Jablonec má první české vodíkové hospodářství. Plyn může vyrábět i ze slunce
Elektrolyzér jablonecké společnosti Devinn kromě výroby vodíku dokáže zpracovat i zbytkovou vodu a energii z výroby a využít jí přímo v technologickém areálu.
Kristýna Čermáková
20. 9. 2023
Že je vodík užitečný, opomíjený, málo využívaný, ale současně také drahý zdroj, představila v úterý technologická společnost Devinn. V Jablonci nad Nisou otevřela nové centrum vývoje a vysvětlila, proč může být vodík využíván jako obnovitelný zdroj, který je ale současně ekonomicky velmi náročný.
Podle hejtmana Libereckého kraje Martina Půty by mohl vodík hrát roli v příštích desetiletích, až se jako společnost budeme snažit zaměřit se na obnovitelné zdroje daleko důkladněji než nyní. „Jsme průmyslová země, ale nemůžeme naše západní sousedy dohnat tím, že pro ně budeme jen levná pracovní síla v jejich firmách. My musíme být inovativní, a to třeba právě v Jablonci,“ ocenil při slavnostním otevírání nového vodíkového areálu.
Společnost představila několik jedinečných technologií, ve kterých vodík oproti jiným zdrojům vyniká výkonem či kompaktností a soběstačností. Od kogenerační jednotky, přes autonomní nabíječku na automobily, paletového vozíku přes hřeb celého dne, střešní malý vodíkový elektrolyzér. Díky němu společnost dokáže vyrábět vlastní vodík pro svůj výzkum i zhodnotit odpadní energetické prvky.
Vodíkový elektrolyzér dokáže vyrobit dvě kila vodíku denně
Nejočekávanější novinkou byla totiž jedinečná střešní sestava několika technologií, které jsou schopné vyrobit jeden až dva kilogramy vodíku denně. „Začínáme hned u solární fotovoltaické elektrárny, která je běžné spotřebitelské velikosti skoro dvaceti kilowatt a natočená na jih a jihovýchod. Záměrně je postavená tak, aby neměla maximální výkon, ale vyráběla méně zato v průběhu širšího časového rozsahu,“ vysvětloval technologický ředitel Devinnu Karel Souček.
Elektrolyzér, který stojí jen pár metrů od solárních panelů, má maximální výkon 5,5 kilowattu. Může tedy vyrábět až dvě kila vodíku denně. Ve chvíli, kdy čerpá pouze ze solárních panelů a jednalo by se čistý o zelený vodík, ho vyrobí půl kila až kilo za den.
„Tohle kilo vodíku ale není stejné jako kilo mouky. Má objem zhruba jedenácti kubíků při atmosférickém tlaku,“ vysvětluje Souček další předmět na střeše, kterým je veliká cisterna o objemu 25 tisíc litrů. Vodík totiž přímo na střeše stlačují do výrazně menšího objemu, které pak mohou čerpat jako z klasické čerpací stanice.
Vlastní vyrobený vodík pak společnost využívá pro své projekty, ačkoliv vlastní vyrobené množství jí nestačí a musí další vodík dokupovat tradičně. Stejně jako přebytek elektřiny vyrobený ze solárních panelů, který vodíkový elektrolyzér nevyužije a nedokáže zpracovat, využije Devinn na svůj provoz.
Jednotka na střeše tak slouží spíše jako vodíkové uložiště obnovitelného zdroje, které na rozdíl od klasických baterií nemá takové ztráty, energie uložená v lahvích se dá převážet a stlačený vodík pojme vůči zabranému prostoru více energie, než stejně výkonná baterie.
Výroba vodíku je v malém měřítku drahá i neúčinná, přesto je to vize budoucnosti
Cenu za výrobní sestavu Souček neprozradil. Jedná se ale podle něj o zkušební a inovativní provoz, který má za cíl prozkoumat možnosti výroby, a v takto malé střešní velikosti se nevyplatí.
„Právě kvůli účinnosti a ceně je vodík často shazovaný oproti klasickým bateriím. Když shrnu celý proces od začátku, tak účinnost solárních panelů je zhruba dvacet procent. Z těch dvaceti procent dokážeme uložit jen sedmdesát procent do vodíku, takže to je další ztráta,“ vysvětloval Souček.
