39: Vodík v souvislostech

Tento přepis byl pro lepší čitelnost gramaticky a stylisticky upraven. V případě, že potřebujete doslovné citace, ověřte si je přímo v nahrávce.

Hana

Vážení a milí posluchači, vítejte u další epizody podcastu 2050.

Petr

My pokračujeme v sérii o dekarbonizaci průmyslu a dneska se podíváme na druhou velkou technologii, se kterou se při dekarbonizaci průmyslu počítá.

Hana

Budeme se totiž bavit o vodíku a jeho využití. Vodík v současnosti využíváme především kvůli jeho chemickým vlastnostem, ale je to prvek, který se dá využít i jako zdroj energie.

Petr

To, jak moc se vodík reálně využívat bude v budoucnosti nezáleží ale jenom na těch technologiích, na tom, co je možné. Na to se dneska podíváme, ale také na tom, kolik by jeho využití stálo, zejména ve srovnání s jinými technologiemi, které bychom mohli využít k těm samým věcem.

Hana

Takže v téhle epizodě půjdeme doopravdy do hloubky. Budeme se dívat jenom na vodík a podíváme se na to, kde v dekarbonizaci průmyslu nám může pomoci.

Petr

V tuto chvíli už je čas přivítat našeho dnešního hosta, se kterým toto téma diskutujeme, takže já už mu teď dávám slovo, ať se nám představil sám.

Martin

Já se jmenuji Martin Tengler a pracuji ve firmě BloombergNEF jako vedoucí vodíkového výzkumu.

Fyzikální a chemické vlastnosti vodíku

časová známka: 01:26

Petr

Pojďme si vodík představit jako prvek. Co to vlastně je, kde se tady vzal, jak si ho vlastně představit a proč se o něm mluví jako o palivu, nebo jaké jsou vlastně jeho možnosti využití úplně z té nejširší úrovně?

Martin

Na vodíku je zajímavé to, že se ho ve vesmíru vyskytuje hodně velké množství. Je to nejvíce se vyskytující prvek v celém vesmíru. Zhruba 74 % všech částic ve vesmíru je vodík. Problém je v tom, že ten vodík se většinou samozřejmě vyskytuje ve hvězdách a nikoliv na naší planetě, a to znamená, že na naší planetě najdeme vodík spíš ne jako samotný prvek ve formě H₂, tak jak bychom ho chtěli, ale ve formě sloučenin, například H₂O, anebo třeba CH₄, což je zemní plyn nebo metan. Z těchto sloučenin z vody nebo z metanu nebo z jiných sloučenin vodíku musíme ten vodík potom extrahovat, abychom ho mohli použít.

Hana

Mě by ještě jenom zajímalo, jaký má fyzikální vlastnosti teda, jak si ho vlastně lze představit, jaký má v rámci těch fyzikálních vlastností výhody či nevýhody?

Martin

Tak vodík bych řekl, že má hodně zásadních výhod a hodně zásadních nevýhod, pokud jde o jeho fyzikální vlastnosti. Jedna z jeho zásadních výhod je, že na 1 kg vodíku obsahuje opravdu hodně energie, více než jakýkoliv jiný prvek, například více než kilogram benzínu nebo zemního plynu. S tímto je spojena nevýhoda, že 1 kg vodíku zabere velké množství místa. Kdybychom vodík nekomprimovali a nechali ho jen v atmosférických podmínkách, zabral by více než 10 m³. Vodík musí být proto nějakým způsobem stlačen, aby se vešel do rozumné nádoby a mohl být prakticky využit například v autech. V tomto ohledu je vodík složitější na skladování a přepravu než fosilní paliva.

Další důležitou vlastností vodíku je to, že sám o sobě je skleníkovým plynem zhruba 5 až 11x silnějším než oxid uhličitý. To znamená, že vypouštění vodíku do atmosféry není dobrá věc. Vodík musí být tedy využit buď spálením nebo v palivovém článku a musíme zajistit, aby nebyl vypuštěn do atmosféry, jinak se zvyšuje problém globálního oteplování.

Samozřejmě, jak jsem již řekl, vodík se nevyskytuje na naší planetě v takových množstvích, že by se to dalo komerčně využívat, takže se musí nějakým způsobem extrahovat z fosilních paliv. To znamená, že vodík vyrobený z fosilních paliv nikdy nebude levnější než fosilní paliva, a vodík vyrobený pomocí elektrolýzy vody nikdy nebude levnější než elektřina, která byla použita pro tu elektrolýzu. To jsou další základní věci, které si s vodíkem můžeme představit.

