstatně méně než bateriových aut, takže výrobci nemohou uplatnit takové úspory z rozsahu?

Ano, trh s vodíkovými auty je velmi maličký. Od roku 2003 se prodalo jen 50 tisíc vodíkových aut, kdežto za stejnou dobu se prodalo patnáct nebo šestnáct milionů bateriových elektromobilů. To ukazuje naprosto jasně, o co mají zákazníci zájem. Takže ano, úspory z rozsahu jsou výrazně menší. Ale problém je v tom, že nůžky se rozevírají víc a víc, takže úspory z rozsahu u bateriových vozidel budou stále vyšší a vyšší než u vodíkových vozů.

Řada automobilek ale stále investuje do vývoje osobních aut na vodík. Proč to tedy dělají?

Už jich to nedělá zdaleka tolik. Začala s tím Toyota se svým modelem Mirai. Když se ale podíváte na strategii nebo jakoukoliv prezentaci Toyoty, tak uvidíte, že z dlouhodobého hlediska tato automobilka vidí budoucnost spíše v bateriových elektromobilech. Honda, která měla model Clarity, s tím skončila.

Občas si člověk přečte, že nějaká automobilka chce začít s vodíkovými elektromobily nebo dokonce vyvíjet spalovací motory na vodík. Ty ale budou mít nepochybně stejné potíže jako vodíková auta na palivové články. Je pravda, že bude možná existovat nějaký skutečně okrajový segment pro lidi, kteří z nějakého důvodu toto palivo chtějí, ale tento trh bude v porovnání s bateriovými elektromobily výrazně menší.

Takže půjde o nějaké okrajové aplikace typu terénní auta do náročných podmínek, kde by se nedalo dobíjet a tak podobně?

Je to možné, ale terénní auta jsme přímo nezkoumali. U pozemní dopravy by do určité míry mohlo být ekonomické využít vodíkové palivové články v kamionech, které jezdí na velké vzdálenosti. Ale i tam to není jasné. Kamiony, které jezdí s velkým nákladem na velké vzdálenosti, představují jen malou část segmentu, zhruba deset nebo dvacet procent. Většina nákladu se dopravuje na menší vzdálenosti. Takže i co se týče dekarbonizace nákladní silniční dopravy, očekáváme, že vodík zabere desetinu až pětinu trhu, zbytek obslouží náklaďáky na baterie.

A co se týče vlakové dopravy? Vidíte tam nějaký potenciál?

Viděl bych to podobně jako s jinými sektory. Na dnes elektrifikovaných tratích vodík nedává smysl, levnější je jezdit na elektřinu, kterou musíme dekarbonizovat. Pak jsou tratě, které elektrifikované nejsou, jezdí na nich dnes hlavně dieselové lokomotivy a tam by vodík mohl mít smysl, protože se elektrifikace nejspíš nevyplatí. Ale když se zase podíváte na celkovou velikost trhu, vodík zaujme jen malý segment železnic budoucnosti.

Střešní solární elektrárna může přinést úsporu i 12 tisíc korun za rok. Vyplatí se i vám?

Co se týče výroby zeleného vodíku, ta zatím v Česku v podstatě neexistuje. Jsou tu podle vás vhodné podmínky pro potenciální rozjezd produkce?

Výroba zelené vodíku v České republice bude nejspíše dražší než v mnoha jiných částech světa. Problém ale je dostat vodík z jiných částí světa právě do České republiky. Pokud by se měl převážet například ze Spojených států amerických, Austrálie nebo Kanady třeba lodí do Německa a odtud dovážet do Česka, bylo by to výrazně dražší, než ho vyrábět v tuzemsku.

Myslím, že by tu bylo nejvýhodnější maximalizovat domácí výrobu zeleného vodíku, ale pouze pro sektory, kde má zelený vodík smysl. A dovoz bychom měli ideálně zajišťovat potrubím například ze severní Afriky přes Itálii a Německo, jako se to dnes plánuje. Ale to ještě nějakou dobu potrvá a do té doby bude nejrealističtější vyrábět zelený vodík doma.

Letos se v celém procesu dekarbonizace energetiky často skloňuje i termín „energetická bezpečnost“. Pokud ale Česko nedokáže vodík v dostatečném množství a dostatečně levně vyrábět doma a bude spoléhat na import ze severní Afriky, tak svou energetickou bezpečnost moc nezvýšíme, nemyslíte?

Když se podíváme na Japonsko, tak to má za cíl dovážet obrovské množství zeleného vodíku, respektive zeleného čpavku. Japonsko chce zaměnit dovoz zemního plynu z Austrálie nebo Kataru za vodík ze Spojených arabských emirátů nebo Saudské Arábie.

A to by japonskou energetickou bezpečnost moc nezvýšilo, protože jen zamění komoditu, ale oblasti, ze kterých ji bude dovážet, zůstanou v zásadě stejné. Důležitá je samozřejmě diverzifikace, tedy nedovážet jen z jednoho místa, jako jsme to dělali u zemního plynu. A samozřejmě vyrábět co nejvíc paliva doma.

V Česku se mluví i o vodíku z jaderných elektráren nebo ze čpavku. Vidíte v tom potenciál?

