Ostrava bude testovat vodík v reálném provozu. Nový polygon ukáže, kde skutečně dává smysl

Vodík může být důležitou součástí budoucí energetiky, průmyslu i dopravy. Jeho skutečný přínos však závisí na celém řetězci od výroby přes skladování a distribuci až po konečné využití. Právě tento řetězec začne v reálných podmínkách ověřovat nový výzkumný polygon CEETe H₂, který vznikne na VŠB Technické univerzitě Ostrava. Projekt podpořený evropskými prostředky za 268,2 milionu korun má ambici získat data, podle nichž bude možné přesněji určit, kde se vodíkové technologie vyplatí a kde bude vhodnější jiná cesta.

Vodík potřebuje víc než výrobu

Výroba vodíku je pouze jednou částí celého technologického systému. Pro jeho praktické využití je stejně důležité vyřešit skladování, distribuci, bezpečnost, kvalitu paliva i způsob, jakým bude vodík nakonec spotřebován. Právě propojení těchto částí má být hlavní předností polygonu CEETe H₂.

Výzkumné pracoviště nabídne možnost sledovat jednotlivé technologie nejen samostatně, ale také jejich vzájemné vazby. Výsledkem mají být provozní data využitelná při dalším výzkumu, vývoji a ověřování nových technologických řešení. Důležitá bude také spolupráce s průmyslovými podniky, které si budou moci nové technologie ověřovat v prostředí blízkém skutečnému provozu.

Právě tato praktická zkušenost může být pro další rozvoj vodíkových technologií zásadní. Laboratorní experiment dokáže přesně popsat konkrétní proces, skutečný provoz však přidává další proměnné. Patří mezi ně například kolísání spotřeby, provozní režimy, potřeba údržby, poruchové stavy, bezpečnostní požadavky nebo vliv okolních podmínek.

Rozhodovat mají data, ne očekávání

Vodík dnes provází velká očekávání, současně však zůstává technologií, jejíž vhodnost se výrazně liší podle konkrétního využití. Výhodnost vodíkového řešení závisí na energetické účinnosti celého řetězce, ceně energie, způsobu výroby vodíku, nárocích na infrastrukturu i na samotném způsobu jeho využití.

CEETe H₂ proto nebude hledat jednoduchou odpověď, zda vodík ano, nebo ne. Výzkumníci chtějí získat data o účinnosti, provozních nárocích, bezpečnosti, kvalitě vodíku a dlouhodobém chování jednotlivých technologií. Teprve jejich vzájemné propojení může ukázat, ve kterých oblastech má vodík skutečný potenciál a kde bude efektivnější využít jiné technologie.

Takový přístup je důležitý také z ekonomického hlediska. Investice do vodíkové infrastruktury jsou kapitálově náročné a jejich smysluplnost nelze posuzovat pouze podle samotné ceny zařízení. Rozhodující je fungování celého systému v čase. Právě zde může výzkumný polygon nabídnout firmám i veřejnému sektoru informace, které jim umožní lépe vyhodnocovat budoucí investice.

Ostravské autobusy jako skutečná zkušební trať

Jedním z praktických prostředí, kde se výsledky výzkumu mohou ověřovat, bude městská doprava. Dopravní podnik Ostrava se má stát aplikačním a validačním partnerem projektu a propojit laboratorní a simulační výzkum s každodenním provozem městské dopravy.

Výzkumníkům tak může poskytnout data, která v laboratorních podmínkách vznikají jen obtížně. Patří mezi ně například informace o jízdních režimech, spotřebě vodíku, plnění, servisních zásazích nebo chování technologií při různých provozních a klimatických podmínkách. Součástí ověřování mají být také bezpečnostní metodiky, digitální modely a prediktivní nástroje.

Vodíkové autobusy přitom už mají zkušenosti z evropského provozu. Projekty JIVE a JIVE 2 podpořené Clean Hydrogen Partnership přinesly jejich nasazení přibližně do 50 měst v 15 evropských zemích. Ostravský projekt tak může navázat na zkušenosti z provozu a současně je doplnit o vlastní výzkumná data.

Laboratoř pro budoucnost Moravskoslezského kraje

CEETe H₂ má současně širší význam pro region, který prochází útlumem tradičních průmyslových odvětví. Projekt je součástí podpory poskytované prostřednictvím Operačního programu Spravedlivá transformace a vedle samotného výzkumu má přispět také k rozvoji kvalifikovaných pracovních míst a spolupráce mezi univerzitou, firmami a veřejným sektorem. Moravskoslezský kraj má z programu k dispozici 18,9 miliardy korun.

Hodnota nového polygonu proto spočívá také v možnosti vytvořit místo, kde se budou technologie nejen vyvíjet, ale především dlouhodobě ověřovat. Firmy zde mohou získávat zkušenosti ještě před vlastní investicí a výzkumníci mohou sledovat rozdíl mezi tím, jak technologie funguje v laboratorních podmínkách a jak se chová v každodenním provozu.

Právě taková data mohou postupně zpřesnit pohled na budoucí roli vodíku. Jeho význam nebude stejný ve všech částech energetiky ani dopravy. Někde může nabídnout vhodný způsob ukládání nebo využití energie, jinde může být jeho celý řetězec příliš náročný a efektivnější bude jiná technologie. Ostravský polygon tak může přinést možná nejcennější výsledek právě tehdy, když pomůže oddělit technologické možnosti od skutečné použitelnosti.

Vodík není jen jeden

Barevné označení, se kterým se lze často setkat, popisuje především původ energie a způsob výroby. Zelený vodík vzniká elektrolýzou vody s využitím elektřiny z obnovitelných zdrojů, šedý se vyrábí především ze zemního plynu bez zachycování vznikajícího oxidu uhličitého a modrý využívá podobný proces, při němž se část emisí CO₂ zachycuje a ukládá. Existují také další výrobní cesty, například vodík získávaný z biomasy nebo pomocí elektřiny z jaderných zdrojů. Z hlediska výsledné uhlíkové stopy proto není rozhodující pouze to, že jde o vodík, ale také energie a technologie použité při jeho výrobě.

Významným technickým problémem je také jeho skladování. Vodík má při běžných podmínkách velmi nízkou hustotu, takže pro uložení většího množství je potřeba výrazně zmenšit jeho objem. Nejčastěji se proto stlačuje na vysoký tlak, případně se ochlazuje na velmi nízkou teplotu, při níž přechází do kapalného stavu. Obě varianty však vyžadují speciální zařízení a spotřebovávají další energii. U kapalného vodíku je navíc nutné udržovat teplotu přibližně −253 °C, což přináší další technické nároky.

Evropská unie počítá s rozvojem obnovitelného vodíku především v průmyslu a dalších sektorech, kde je přímá elektrifikace obtížná, a v rámci REPowerEU stanovila pro rok 2030 cíl vyrábět v EU 10 milionů tun obnovitelného vodíku ročně a dalších 10 milionů tun dovážet. Evropská pravidla zároveň stanovují, že podíl obnovitelného vodíku a dalších obnovitelných paliv nebiologického původu na vodíku využívaném v průmyslu má dosáhnout nejméně 42 % v roce 2030 a 60 % v roce 2035. Česká republika na evropskou politiku navazuje aktualizovanou Vodíkovou strategií ČR, která počítá s rozvojem výroby, využití, dovozu, přepravy a skladování vodíku a jeho uplatněním v průmyslu, energetice i dopravě. Současně předpokládá vznik vodíkových údolí a rozvoj infrastruktury, která umožní propojit výrobu vodíku s jeho skutečnou spotřebou.