Vodík se také velmi špatně zkapalňuje oproti zemnímu plynu. Česká republika již dnes nakupuje zkapalněný zemní plyn, jehož teplota je zhruba -160 stupňů, zatímco zkapalněný vodík má teplotu -253 stupňů, tedy pouhých 20 stupňů od absolutní nuly. Je to velký rozdíl v potřebné energii ke zkapalnění – k zkapalnění jednoho kilogramu vodíku je potřeba zhruba 1/3 energie, kterou vodík obsahuje, zatímco k zkapalnění zemního plynu je to zhruba 10 % jeho energie. Vodík je velmi reaktivní a může korodovat ocel, což může být v některých případech nebezpečné. Vodík je neviditelný a bez zápachu, takže člověk si nemusí být vědom jeho přítomnosti.

Petr

Pokud se podíváme na vodík z hlediska bezpečnosti… Při představě nádrže plné benzínu je jasné, že bezpečnost musí být vždy na prvním místě. Jak je to s vodíkem? Je v tomto ohledu bezpečnější? Je to vůbec téma v diskuzi?

Martin

Diskutuje se o tom, že by vodík mohl být přepravován stejně jako zemní plyn pomocí potrubí. Avšak vodík má vlastnosti, které by mohly vést k například korozi ocelového potrubí a tím by mohlo dojít k nehodě. To by se dalo řešit snížením tlaku v potrubí, použitím specifické oceli nebo použitím plastového potrubí. Nicméně, bezpečnostní aspekty vodíku musí být řešeny pečlivě a důkladně. Vodík je pro mnoho lidí neznámou věcí a lidé mají tendenci se obávat neznámého. Pokud by se něco nepříznivého stalo, stalo by se to mediálním tématem a lidé by se tím více zabývali než třeba výbuchem zemního plynu, kterému jsme zvyklí častěji čelit. I když by mohly být oba stejně nebezpečné, vodík by určitě vzbudil více mediálního zájmu.

Petr

Což by asi byl problém pro nějaký další rozvoj, nějaké vodíkové infrastruktury, díky té mediální explozi.

Kde se používá vodík dnes a kde může pomoci s dekarbonizací

časová známka: 07:48

Hana

Já bych se ráda podívala na vodík ve vztahu k dekarbonizaci, proč ho vlastně potřebujeme a v jakých odvětvích ho můžeme využít?

Martin

Už dneska používáme opravdu velké množství vodíku, zhruba 100 milionů tun vodíku ročně. Jak si to představit? Vodík je ten nejlehčí prvek na periodické tabulce a 100 milionů tun samozřejmě znamená, že je to obrovské množství, ale jak obrovské? Já jsem to zkoušel různě překládat do srozumitelnější podoby a nakonec jsem dospěl k tomu, že by se tímto vodíkem, který dneska za rok použijeme, dalo naplnit Mrtvé moře jedenáctkrát. Takže to opravdu hodně vodíku. Co se týče té energie, kterou ten vodík v sobě má, tak používáme zhruba tolik vodíku, kolik spotřebují Spojené státy zemního plynu za půl roku. Takže ho opravdu používáme hodně.

Ale k čemu ho používáme? Nepoužíváme ho k tomu, co by možná lidi napadlo jako první, což jsou třeba věci jako auta a podobně. Dneska vodík používají hlavně tři důležitá odvětví. Používá se při rafinaci ropy, tam je to zásadní při odsiřování té ropy a podobně. Používá se při výrobě amoniaku, amoniak neboli NH3 je zásadní chemická sloučenina pro výrobu hnojiv. A také se používá při výrobě metanolu, což je opět důležitá chemická sloučenina pro výrobu dalších důležitých věcí. Samozřejmě vodík se taky dá použít jako zdroj energie, a to si myslím, že je to, co napadne většinu lidí jako první. Ten vodík dneska používáme hlavně kvůli jeho chemickým vlastnostem. My ho používáme proto, protože je tam to H₂ a my potřebujeme vytvořit NH3, neboli amoniak. Potřebujeme odsiřit tu ropu a ten vodík se na tu síru navazuje atp. Ale samozřejmě vodík sám o sobě, jak jsem řekl, obsahuje spoustu energie, více na kilogram než jakýkoliv jiný prvek. Na metr krychlový, jak už jsem řekl, tam je to horší, samozřejmě.

