Zeleného vodíku není dost. Ocelárna proto volá zemní plyn na pomoc

Thyssenkrupp v německém Duisburgu hodlá postupně změnit způsob výroby železa. Místo vysokých pecí využije přímou redukci železné rudy a počítá především s obnovitelným vodíkem. Jenže právě zeleného vodíku je v Evropě zatím málo a jeho cena zůstává pro velkou průmyslovou výrobu příliš vysoká. Evropská komise proto nyní schválila úpravu podmínek veřejné podpory projektu za přibližně tři miliardy eur. Nové zařízení může v přechodném období využívat zemní plyn, aniž by podnik přišel o podstatnou část veřejného financování.

Thyssenkrupp patří mezi nejvýznamnější německé průmyslové skupiny. Jeho ocelářská společnost Thyssenkrupp Steel Europe vyrábí především plochou ocel pro automobilový průmysl, strojírenství a další průmyslové odběratele. Hlavní výrobní základnu má v Duisburgu, kde provozuje rozsáhlý integrovaný ocelářský komplex s vysokými pecemi. Právě tam nyní připravuje přechod k jiné technologii výroby železa.

Nové zařízení pro přímou redukci železa, známé pod zkratkou DRI, má stát přibližně tři miliardy eur. Zhruba dvě třetiny této částky poskytuje německá spolková vláda a spolková země Severní Porýní Vestfálsko. Projekt má postupně nahradit část výroby založené na vysokých pecích a umožnit výrazné snížení emisí oxidu uhličitého.

Nová technologická cesta bez koksu a vysokých pecí

Rozdíl mezi oběma výrobními technologiemi je zásadní. Ve vysoké peci se železo získává z rudy pomocí koksu, který dodává teplo a zároveň se podílí na chemických reakcích, při nichž se z rudy odstraňuje kyslík. Při přímé redukci železa, tedy technologii DRI (Direct Reduced Iron, přímo redukované železo), se ruda redukuje pomocí plynu. Redukčním plynem může být zemní plyn, vodík nebo jejich směs. Výsledkem je přímo redukované železo, které se následně taví v elektrické obloukové peci. Pokud je k redukci použit obnovitelný vodík a elektřina pro elektrickou obloukovou pec pochází z nízkouhlíkových zdrojů, může celý proces snížit emise CO₂ přibližně o 90 až 95 procent oproti klasické výrobě ve vysoké peci.

Právě vodík dává technologii DRI její největší význam pro dekarbonizaci ocelářství. Pokud je redukčním činidlem obnovitelný vodík, nevzniká při samotné redukci železné rudy oxid uhličitý jako u klasické výroby ve vysoké peci. Vedlejším produktem redukce je především vodní pára. Pokud je ale použit zemní plyn, část emisí zůstává. Přesto může být výsledná uhlíková stopa výrazně nižší než u výroby železa ve vysoké peci. Thyssenkrupp uvádí, že výroba DRI na zemní plyn může snížit emise přibližně o polovinu oproti konvenčnímu vysokopecnímu procesu.

Když se zelené ambice střetnou s realitou trhu

Dlouhodobým cílem projektu proto není zemní plyn. Je jím obnovitelný neboli zelený vodík, vyráběný elektrolýzou vody za využití elektřiny z obnovitelných zdrojů. Právě na jeho dostupnosti stojí představa nízkoemisní výroby železa v Duisburgu. A tady se původní ekonomická kalkulace začala rozcházet s realitou.

Thyssenkrupp už v únoru 2024 vypsal tendr na dodávky obnovitelného a nízkouhlíkového vodíku pro nový závod. Počítal s dlouhodobými kontrakty a postupným růstem dodávek až na přibližně 151 tisíc tun vodíku ročně. V březnu 2025 však firma nákupní tendr pozastavila. Nabízené ceny byly podle ní výrazně vyšší, než předpokládala, a rozvoj evropské vodíkové ekonomiky postupoval pomaleji, než se původně očekávalo.

