Jaké údaje příznivci OZE tají? (2)

Nasazení vodíku místo zemního plynu musí předcházet vyřešení celé řady vzájemně provázaných problémů, o kterých nemají eurokomisaři ani tušení. Foto: Vattenfall.com

V žádné vládní, bruselské či aktivistické prezentaci na téma obnovitelné zdroje nenajdete informace o tom, kolik by skutečně bylo potřeba těchto zdrojů postavit. Proto tyto pozoruhodné informace přináší iUHLI.cz. Dnes na téma vodík. Předchozí díl najdete zde.

O tom, že náhrada zemního plynu vodíkem je zatím jen „holubem na střeše“, jsme na iUHLI.cz psali v poslední době již dvakrát (zde a zde). Jako hlavní téma měl chimérické plány EU s vodíkem i týdeník Euro (zde). Tentokrát se podíváme na problémy, které stojí na samém začátku výrobního procesu. Protože je sice pravda, že vodík je možné získávat prostřednictvím elektřiny získané z obnovitelných zdrojů, ale vůbec ne jednoduše. Investice do elektrolyzérů, jež by vodík vyráběly, jsou totiž jen menší částí problému.

„Pro získání jedné kilowatthodiny z vyrobeného, skladovaného a zpětně využitého vodíku v paroplynové elektrárně nebo v pokročilém palivovém článku musíme z OZE vyrobit tři kilowatthodiny elektřiny,“ upozorňuje profesor František Hrdlička z ČVUT. Řečeno laicky, abychom získali jednotku, musíme vložit tři jednotky. Což nevypadá jako dobrá investice. Možná právě proto o tom činitelé EU, kteří pro přechod na vodík horují, ve svých vystoupeních „taktně“ mlčí. Protože tohle prostě není fakt, který by v lidech probouzel nadšení.

Vzhledem k tomu, že OZE, tedy větrné a fotovoltaické elektrárny, jež EU protežuje, ze své podstaty produkují elektřinu pouze v závislosti na počasí a denní době a zároveň mají dodávat elektřinu pro výrobu vodíku, nepůsobí to jako příliš bezpečný koncept. O kolísání dodávek z větrných elektráren v tuzemsku si můžete udělat představu například na stránkách Společnosti pro větrnou energii zde, o kolísání dodávek z OZE v Německu pak zde, iUHLI o tématu publikuje průběžně. Laika tedy může snadno napadnout otázka, kde se bude brát vodík, když nebude dostatečně vát vítr, případně nebude svítit slunce? Na to ještě má EU – tažená i v tomto případě Německem – odpověď. Vodík se vyrobí do zásoby v době, kdy jsou pro OZE ideální podmínky. Jenže i v tomto případě platí konstatování profesora Hrdličky, že je potřeba dodat do elektrolyzérů třikrát tolik energie, než nakonec získáme.

Prognóza: Kdy Rusko vypne plyn?

Když k tomu vezmeme v úvahu, že již v roce 2026 by se do zemního plynu mělo přimíchávat 30 procent nízkoemisních plynů, čili včetně vodíku (ideálně především vodíku), nabízí se otázka, zda je to vůbec reálné? Protože OZE mají – podle představ Evropské komise – také co nejdřív nahradit v produkci elektřiny konvenční zdroje. Podle nevyřčených přání unijních politiků nejlépe včetně těch jaderných. Jenže k tomu mají zatím velmi daleko, neboť ani v zeleném Německu nedokázaly tyto zdroje loni pokrýt spotřebu státu byť jen na jedinou minutu. Německo samo opakovaně neplní své vlastní „klimatické“ cíle a jeho produkce oxidu uhličitého stoupá. Takže, má-li se v horizontu let začít přidávat do zemního plynu také zelený vodík (a jiný kvůli emisím CO2 nedává smysl), musí OZE zásobovat primárně elektrolyzéry a ne elektrizační soustavu, nebo jejich množství musí růst tempem, které se sice dá slíbit, ale nebude nikdo, kdo by jej dokázal udržet. EU by musela sebrat odvahu a na základě zdravého rozumu veřejně přiznat, že pokud chceme nebýt závislí na ruském plynu, musí jít „klimatické“ cíle stranou. I tak by se emise oxidu uhličitého snížily, ale ne tak rychle, jak by unijní potentáti rádi viděli.

Jenže ani v takovém případě by nebylo možné přecházet na vodík tempem, jaké diktují Ursula von der Leyen a Frans Timmermans. Tedy především Timmermans, coby komisař pro zelené záležitosti. Chybí totiž elektrolyzéry s odpovídající kapacitou a s potřebnou účinností výroby. Největší současný (právě dokončený) elektrolyzér v Evropě má kapacitu 10 megawatt při teoretické účinnosti asi 62 procent při zaručeném trvalém příkonu. Takže zatím by bylo potřeba obrovské množství elektrolyzérů, které by vyráběly s dosud neprokázanou skutečnou účinností.