Hana

Jaká odvětví tedy můžeme dekarbonizovat právě díky vodíku?

Martin

Tak my jsme to rozdělili na tři velké skupiny. Vodík by se dal použít buď jako vodík nebo jeho sloučeniny, jako například amoniak nebo metanol, by se daly použít pro dekarbonizaci například v lodní nebo letadlové dopravě. Možná i nákladní dopravě, i když tam spíše to vidíme na baterie. Vodík by se také dal použít pro výrobu elektřiny, ale k tomu se ještě určitě dostaneme, protože vyrobit vodík z elektřiny s určitými ztrátami, pak ho uložit s určitými ztrátami a zase ho s určitými ztrátami konvertovat zpět na elektřinu, to potřebuje mít člověk pádný důvod, než rovnou tu elektřinu použít přímo. Ale dá se využít k výrobě elektřiny, hlavně k dlouhodobému ukládání, například na zimu.

Potom by se také vodík dal využít jako zdroj tepla pro průmysl, odvětví v průmyslu, jako například výroba cementu a hlavně, řekl bych, výroba oceli. Ta ocel je právě zajímavá v tom, že v tom ten vodík má tu výhodu, že by se dal použít nejen jako zdroj energie na roztavení té železné rudy, ale také na tzv. redukci – na tu kombinaci toho vodíku s tím kyslíkem, aby nám zůstalo jenom to železo. A také by se samozřejmě vodík dal použít jako čistý vodík pro výrobu těch věcí, o kterých už jsem mluvil – amoniak, methanol – dekarbonizace těch odvětví, kde dneska ten vodík už používáme, ale ten vodík je většinou vyrobený z fosilních paliv. A tudíž není to prostředek dekarbonizace dneska, ale je to součást toho problému, který je potřeba dekarbonizovat. Takže to bych řekl, že jsou ta tři hlavní odvětví, kde ten vodík se bude používat.

Jak se vodík vyrábí a jak jej vyrábět bezemisně

Hana

Už jsi to trochu naznačil, že ten vodík samozřejmě musíme nejdřív vyrábět nějakým bezemisním způsobem, aby nám pomohl k té dekarbonizaci. A zároveň jsem narazila na spoustu barev vodíku: zelený vodík, modrý vodík, šedý vodík. Myslíš, že bychom se touhle krajinou barev mohli projít?

Petr

Jinými slovy, ptáme se, jak se vodík vyrábí.

Hana

Jak se vodík vyrábí, proč má různé barvy a možná jen s důrazem, proč je pro nás důležitý ten zelený?

Martin

Dneska, jak jsem řekl, největší část – 99 % všeho vodíku, tedy 100 milionů tun ročně, se vyrábí z fosilních paliv. Při výrobě vodíku vzniká velké množství oxidu uhličitého, protože fosilní paliva obsahují uhlík, který se váže na kyslík. Takto vyrobený vodík se nazývá šedý vodík, a tvoří zhruba 100 milionů tun ročně, což způsobuje emise téměř jedné miliardy tun oxidu uhličitého vypuštěného do atmosféry. Celkové emise oxidu uhličitého z výroby vodíku tedy činí zhruba 2 % celkových emisí vypouštěných člověkem do atmosféry. Proto je dekarbonizace výroby vodíku důležitým úkolem.

Hana

Jakým způsobem tedy můžeme vyrábět vodík s nulovými emisemi?

Martin

Abychom se dostali na nulu, potřebovali bychom vodík vyrobit pomocí elektrolýzy vody. Elektrolýza znamená, že se voda nechá tzv. rozbít pomocí elektřiny, která by samozřejmě musela být tzv. čistá elektřina, která nevypouští žádný oxid uhličitý. Nejznámější způsob, jak vyrábět vodík bez emisí, je tzv. zelený vodík, který se vyrábí elektrolýzou vody pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů energie. Avšak, kromě zeleného vodíku existuje ještě více než 10 různých barev vodíku.

Jak vodík skladovat a převážet

časová známka: 15:23

Petr

Jak se vodík dá skladovat a jak se vodík převáží.

