Budeme jezdit na há dvě? Lákavá představa, budoucnost je ale pořád spíš elektro

Nejzelenější z energií je energie z vodíku. Potkáváme se s ní denně, přímo ji vstřebáváme – ale k pohonu auta ji bohužel použít neumíme. Vzniká sloučením vodíkových atomů za vzniku hélia. Říká se tomu termojaderná fúze a je to to, jak funguje Slunce.

My to umíme reprodukovat v podobě termojaderné bomby, to je fúze zatraceně neřízená, a jednou snad ovládneme i fúzi řízenou. Až k tomu dojde, budeme mít k dispozici spousty elektřiny, třebas na pohon aut. A na cokoli jiného. Odborníci tvrdí, že by to mělo být asi za dvacet let. Problém je, že to tvrdí už půl století.

Vodík drahý, vodík s emisemi

Pro auta nám zbývá konvenčnější cesta. Musíme vodík, velmi zjednodušeně řečeno, spálit. To můžeme udělat napřímo, třeba tak, že ho zapálíme svíčkou ve spalovacím motoru, který se tím uvede do pohybu. Nebo můžeme použít sofistikovanější, efektivnější podobu téhož chemického procesu v palivovém článku, který bude vyrábět elektřinu.

V obou případech je výsledkem oxid vodný. Voda. Vedlejším produktem energie. Jenže abyste mohli vodík spálit, musíte ho nejdřív mít.

Máme ho spousty, například voda je všude kolem nás. Bohužel nejen zákony termodynamiky, ale i prostý selský rozum nám říkají, že když sloučením dvou látek energie vzniká, k jejich oddělení bude naopak potřeba. A protože nic není úplně efektivní, budete té energie potřebovat mnohem víc, než ji pak získáte zpět.

Teď se omlouvám těm čtenářům, kteří dávali ve škole pozor, za příliš polopatické vysvětlení. Ale bohužel jsem už mnohokrát narazil v nejrůznějších diskuzích na myšlenku, že vody je přece dost, stačí ji rozložit… To samozřejmě ano. Vodu můžete na vodík a kyslík rozložit pomocí elektrické energie. Jen to té energie vyžaduje obrovské množství – násobně větší, než kdybyste tu elektřinu nabili do elektrického auta a jezdili na ni přímo. A to i kdybyste měli tu elektřinu přenášet přes celý kontinent.

Jsou i jiné způsoby, jak vodík získat. Třeba parním reformingem zemního plynu. To je sice méně energeticky náročné a levnější, ale také k tomu potřebujete spálit ten zemní plyn, což je trochu problém, pokud vaším původním plánem bylo zbavit se fosilních paliv a jejich emisí.

Mimochodem, dnes se například u nás vyrábějí jen čtyři procenta vodíku elektrolýzou, zbytek se dá považovat v podstatě za fosilní palivo. Ostatně možná právě proto na něj sází ropný průmysl, který v něm vidí svou novou šanci.

Rychlý pokles tlaku

Pokud tedy chceme použít vodík jako opravdu zelené palivo, potřebujeme ho zeleně vyrobit. Můžeme použít obnovitelné zdroje nebo jádro, případně čekat a doufat v termojaderné reaktory. Vyrobíme „čistou“ elektřinu a tu použijeme k rozkladu vody elektrolýzou. Alternativně bychom mohli najít nějaký způsob, jak vyrábět vodík s pomocí energie, kterou jinak využít nemůžeme. Třeba termálním rozkladem pomocí solární energie, jejž můžeme provozovat někde na jihu, kde je spousta slunečního svitu a odkud bude snazší dopravovat vodík než elektřinu.

Mluví se i o dalších alternativách, které obcházejí problém s energetickou náročností elektrolýzy tím, že vodík vyrobíme nějak jinak. Hyundai třeba představil proces na výrobu vodíku z odpadních plastů pomocí pyrolýzy. Jak dobře to bude fungovat, jak to bude energeticky náročné a jaké budou v reálu emise, to ale teprve uvidíme.

Nicméně ani ve chvíli, kdy nějakým „čistým“ způsobem vyrobíme vodík, ještě nemáme vyhráno. Potřebujeme ho nějak dostat do auta a pak přeměnit v kinetickou energii. Má to víc háčků, než by se na první pohled mohlo zdát.

Shutterstock

Dotace na elektromobily startují. Jak získat až tři sta tisíc od státu?

Národní rozvojová banka (NRB) spustila příjem žádostí o dlouho očekávané dotace na elektromobily. Na podporu elektromobility jsou připraveny bezmála dvě miliardy korun, které mohou podnikatelé využít na nákup elektromobilů a výstavbu infrastruktury pro ně. S žádostmi jsou připraveny pomoci úvěrové firmy i sami prodejci. A dojde i na auta na vodíkový pohon.