Jaderná energie má velkou výhodu v tom, že je to čistý zdroj, nevypouští emise oxidu uhličitého. A je to konstantní zdroj, vyrábí pořád, pokud tedy nejsou zrovna elektrárny odstavené, jako dnes vidíme u velké části reaktorů ve Francii. Tím by se dala velmi snadno dekarbonizovat elektrická síť. Jenže jaderné elektrárny jsou relativně drahé, tudíž stavět nové atomové elektrárny je nejspíš dražší než stavět solární elektrárny a baterie.

A stávající elektrárny by také bylo dobré využít k dekarbonizaci elektrické sítě. Výroba vodíku z jaderných elektráren by byla velmi drahá i za použití speciálních elektrolyzérů SOEC (vysokoteplotní elektrolýza, pozn. red.). Ty by využívaly obrovské množství odpadního tepla z atomových reaktorů a byly by tak efektivnější než elektrolyzéry alkalické. Ale i tak by to bylo dražší než z obnovitelných zdrojů.

Často narážíte na to, že vodík je drahý, navíc ho vyrábíme pomocí elektrické energie, kterou můžeme využít rovnou. Má vůbec smysl se na vodík zaměřovat? Není to slepá ulička?

Vodík má smysl využívat v odvětvích, která ho už využívají dnes, ale používají takzvaný šedý vodík. Například v chemičkách, rafineriích ropy, ve výrobě čpavku nebo metanolu. Tato odvětví se bez vodíku neobejdou, protože ho chemicky potřebují. Čpavek se skládá z vodíku, metanol ho také obsahuje a rafinace ropy ho využívá kvůli odsiřování. Ale využívají dnes šedý vodík a pokud je chceme dekarbonizovat, musíme využít dekarbonizovaný vodík. Takže tady má vodík každopádně smysl.

Pak jsou odvětví, kde by vodík mohl mít smysl, protože splňuje dvě zásadní kritéria. Byl by konkurenceschopný vůči fosilním palivům za relativně nízké politické podpory, třeba při relativně nízkých cenách emisních povolenek. A zároveň by byl konkurenceschopný vůči jiným dekarbonizačním metodám. Jde třeba o výrobu oceli. Aby vodík byl konkurenceschopný vůči uhlí, tak by musel jeho kilogram stát dva americké dolary na kilogram a cena emisní povolenky by se musela pohybovat kolem 90 eur za tunu oxidu uhličitého.

Vodík za dva dolary by měl být v Německu dostupný kolem roku 2030 a emisní povolenky už 90 eur stojí dnes. Takže zde má vodík šanci uspět. Ostatně, ve Švédsku už tuto formu dekarbonizace ocelářství testují a Německo nedávno schválilo velkou podporu pro jednu ocelárnu, která chce zelený vodík ve výrobě využívat. Nabízí se i využití ve výrobě hliníku, v lodní dopravě, kde by mohl uspět zvláště vodík přeměněný na čpavek nebo metanol. Stejně tak by se dal vodík využít k výrobě udržitelných leteckých paliv v letecké dopravě.

Tam všude vodík splňuje obě kritéria. Byl by konkurenceschopný vůči fosilním palivům a vůči jiným čistým alternativám, jako je třeba elektrifikace. Ale u automobilů je problém v tom, že by někdy sice mohl být konkurenceschopný vůči fosilním palivům, ale vůči bateriím už nikoliv. Je zkrátka potřeba velmi dobře se zamyslet nad tím, v jakých sektorech má vodík smysl a v jakých ne. A podporu poté zaměřit na sektory, ve kterých vodík smysl má.

Na druhou stranu, i když vodík bude dražší, často se o něm mluví jako o prostředku k uchovávání energie, využívání přebytků z obnovitelných zdrojů energie. Může navzdory vyšší ceně pomoci vyřešit problém uchovávání energie z obnovitelných zdrojů?

Ano, vodík by se dal využít k výrobě elektřiny. Ale je dobré se zamyslet nad tím, za jakých podmínek by to dávalo smysl. Vyrobíte třeba elektřinu ze solárních panelů, tu s třicetiprocentní ztrátou konvertujete na vodík, ten poté s další desetiprocentní ztrátou uložíte a až bude potřeba, tak ho konvertujete zpět na elektřinu s další odhadem padesátiprocentní ztrátou. Takže ztratíte i sedmdesát procent energie, se kterou jste začal.

Zvládněte zimu i bez ruského plynu. Tepelné čerpadlo přinese pohodu i velké úspory rodinného rozpočtu

To se může vyplatit jedině v případě potřeby dlouhodobě uskladňovat energii. V případě zemí, jako je Česká republika nebo střední Evropa, kde v zimě je nedostatek obnovitelných zdrojů, potřebujete něco, co uchová energii na zimu, a baterie jsou pro to nevhodné. Ty jsou levnější na ukládání energie na hodiny či dny, ale jsou velmi nepraktické a drahé u sezónního ukládání energie. A v tomto by se zelený vodík nejspíš dal využít. Je to jedno z odvětví, kde očekáváme, že nejspíš využit bude.

Autor: Ondřej Novák

Foto: Pixabay