Martin

A to je jedna z největších výzev pro odvětví vodíku. Já bych řekl, že je to právě skladování a přeprava, protože jak jsme se již bavili, vodík zabere mnohem více místa než fosilní paliva na jednotku energie. To znamená, že je mnohem snazší přepravovat fosilní paliva, jako je například ropa nebo zemní plyn lodí. Naopak přeprava vodíku je mnohem obtížnější. Pokud chcete uložit vodík v tlakové nádobě, potřebujete zhruba 3-4 tlakové nádoby na stejné množství energie, jako když chcete uložit stejné množství energie v podobě stlačeného zemního plynu za stejných atmosférických podmínek a tlaku. Vodík tedy zabere zhruba 3-4x více místa než stlačený zemní plyn. Pokud chcete přepravovat stlačený vodík, což se dnes dělá, potřebujete 3-4 kamiony na to, co by se vešlo do jednoho kamionu se stlačeným zemním plynem.

Tento problém lze částečně vyřešit tím, že se vodík zkapalní. Pokud zkapalníte vodík, potřebujete jen 2,5 nádrže stejné velikosti na to samé množství energie, jako když zkapalníte zemní plyn. Avšak zkapalnění vodíku je mnohem složitější a energeticky náročnější než zkapalnění zemního plynu. K zkapalnění vodíku je potřeba teplota -253 °C, což je zhruba 20 stupňů nad absolutní nulou. Vyžaduje to spoustu energie, zhruba 1/3 té energie, kterou ten vodík obsahuje. Zatímco pro zemní plyn je teplota zkapalnění zhruba -160 stupňů, což znamená, že je potřeba přibližně 10 % energie obsažené v tomto plynu k jeho zkapalnění. Množství energie nutné k zkapalnění vodíku je větší.

Vodík se také může spojovat s jinými chemickými prvky a tvořit různé sloučeniny, například amoniak, o kterém jsme již hovořili. Je zajímavé, že jeden krychlový metr zkapalněného amoniaku (tj. amoniaku zkapalněného na teplotu -34 stupňů) obsahuje více vodíku než jeden krychlový metr zkapalněného vodíku, což může být výhodou. Proto se v současné době diskutuje o přepravě vodíku loděmi z jednoho kontinentu na druhý, a to ne jako tekutý vodík, neboť na takovou přepravu žádná loď prakticky neexistuje, s výjimkou jednoho aktuálně testovaného modelu v Japonsku a Austrálii, ale spíše ve formě amoniaku. Nicméně i tak by byly pro přepravu tohoto množství energie potřebné zhruba dvě lodě plné tekutého amoniaku, zatímco jedna stejně velká loď s tekutým zemním plynem by převezla stejné množství energie.

Takže přeprava vodíku nebude žádná sranda, bude to drahé. Bude to energeticky náročné a bude to vyžadovat mnohem více infrastruktury, než máme dneska. Budeme potřebovat více úložišť než máme na zemní plyn. Právě proto, abychom pojali to stejné množství energie, které chceme pojmout s tím vodíkem. Nejlevnější a nejefektivnější způsob, jak se dá vodík přepravovat, je pomocí potrubí. Vodík, přestože tedy zabere více místa na jednotku energie oproti zemnímu plynu, je lehčí molekula a tím potrubím pluje za stejného tlakového rozdílu rychleji. Člověk by potřeboval zhruba trubku pouze 1,2x větší objemově a průřezově než na zemní plyn. Nejlevnější způsob, jak by se dal vodík přepravovat, je pomocí potrubí. Problém je v tom, že postavit potrubí samozřejmě není žádná sranda.

Dneska už máme potrubí na zemní plyn, a to by se teoreticky dalo znovu použít nebo nějakým způsobem přenastavit, aby se v něm dal ten vodík přepravovat, a to by mohlo být ekonomicky nejvýhodnější řešení, co by se dalo udělat. Ale problém je v tom, že to potrubí na zemní plyn není vždycky připraveno na to, aby bylo schopno pojmout ten vodík, například vodík koroduje ocel mnohem více než zemní plyn. Dneska je hodně těch potrubí z oceli, takže například by se musel snížit tlak v tom potrubí. V tu chvíli, když snížíte tlak, tak samozřejmě snížíte ten objem energie, který tím potrubím může plout. Proto je třeba vyřešit spousta věcí, co se týče té logistiky toho vodíku, jeho ukládání a dopravy, protože bez toho samozřejmě není žádná vodíková ekonomika.

Hana

Jestli to dobře chápu, tak z toho, co říkáš, tak příprava vodíku bude vlastně docela velká výzva, protože zabere ohromné množství místa v porovnání třeba s tím zemním plynem, který ho tolik nezabere. U těch lodí mi dává teda největší smysl, že ho budeme převážet jako amoniak a úplně nejlepší by bylo, kdybychom ho dokázali přepravovat skrz potrubí, když tomu správně nastavíme podmínky.