Začněme s tím, jak vodík dostat do auta. Spousta lidí asi odpoví, že stejně jako jiné plyny, které se používají k pohonu osobních aut. Stlačit, zkapalnit, dovézt na čerpací stanici a natankovat do nádrže, tak jak to kdekdo dělá se svým autem na LPG nebo CNG. Jenomže tak jednoduché to není.

Vodík je nejlehčí prvek ze všech a jeho atom je taky ze všech nejmenší. To ovšem znamená, že ho musíte opravdu hodně stlačit a zchladit – a to představuje obrovské nároky na nádrže – jak v autě, tak na čerpací stanici – i na veškerou přepravu vodíku, ať už mezi jeho výrobou a čerpací stanicí, nebo z čerpací stanice do auta.

To ale ještě není všechno. Maličké atomy vodíku mají tendenci pronikat i zdánlivě neproniknutelnými materiály, jako je většina kovů. Takže když necháte delší dobu natankovanou nádrž, můžete najednou zjistit, že vám velká část paliva chybí. Plus samozřejmě stlačování vodíku vyžaduje spoustu energie. A aby toho nebylo málo, tak ani není zrovna rychlé – stávající plničky jsou schopné poměrně rychle natankovat jedno nebo dvě auta, ale další už musí čekat, než se zařízení znovu „natlakuje“. To může trvat desítky minut, i hodinu.

Pálení vodíku

Finálním článkem řetězce je potom samotné použití vodíku k pohonu auta. To se dá řešit dvěma způsoby. Ten, který většinu lidí napadne jako první, je zkrátka vodík spálit v běžném spalovacím motoru. To má několik výhod – především možnost použít víceméně stávající techniku a pro mnoho lidí také pocit jisté „tradičnosti“ (a potěšení z toho, že pohon jejich auta je založen na principu řízených výfuků, takže může dělat dravý zvuk). Jenomže to má také nevýhody.

Za prvé, spalovací motor je zařízení až zoufale neefektivní, bez ohledu na to, s jakým palivem pracuje. Zvlášť neefektivní je pak spalovací motor, který je nucen pracovat v širokém rozsahu zatížení a otáček, tedy typicky v osobním autě. To znamená, že budete potřebovat vodíku zbytečně mnoho.

Druhý problém je, že spalování vodíku, pokud k němu nedochází v čistě kyslíkové atmosféře, není nikdy skutečně čisté. Stále tu vzniká řada škodlivých emisí, včetně takových nepříjemností, jako jsou oxidy dusíku. Je to čistší než benzin, ale ne zas o tolik.

Se spalovacími motory na vodík experimentovalo před lety BMW se svojí flotilou vodíkových limuzín řady 7 a poslední dobou se o něco podobného snaží Toyota s Corollou a Yarisem GR.

Vodík na baterky

Druhou alternativou jsou palivové články. Palivový článek je zařízení, ve kterém taktéž dochází k oxidaci vodíku (nebo něčeho jiného), ale výsledkem není výbuch a následně kinetická energie, ale energie elektrická. Tou se potom napájí elektromotor. Palivový článek je výrazně účinnější než spalovací motor a jeho odpadem jsou skutečně jen vodní páry – navíc je tichý a auto má všechny ostatní výhody elektromobilu, jako například okamžitě dostupný výkon.

I tak je ale účinnost celého procesu od výroby vodíku k jeho opětovnému sloučení s kyslíkem na vodu výrazně nižší než u elektrického auta. Většina kroků od elektrárny dál má účinnost kolem 90 procent nebo vyšší – v případě vodíku je účinnost elektrolýzy zhruba 75 procent, účinnost palivového článku dokonce jen 60 procent. Když tedy budeme uvažovat situaci, kdy by se vodík měl vyrábět pomocí elektrolýzy, je účinnost celého procesu o něco méně než 40 procent. Když tutéž elektřinu použijeme přímo k pohánění auta a vynecháme krok s rozkládáním vody na vodík a kyslík a opětovným slučováním, jsme někde kolem 75 procent energetické účinnosti celého procesu.

Pokud to zní moc složitě, dá se to zjednodušit. Vodíkové auto je v podstatě elektromobil, který ale potřebuje přinejmenším dvakrát víc elektrické energie než opravdový elektromobil. Jediným způsobem, jak by vodíkové auto mohlo být efektivnější než čistě elektrické, je vyrábět vodík za pomoci nějaké energie, kterou bychom jinak nedokázali využít. Nabízí se například onen solárně-termální rozklad vody nebo termální rozklad vody pomocí odpadního tepla z jaderné elektrárny.

