Komu se to nechce číst celé, může přeskočit rovnout shrnutí.
Rozšíření nákladní automobilové dopravy využívající zelený vodík v Evropě je považováno za perspektivní krok k dekarbonizaci těžké silniční dopravy. Tento proces však čelí několika výzvám, včetně potřeby vybudování rozsáhlé sítě čerpacích stanic, otázkám účinnosti, možnostem skladování a bezpečnosti.
Evropská unie si klade za cíl do roku 2030 vybudovat vodíkové čerpací stanice ve všech hlavních městech a každých 200 km podél hlavních tras Trans-evropské dopravní sítě (TEN-T). To vyžaduje instalaci přibližně 700 nových stanic.
Vodíkové palivové články mají nižší celkovou účinnost ve srovnání s bateriovými elektrickými vozidly (BEV), zejména kvůli ztrátám při výrobě, skladování a přeměně vodíku na elektřinu. Nicméně, vodík nabízí rychlejší tankování a delší dojezd, což je výhodné pro těžkou nákladní dopravu.
Vodík je lehký plyn, který vyžaduje skladování pod vysokým tlakem nebo v kapalné formě při velmi nízkých teplotách. To přináší technické výzvy a otázky bezpečnosti. Nicméně, moderní technologie a přísné bezpečnostní standardy pomáhají tato rizika minimalizovat.
Studie naznačují, že ceny bezemisních nákladních vozidel by musely klesnout o 50 %, aby byly konkurenceschopné s dieselovými modely. To vyžaduje pokrok v technologii a podporu politiků.
Vybudování rozsáhlé sítě čerpacích stanic je náročné a vyžaduje koordinaci mezi státy, soukromým sektorem a investory.
I přes zmíněné výzvy existují v Evropě ambiciózní plány na rozvoj vodíkové nákladní dopravy. Úspěch těchto iniciativ bude záviset na technologickém pokroku, ekonomické podpoře a koordinovaném úsilí mezi veřejným a soukromým sektorem.
Tyto nákladní automobily mají využívat tepelné motory spalující vodík nebo elektromotory napájené palivovými články?
Většina současných a plánovaných nákladních vozidel na vodík využívá elektromotory napájené z palivových článků (Fuel Cell Electric Vehicle - FCEV), nikoliv spalovací vodíkové motory.
Vodík reaguje s kyslíkem → vzniká elektřina → ta napájí elektromotor
Nejpoužívanější přístup u vodíkových nákladních aut
Spalovací motor na vodík (H₂ ICE)
Vodík se přímo spaluje ve válcích, podobně jako benzín nebo nafta. Používá se výjimečně, je testován např. ve sportovních nebo speciálních vozidlech
Proč se dává přednost palivovým článkům:
Evropské (a světové) projekty nákladních aut na vodík se téměř výhradně zaměřují na technologii palivových článků s elektromotorem (FCEV).
Přímé spalování vodíku v tepelných motorech se v těžké dopravě zatím neuplatňuje kvůli nižší účinnosti a emisím oxidů dusíku.
Zkusme si to rozebrat prakticky na základě typických parametrů nákladních vodíkových vozidel s palivovými články (FCEV). Budeme odhadovat kolik energie by potřebovala flotila např. 10 000 nákladních vozů při denním provozu.
Základní parametry pro výpočet:
Typické těžké FCEV nákladní vozidlo:
Pro 10 000 vozů to znamená 400 000-500 000 kg vodíku denně.
Elektrolyzéry spotřebují přibližně 50-55 kWh elektrické energie na 1 kg vodíku (včetně ztrát při kompresi a úpravě kvality)
➡️ Při 50 kWh/kg a 10 000 vozidlech:
Denní příkon: 500 000 kg H₂x50kWh=25 000 000 kWh= 25 GWh denně
Co to znamená v praxi?
Roční spotřeba: 25 GWh x 365 dní = 9 125 GWh / rok
To je zhruba:
8 % celoroční výroby elektřiny v ČR (ČR ročně vyrobí kolem 90-100 TWh)
= produkce několika velkých jaderných nebo větrných elektráren
Obrovská energetická náročnost - i relativně malá flotila by spotřebovala významnou část národní výroby elektřiny.
Pokud má být vodík „zelený“, musí být tato elektřina z obnovitelných zdrojů nebo bezemisních (např. jádro).
Kromě výroby je tu ještě logistika distribuce, komprese a tankování - to vyžaduje další infrastrukturu a energii.