Petr

Já jsem právě někde četl, že Evropská unie plánuje vystavět nějakých 30 000 km potrubí právě na vodík. Je to něco, co je rozhodnuto odklepnuto, nebo to je nějaká fáze přemýšlení teprve nebo nevíš, nedokázal bys k tomu říct něco konkrétního?

Martin

Tak na evropské úrovni si myslím, že odklepnuto ještě není nic, ale každopádně na úrovni určitých členských států už se něco děje. Takže například v Holandsku už dneska odsouhlasili stavbu několika set kilometrů vodíkových potrubí, které by měly spojovat hlavně ty tzv. industriální huby na holandském pobřeží a ideálně vytvořit možnost propojení těchto potrubí se sousedními zeměmi, jako je například Německo. A Německo samo také už teď začíná velmi silně uvažovat o propojení a vytvoření vlastního systému a jeho propojení právě například s Holandskem, což by mohlo pomoci s dopravou vodíku do těch industriálních hubů. Takže ta tzv. vodíková ekonomika nejspíš začne tím způsobem, že ta průmyslová odvětví, o kterých jsme se bavili, jako je například výroba amoniaku, hnojiv, výroba metanolu, rafinace ropy a výroba oceli, budou konzumovat vodík, který nejspíše bude k nim doručen nějakým potrubím, ale to bude trvat ještě třeba 10 let, než se taková potrubí postaví.

Vodík v Česku

Hana

Děje se v tomhle něco i v Česku, nebo tam ještě vůbec nejsme v těchhle úvahách?

Martin

V Česku určitě existují takové úvahy. Abych se přiznal, nemám tolik aktuální informace zrovna o naší zemi, ale vím, že máme tzv. vodíkovou strategii. Jedním z jejích pilířů je právě doprava vodíku do České republiky. Protože, pokud vím, tak Česká republika úplně nepočítá s tím, že se z ní stane velký výrobce vodíku, ale že bude muset nějakým způsobem do země dovážet vodík. Takže pokud bychom chtěli v České republice vodík ve velkém množství, pravděpodobně se budeme muset napojit na nějaký ten plynovod, například.

Ekonomika vodíku – kolik stojí jeho výroba a jaké to má důsledky?

časová známka: 25:38

Hana

Tak možná pojďme k té otázce peněz. Ty jsi několikrát zmínil, no jo, ale to bude asi drahé, tak jak vlastně, kolik stojí výroba zeleného vodíku a na čem závisí ta jeho cena?

Martin

Tak já bych začal výrobou šedého vodíku, protože to je ten vodík, který se dneska vyrábí nejvíc, se kterým ten zelený vodík soupeří. A šedý vodík v době, kdy zemní plyn nestál to, co stojí dnes, před třeba 2-3 lety se dal vyrobit za zhruba 1-2 USD za kilogram. To je oproti samozřejmě zemnímu plynu drahé, protože se to vyrábí ze zemního plynu, jak už jsem řekl – vodík vyrobený ze zemního plynu nikdy nemůže být levnější než zemní plyn samotný. Ale pořád je to levnější než ten zelený vodík. To je proto, že dneska se zelený vodík vyrábí s pomocí elektrolyzérů, což jsou zařízení, která dělají elektrolýzu, a ty elektrolyzéry nejsou levné. Postavit elektrolyzér dneska v Evropě stojí třeba 1000-1500 USD za kilowatt elektrolyzéru, což možná pro většinu posluchačů není úplně relevantní jednotka, ale rozhodně to způsobí, že výsledný vodík stojí více. Řekněme, že v Evropě by se v nejlevnějších podmínkách dal zelený vodík vyrobit třeba za 6-8 USD za kilogram. Oproti tedy těm jednomu až dvěma USD za ten šedý vodík.

Takže proč dnes nikdo nepoužívá zelený vodík? Protože šedý vodík je levnější. To znamená, že abychom zvýšili využití zeleného vodíku, musíme nějakým způsobem zajistit, aby byl buď levnější, nebo bych neřekl pouze zelený vodík, raději bych použil termín dekarbonizovaný vodík, nebo bychom museli udělat šedý vodík dražší. Dnes je šedý vodík dražší kvůli drahému zemnímu plynu. Když se například podíváme na výrobce amoniaku a hnojiv, zjistíme, že zhruba 70 % výroby hnojiv v Evropě je zastaveno, protože je šedý vodík tak drahý. Vyrobený amoniak z něj je také velmi drahý, takže nemá smysl ekonomicky vyrábět hnojiva v Evropě. V tuto chvíli by byl zelený vodík ekvivalentní, ale problém spočívá v tom, že málo lidí věří, že vysoké ceny zemního plynu budou pokračovat tak dlouho, aby se někomu vyplatilo postavit místo továrny na šedý vodík továrnu na zelený vodík.