Jediná zásadní výhoda vodíku proti elektromobilu je tedy relativně snadné a rychlé tankování. Místo dlouhého nabíjení baterie za pár minut natankujete nádrž a pokračujete dalších několik set kilometrů. Problém ale je, že infrastruktura vodíku je snad ještě složitější než v případě elektřiny, tankování je rychlé, jen když má čerpací stanice dostatečný tlak, a tak dále.

Proti tomu tu máme pokroky u elektrických aut. Ta nejnovější už běžně zvládají nabít na 300 kilometrů dojezdu pod 20 minut a zanedlouho to budou umět za čtvrt hodiny. Elektřinu lze efektivně ukládat do baterií a využívat tak přebytky z obnovitelných zdrojů – jak to dělá například Audi na svých nových nabíjecích stanicích Charging Hub, které používají vyřazené články z prototypových Audi e-tron.

Všechno bude elektro

Z toho všeho asi tušíte, kterým směrem se vydá moje odpověď na otázku z titulku. Ale přece jen se nechci pouštět do unáhlených soudů. Může nastat několik situací, ve kterých si vodík své místo najde. Může se stát oblíbeným řešením pro ty, kteří cestují často velmi daleko. Není úplně nepravděpodobné, že bude vhodnou volbou pro nákladní přepravu, protože u dálkových kamionů by baterie musely vážit mnoho tun. V takovém případě by kvůli nim vznikly na dálnicích čerpací stanice a využití vodíku by mohlo být zajímavé pro dálkové cestovatele – což je podobné důvodům, proč lidé začali jezdit osobními auty na naftu.

Další možností je, že najdeme způsob, jak se dostat k velkému množství „zeleného“ vodíku. Odpadní teplo z elektráren, výroba pomocí solární energie někde na jihu a následný transport vodíku nebo něco, co nás ještě vůbec nenapadlo. Kdyby se podařilo zajistit levný zdroj opravdu velkého množství „čistého“ vodíku, mělo by smysl ho využívat i přes výrazně nižší účinnost ve srovnání s elektrickým pohonem.

STOP! Líbí se vám text, který právě dočítáte? Pak nám věnujte pár sekund pozornosti. Podobné skvosty pravidelně najdete v našem tištěném magazínu Finmag. A i když jsme ten dnešní odemkli speciálně pro vás, budeme moc rádi, když si náš magazín příště sami koupíte. Je tam toho mnohem víc…

Myslete na nás, až zas půjdete kolem trafiky. Děkujeme!

Posledním důvodem může být to, že část lidí zkrátka bude stále chtít spalovací motor ze „sentimentálních“ důvodů. I přes to, že elektrické auto je lepší téměř ve všech ohledech, mnoha řidičům zkrátka bude chybět řev vidlicového osmiválce nebo řadového šestiválce.

Nicméně ani jedna z těchto tří variant není příliš pravděpodobná – respektive není pravděpodobné, že by nějaká z nich vedla k tomu, aby se vodík stal dominantním způsobem pohonu osobních automobilů, a ne jen relativně omezenou alternativou. Ti z nás, kteří by doopravdy využili výhod rychlého tankování a většího dojezdu, stejně nejspíš zůstanou u nafty či benzinu tak dlouho, jak to jen bude možné. A za těch 10 nebo 15 let už budou elektrická auta natolik pokročilá, že nebude mít smysl uvažovat o alternativách.

Takže ne, na vodík nejspíš jezdit nebudeme. I když představa desetilitrového vidlicového šestnáctiválce vypouštějícího jen vodní páru je velmi lákavá…

Zaujali jsme vás? Pokračujte...

• Elektromobil do firmy? Motivujeme lidi cenou, říká šéf dealerského prodeje

• Dotace na elektromobily 2024: Kam pro ně a kolik lze získat? Velký přehled

• Chcete dotaci na elektromobil? Vaše firma musí vydělávat, říká fleetový manažer

Kdy je sport skvělým byznysem a kdy ne? Čtěte v novém Finmagu

Je sport dobrý byznys? Bezpochyby. Když ale je řeč o olympiádě, není to tak jednoznačné. Pořadatelská města totiž stále víc a víc prodělávají. I miliardy dolarů.

Zdroj: Finmag

SPORTEM K BYZNYSU

Nejlépe placení sportovci? Michael Jordan, Tiger Woods, Christiano Ronaldo… • Proč se olympiáda stala globálním černým Petrem? • Jak se vrcholový závodník stane vrcholovým manažerem

BYZNYS JE HRA

„Nenapadlo by mě takovou firmu rozjíždět, kdybych neměl ADHD,“ říká Rosťa Novák o úspěšném Cirku La Putyka. • Proč Elonu Muskovi už není do smíchu • Zachránili barokní skvost, teď chtějí manželé Lazarowitz svůj zámek odkázat státu

Koupit Finmag