Společnost Siemens předpokládá, že se jí podaří vyvinout elektrolyzér s účinností výroby až 65 procent, ale zatím není jasné, kdy by to mělo být. A ani to by nebyl konec problémů. „U těch vyvíjených elektrolyzérů s vyšší účinností je potřeba trvalý výkon. Jestli je má pohánět elektřina z OZE, nezbývá, než do systému ještě zařadit bateriové úložiště,“ upozorňuje profesor Hrdlička. Ovšem úložiště s kapacitou jedné megawatthodiny přijde na 300 tisíc dolarů. Tím se však vrací do systému bateriová akumulace elektřiny, kterou měl vodík více méně nahradit, minimálně v Německu… Kolik úložišť by bylo potřeba, se zatím nedá říct, protože účinnější elektrolyzéry zatím nejsou k dispozici. Takže Brusel státům vnucuje technologii, o které zatím nikdo neví, kdy bude k dispozici s potřebnou účinností ani kolik bude stát.

Evropa se vrací k uhlí

Alespoň jedna věc už jistá je. Siemens předpokládá životnost elektrolyzérů 10 let. Baterií zhruba osm. „Nové energetika“ podle představ Franse Timmermanse tedy má být složená z prvků, které je potřeba vyměňovat každých osm až dvacet let (fotovoltaika a větrné elektrárny). To je minimálně dvojnásobně kratší cyklus, než u jakékoli konvenční elektrárny. Baterie, fotovoltaika a do značné míry i větrné elektrárny jsou navíc závislé na kompletních dodávkách z Asie, nebo alespoň na dodávkách surovin z Číny či z jí kontrolovaných nalezišť. I další velká ložiska nezbytných nerostů jsou mimo prostor Evropy.

Že je celá „vodíková strategie EU“ postavená ani ne tak na vodě, jako přímo na lžích, vyplývá z dalších výpočtů Františka Hrdličky. „EU chce mít už v roce 2025 k dispozici výkon elektrolyzérů 17 500 gigawatt a jejich prostřednictvím získat 10 milionů tun vodíku. Počítá přitom s tím, že elektrolyzéry budou pracovat 20 tisíc hodin za rok. Jenže rok má pouze 8760 hodin, takže je to celé pitomost,“ popisuje diletantství unijních byrokratů a komisařů František Hrdlička. „Elektrolyzéry by podle unijních představitelů při výrobě 10 milionů tun vodíku spotřebovaly 850 terawatthodin, což je víc, než celoroční spotřeba Německa. Kde tu elektřinu v roce 2025 vezmeme?“ ptá se.

Profesor připomíná ještě jednu – zcela opomíjenou – skutečnost. Na výrobu 10 milionů tun vodíku je totiž potřeba devítinásobek demineralizované vody. „Na kilogram vodíku je spotřeba devět kilogramů demineralizované vody, takže na splnění záměru EU je potřeba 90 milionů tun demineralizované vody. Přímořské státy mohou jít cestou odsolování mořské vody, ve vnitrozemských státech však může snadno nastat problém s vodními zdroji,“ připomíná profesor František Hrdlička.

EU se musí připravit na výpadek dodávek plynu

Že nejde o planou obavu, potvrzují údaje Sdružení oboru vodovodů a kanalizací (SOVAK). Podle nich se roční spotřeba všech českých domácností pohybuje okolo 300 milionů kubíků, tedy něco málo pod 300 milionů tun vody za rok (m3 vody má 998 kg). Jestliže výroba 10 milionů tun vodíku, což je množství, jež současné problémy v prostoru EU nijak neřeší, vyžaduje třetinu spotřeby českých domácností, ukazuje to se značnou pravděpodobností na to, že vyrábět vodík ve vnitrozemských státech je, kvůli jejich omezeným zdrojům vody, nerozumné. Větší smysl by zřejmě dávalo využívat za tím účelem odpadní vodu, ale její úprava na demineralizovanou by pravděpodobně byla dražší.

Dalším bodem, který je nezbytný pro nasazení vodíku vyřešit, je jeho přeprava. Ta je možná dvěma způsoby. Buď plynovody a cisternami, nebo ve formě hnojiva amoniaku. Přeprava plynovody má limit v nižší energetické hustotě vodíku. Laicky řečeno se ze stejného potrubí, jakým nyní proudí zemní plyn, získá méně energie, než ze zemního plynu. A přeprava ve formě amoniaku zase zvyšuje energetickou náročnost, protože je potřeba energie na výrobu amoniaku a pak další energie na extrahování vodíku z přepraveného amoniaku. Takže na počátku zmíněný poměr že na výrobu jedné kilowatthodiny ve vodíku jsou potřeba tři kilowatthodiny elektřiny, bude s amoniakem vycházet ještě hůř.

Je tedy evidentní, že úspěšnému nasazení vodíku místo zemního plynu musí předcházet vyřešení celé řady vzájemně provázaných problémů, o čemž – zdá se – nemají eurokomisaři ani tušení. Ti, mimochodem, počítají také s využitím bioplynu, jež by se měl přimíchávat do zemního plynu, stejně jako vodík. V tuzemsku bioplyn zajišťuje tři procenta energetického mixu.

„Jestliže bychom z veškerého bioplynu udělali biometan, získali bychom ekvivalent 0,7 až 0,8 miliardy kubíků zemního plynu. Tedy přibližně 10 procent naší současné spotřeby. Ale zase nám budou chybět ta tři procenta elektřiny, které z něj nyní máme,“ vysvětluje profesor Hrdlička.  Bohužel ani o tom se v záchranných plánech Evropské komise nic neříká.