Hana

Jaké další věci nebo faktory ovlivňují cenu zeleného vodíku?

Martin

Já bych řekl, že existují tři hlavní součásti konečné ceny zeleného vodíku. O jedné jsme se už bavili, to je cena elektrolyzéru a ta je v dnešní době ta nejzásadnější. Další součástí je cena samozřejmě zelené elektřiny nebo bych řekl obecně elektřiny, která do elektrolýzy vstupuje, a to jsou většinou ceny solární nebo větrné elektřiny.

Petr

Jsou to ceny té elektřiny, které nyní klesají, že ano?

Martin

Tak cena vstupu elektřiny bude padat velmi rychle, stejně jako cena elektrolyzéru, která také bude klesat v závislosti na množství jejich produkce. To je potom otázka politické podpory, stejně jako solární a větrné elektrárny byly kdysi dražší. Dnes už umí vyrábět levněji, takže tak to může být i s elektrolyzéry – mohou být levnější, pokud dostanou podporu. Poslední proměnná, která je velmi důležitá, je, kolik hodin v roce ten elektrolyzér vlastně běží. To se dá do určité míry optimalizovat tím, že se nastaví systém takovým způsobem, že ten elektrolyzér není napojený jenom na solární nebo jenom na větrnou elektrárnu, ale na jejich kombinaci. V tu chvíli dost často v mnoha místech se stává, že výkon větrných elektráren bývá silnější v noci, zatímco solární elektrárny vyrábějí elektřinu během dne. Když tyto křivky dáte vedle sebe, máte výrazně konstantnější výrobu vodíku a ta výroba potom má také vyšší využití elektrolyzéru. Případně na jejich kombinaci ještě v kombinaci s bateriemi. Také se to dá zlepšit napojením na síť, ale v tu chvíli existuje otázka, jestli ten vodík, který vyrábíte, je zelený, protože elektrická síť zatím není zcela dekarbonizovaná.

Petr

Jenom abych si to pro sebe shrnul, tak cena zeleného vodíku závisí na třech faktorech. Jeden je cena elektrolyzéru. Ta samotná technologie. Druhým je cena elektřiny a potom koeficient využití té samotné technologie, když jede pořád, tak je to vlastně levnější, než když jede jenom třeba přes den.

Hana

V jakých částech světa je nejlevnější vyrábět zelený vodík?

Martin

Tak my modelujeme v našem týmu 28 zemí. Řekl bych, že to závisí hlavně na ceně obnovitelných zdrojů v dané zemi. To znamená, že v zemi s velmi kvalitními obnovitelnými zdroji, jako například v Brazílii, kde je velmi silný vítr a lze tam postavit velmi levné větrné elektrárny, které vytvoří velmi levnou větrnou elektřinu, by byla výroba vodíku alespoň teoreticky nejlevnější. Samozřejmě, že v současné době se tam toho vodíku tolik nevyrábí, ale čistě teoreticky by Brazílie nebo Chile mohly být jedním z nejlevnějších míst pro výrobu zeleného vodíku.

Hana

Kolik by to tak prosím bylo v dolarech na kilo, ať máme nějaké srovnání?

Martin

V současné době by se v Brazílii dalo vyrobit vodík za 2-4 USD za kilo a v Chile za 3-5 dolarů za kilo. Závisí to na tom kolik stojí elektrolyzér, který bude použit.

časová známka: 33:01

Petr

Jenom abychom to měli pro srovnání, v Evropské unii by to aktuálně bylo za 6-8 USD za kilo.

Když se podíváme na cenu vodíku, nejen na tu výrobní, která je někde levnější, ale logicky v některých případech dražší z různých důvodů, jak by to fungovalo a jak by se cena vodíku změnila po zahrnutí faktorů, jako je třeba doprava z Brazílie do Evropy a podobně? Takže kolik by pak byla ta reálná cena na našem trhu?