Pro ocelářství je to zásadní problém. Nestačí totiž postavit zařízení schopné pracovat s vodíkem. Potřebné množství vodíku musí být skutečně vyrobeno, dopraveno k závodu a dodáváno za cenu, která umožní konkurenceschopnou výrobu oceli.

Evropská unie přitom počítá s velmi rychlým růstem výroby obnovitelného vodíku. Plán REPowerEU stanovil pro rok 2030 cíl deseti milionů tun domácí výroby obnovitelného vodíku a dalších deset milionů tun dovozu. Vodík má přitom směřovat mimo jiné do průmyslových odvětví, která se obtížně zbavují fosilních paliv, právě včetně výroby železa a oceli. Technologická možnost tedy existuje. Problémem je tempo jejího zavádění, potřebná infrastruktura a především cena elektřiny a samotného vodíku.

Obrovský hlad po čisté elektrické energii

Výroba zeleného vodíku totiž začíná u elektřiny. Elektrolýza spotřebovává značné množství elektrické energie a pokud má být výsledný vodík podle evropských pravidel považován za obnovitelný, musí splnit poměrně přísné podmínky týkající se původu použité elektřiny. Evropská komise odhadovala, že samotná výroba deseti milionů tun obnovitelného vodíku v EU by do roku 2030 vyžadovala přibližně 500 TWh obnovitelné elektřiny.

To ukazuje, proč je zelený vodík pro průmysl stále drahou komoditou. Ocelárna potřebuje jeho dodávky ve velkém objemu a bez výpadků, zatímco výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů závisí na počasí. K ceně samotného vodíku se navíc připočítávají náklady na elektrolyzéry, jeho přepravu, skladování a potřebnou infrastrukturu.

Zemní plyn jako most k ekologické budoucnosti

Thyssenkrupp se přitom nesnaží tento problém obejít tím, že by od vodíku úplně ustoupil. Konstrukce DRI zařízení umožňuje využívat různé redukční plyny. Zemní plyn proto může fungovat jako přechodné palivo a později být nahrazován vodíkem podle toho, jak se bude vodíkový trh rozvíjet. Technologicky tak není nutné čekat s výstavbou zařízení až do okamžiku, kdy bude zelený vodík dostupný v potřebném množství.

Právě tato možnost je nyní důležitá také pro veřejné financování. Evropská komise schválila úpravu pravidel, která umožní Německu změnit podmínky podpory tak, aby projekt mohl pokračovat i v situaci, kdy v jeho počáteční fázi nebude k dispozici dostatek vodíku. Přibližně dvě miliardy eur veřejných prostředků tak zůstávají pro projekt dosažitelné. Německá vláda nyní musí schválenou změnu promítnout do konkrétních dotačních rozhodnutí.

Zkouška dospělosti pro evropskou dekarbonizaci

Příběh Duisburgu tak není jen příběhem jedné ocelárny. Ukazuje konkrétní problém evropské průmyslové transformace. Technologie pro výrazné snížení emisí existují, ale jejich nasazení závisí na dostupnosti energie, infrastruktury a vstupních surovin. U zeleného vodíku je tento vztah obzvlášť viditelný, protože jeho výroba je přímo závislá na dostupnosti velkého množství konkurenceschopné obnovitelné elektřiny.

Nová technologie může vzniknout a začít vyrábět železo, i když zelený vodík nebude při jejím spuštění dostupný v původně předpokládaném množství. Zemní plyn může překlenout období, kdy vodíková infrastruktura a nabídka ještě nestačí potřebám velkého průmyslového podniku. Současně však platí, že skutečný dekarbonizační potenciál projektu se naplno projeví až ve chvíli, kdy zemní plyn začne nahrazovat obnovitelný vodík.

Zdroj: Ilustrativní obrázek pro vás vytvořil ChatGPT. Pokud jste v tom nepoznali ruku umělé inteligence, vězte, že žádný robot při tvorbě neutrpěl žádnou újmu