Další ztráta je pak při převodu zpět do elektrické sítě, která je v průměru padesátiprocentní. „Samo o sobě to tedy nic závratného či nového, ale proto je nad tím třeba uvažovat jinak, a to že lidstvo zatím neumí nic lepšího a šetrného,“ říká Souček, podle kterého je takto malý elektrolyzér v zásadě neekonomický. Využití si ale dovede představit u velkých obnovitelných zdrojů jako neomezenou baterii.
Soběstačná technologie důmyslně zpracovává i vlastní odpad
Převod solární energie do vodíku vytváří odpadní teplo i odpadní vodu. Dalším krokem je tedy čerpání vody, aby byl vodík považován za čistý. „Látka musí být takzvaně pětidevítková, to znamená z 99,999 procent čistá. Dovedeme sice zpracovávat i 99,995, ale je to nežádoucí,“ vysvětluje Souček.
Odpadní teplo by se opět v případě velkého elektrolyzéru dalo využít i jinde, Devinn o tom ale příliš nepřemýšlí. Na to je získaná energie v příliš malém množství, aby se vyplatilo ji například rozvádět po budově. To samé platí i o odpadní vodě, která je čistá a je možnost ji využít prakticky na cokoliv. Během celého dne ale elektrolyzér vyprodukuje jen kolem osmi litrů, což je zhruba půl kbelíku.
Celý proces výroby vodíku se vejde do malé stavební buňky velké zhruba dva krát dva metry. „Vše začíná v nádrži na takzvanou špinavou vodu normálně z řádu, kterou čerpadlo přečerpá do filtru, abychom získali destilovanou vodu,“ vysvětluje proces technolog Devinnu Jakub Ježek. Čistá voda pak putuje na přeměnu do elektrolyzéru. Zbytková kapalina z výroby i ze sušícího procesu se vrací do další nádrže.
Tato voda je po technologických procesech ještě čistší, než je tomu v případě běžné kohoutkové vody, a tak je přimíchávána zpět do zásobních nádrží „špinavé“ vody. Zvyšuje se tím životnost filtru a nevzniká zbytečný odpad v podobě vody.
Z elektrolyzéru jde získaný vodík přes sušičku, aby se vyčistil od případné vody, a následně odchází do komprimační nádoby zásobní cisterny. Kvůli nesjednocenosti elektrické sítě a využití energie ze solárních panelů je také třeba několikrát přejít ze střídavého na stejnosměrný proud.
Elektrolyzér nesmí zmrznout
Celý proces vytvoří i zbytkové teplo, které ale v případě takto malé stavby zvládá vyřešit jediná klasická klimatizace. V těch nejparnějších dnech je i na střeše budovy maximálně 35 stupňů.
Přítomnost vody je ale současně jediným citlivým bodem celé stavby. „Zařízení je plné vody, takže je třeba tuto budovu v případě nečinnosti vytápět. Ale když je elektrolyzér v činnosti, tak se zahřeje sám,“ vysvětluje Ježek.
Kromě ochrany před počasím jsou nutná také klasická bezpečnostní čidla, která hlídají například přítomnost kyslíku v buňce. S ohledem na nákladnost veškerých využitích technologií se proto výroba vlastního zeleného vodíku v malém měřítku na střeše ekonomicky nevyplatí. Pro výzkumné účely navíc do energetického mixu přidávají i část elektřiny ze sítě, vodík v Devinnu proto zatím není pouze zelený.
Vysoká cena nevypovídá o hodnotě vodíku
Na kolik vyjde taková kilowatthodina vodíku zástupci nezveřejnili. Podle Františka Mikeše ze společnosti Toyota, která se společností Devinn spolupracuje na vodíkových strojích, je ale třeba si to převést spíše na možnost využití.
Malý vozík, ještěrka na vodík, kterou společnost také představila v Jablonci, spotřebuje zhruba od 0,8 do 2,5 kilogramu vodíku za běžnou pracovní směnu, v závislosti na výkonu. „A když se podíváte na cenu jednoho kila vodíku, tak tady je ten zakopaný pes. Cena může být od 12 po 22 euro za kilogram,“ říká Mikeš.
Než samotná cena vyrobené kilowatthodiny je tak problém spíše nutnost vlastnit velkou spoustu technologií a provést nezbytné stavební úpravy pro výstavbu celého zařízení.
Cena vlastního elektrolyzéru se tedy pravděpodobně nikdy nezaplatí, jde jen o výzkumný pokus a snahu dívat se do budoucnosti. Je to totiž podle zástupců společnosti jedna z nejpravděpodobnějších cest zálohování energie z velkých obnovitelných zdrojů.
Foto: Kristýna Čermáková