Martin

A to je strašně důležitá otázka, protože dneska, když se podíváte jaké projekty existují, co se týče výroby vodíku ve světě, tak ty největší a nejambicióznější většinou chtějí vyvážet vodík buď v podobě vodíku, nebo hlavně v podobě amoniaku do zbytku světa. Ze zemí, jako je třeba Austrálie, kde očekáváme, že bude výroba vodíku velmi levná, tak se očekává vývoz do zemí, kde bude jeho výroba výrazně dražší, jako třeba Japonsko, které je na druhém konci našeho spektra, kde očekáváme výrobu vodíku třeba až za 10 nebo 12 USD za kilogram.

Problém je, že dovážet ten vodík z jednoho konce světa na druhý není levná záležitost, a to ne proto, že by to bylo daleko. To je ta nejlevnější část dovozu vodíku, samotný převoz lodí, ale právě to zkapalňování nebo převod vodíku na amoniak a následná konverze z amoniaku zpět na vodík je to nejdražší. Pokud bychom nechtěli použít amoniak přímo, tak to není levná záležitost. A my jsme si spočítali, že řekněme v roce 2030 by mohlo začít být možné a většina těch projektů, které takhle fungují, mají v plánu začít někdy na konci dvacátých let nebo na začátku třicátých let tohoto století, by bylo možné dovážet ten vodík například z Austrálie do Japonska, ale už by se v té době vyplatilo spíše vyrobit ten vodík v Japonsku, přestože by tam ta výroba byla dražší. To, co stojí dovoz vodíku z Austrálie do Japonska, už je tak moc, že dovezený vodík by stál víc než vodík vyrobený v Japonsku.

Problém samozřejmě spočívá v tom, že země jako Japonsko a evropské země mají také tento problém, kde není tolik místa jako v Austrálii. Japonsko, kde jsem já 8-9 let žil, má vlastně dva typy terénů. Je tam rovina, kde žije spousta lidí, a vlastně tam není úplně kam dát solární nebo větrné elektrárny na výrobu místní energie, natož ještě k tomu nějakého vodíku. Na druhé straně jsou tam velmi strmé vysoké hory, kde stavět solární elektrárny nebo větrné elektrárny je velmi logisticky náročné, a tudíž velmi drahé. Přesto by výroba zeleného vodíku tam stále mohla stát méně než jeho dovoz do Japonska z Austrálie, alespoň podle výsledků naší práce.

Hana

A je to tak, že se opravdu vždycky vyplatí vodík vyrábět pouze tam, kde se spotřebovává?

Martin

Já bych řekl, že existuje jediná výjimka k tomu, co jsem právě řekl, a to je, pokud byste chtěli dovážet amoniak pro výrobu hnojiv. Tedy pro to, k čemu se amoniak používá dnes. Tím, že se nemusí konvertovat zpět na vodík, ušetří se hodně peněz na této konverzi. Tedy dovážet tzv. zelený amoniak např. ze Spojených států, Brazílie nebo Austrálie do Evropy a používat ho na výrobu hnojiv. Nebo by se mohlo rovnou vyplatit dovážet ta hnojiva. Stejně by to mohlo platit pro výrobu oceli nebo železa. Železo by se mohlo vyrobit např. ne v Německu, ale třeba ve Švédsku, kde je levná elektřina, nebo v Austrálii, a poté by se dováželo do Německa. Samozřejmě z teoretického ekonomického hlediska by to mohlo být levnější, ale z politického hlediska by to mohlo způsobit problémy domácích vlád. Například by se kvůli rozhodnutí vlády mohla zavřít velká místní ocelárna, takže to může být pro mnoho vlád problém.

Petr

Myslím, že i z hlediska bezpečnosti. Ocel je strategická surovina a je otázkou, zda chceme být závislí na jiném regionu a podobně.

Hana

Ano, a zároveň z toho vyplývá, že se vyplatí spotřebovávat vodík tam, kde se vyrábí, protože nejvíce nákladů na přepravu vodíku vzniká v různých konverzích, takže tohle je asi důležitý faktor.

Martin

Tam, kde to jde, to má smysl. A ty ceny, o kterých jsme mluvili, očekáváme, že klesnou ze dvou hlavních faktorů. Ceny elektrolyzérů a obnovitelných zdrojů budou nadále klesat, takže očekáváme, že třeba v roce 2030 bude možné v Evropské unii vyrábět vodík za 2 USD za kilogram ve většině zemí, nebo dokonce levněji, například ve Španělsku za 1,5 USD. V té době se rozdíl mezi nejlevnější zemí, jako je Brazílie, a nejdražší zemí, jako je Japonsko, bude snižovat a proto očekáváme, že dovoz vodíku v budoucnu, i když se dnes může zdát atraktivní, nebude tak atraktivní.

Vodík na politické úrovni

časová známka: 39:13

Hana

Já bych se trochu podívala na legislativu, jak to vypadá v Evropské unii i v Česku. Konkrétně bych se zaměřila na naši vodíkovou strategii, protože, jak jsi již zmínil, Česko ji má. Evropská unie se také zabývá tématem vodíku, takže bych se ráda zeptala na projekty a případné realizace.

Petr

Možná bych otázku rozšířil na to, jak se vodík řeší na politické úrovni a v rámci legislativy?

Martin

Vodík je na politické úrovni velmi populárním tématem. Máme publikaci, kterou nazýváme anglicky „Hydrogen Strategy Tracker „ neboli počítadlo vodíkových strategií a jenom v minulém roce asi 15 vlád nebo zemí publikovalo vodíkové strategie. Před rokem to bylo asi 12 zemí. Dneska máme velké množství zemí, které mají tzv. vodíkovou strategii a nějakým způsobem chtějí ten vodík rozvíjet nebo podporovat. Evropská unie byla jedna z jurisdikcí, kde taková vodíková strategie vznikla dříve než v mnoha jiných zemích, ale vodík se tu nerozvíjí zdaleka tak rychle, jak se očekávalo, protože jsou tu určitá omezení, co se týče rychlosti té legislativy. Například stále není úplně jasno, co to znamená, že vodík je zelený, a tudíž dosáhne na určitou evropskou podporu. To znamená, že hodně developerů v Evropě dnes čeká na krystalizaci té politiky, aby mohli udělat tzv. „konečné investiční rozhodnutí“ (Final Investment Decision). Na to tady hodně lidí čeká.

A teď najednou zničehonic Evropu předběhla Amerika, kde se hodně dlouho ohledně vodíku a dekarbonizace vlastně zas tak moc nedělo. Najednou přišel „Inflation Reduction Act“, který nejenže podporuje vodík, ale samozřejmě i spoustu dalších věcí. Očekává se, že podpora toho vodíku bude zhruba 3 USD za kilogram. Už jsme se bavili o tom, že v roce 2030 by zelený vodík mohl stát zhruba 2 USD za kilogram. To znamená, že cena vodíku ze Spojených států by mohla být negativní, alespoň z čistě ekonomického hlediska. Samozřejmě nikdy negativní nebude, ale marže by mohly být velmi vysoké pro americké výrobce. Taková podpora bude také stát vládu hodně peněz na nevybraných daních, protože to funguje jako výjimka z daně.

Petr

A co to znamená pro výrobce ze zbytku světa?

Martin

Dnes hodně developerů hovoří o tom, že by se mohli přestěhovat do Ameriky a vyrábět tam vodík, protože hodně developerů třeba z Austrálie chce dovážet vodík do Evropy. Mnoho z nich se teď bojí, že v Austrálii není dostatečná podpora a že nebudou mít šanci konkurovat vodíku z Ameriky. I Evropa se snaží tomuto zabránit a hovoří se o tom, že chce dohnat Ameriku v této oblasti podpory. Kanada hovoří o tom samém a plánuje mít už v březnu stejnou politiku podpory vodíku jako Amerika. Takže dochází k soupeření mezi různými zeměmi.

Právě jsme napsali článek s 10 předpověďmi pro rok 2023, z nichž jedna se týká toho, že očekáváme, že vlády po celém světě budou soupeřit a snažit se dosáhnout takové podpory, jakou dosahují Spojené státy. Nicméně musím říci, že ta podpora ve Spojených státech má jeden nedostatek – podporuje pouze výrobu vodíku a nikoliv jeho využití.

A my už jsme se bavili o využití vodíku. Když se dneska podíváte na bilanci toho, kolik zeleného vodíku se plánuje vyrobit oproti tomu, kolik se plánuje využít, například ve výrobě oceli a podobně, zjistíte, že se plánuje vyrobit mnohem více vodíku než se ho plánuje využít. Takže někdo ten vodík nakonec nevyrobí, pokud se nezvýší počet jeho uživatelů. Politika by se tedy měla nastavit tak, aby ten vodík někdo taky chtěl využívat.

Ale chtěl bych nakonec říct jednu poznámku: Neměli bychom využívat vodík jen proto, že je to vodík. Japonsko začalo s vodíkovou strategií v roce 2014, ale podporovalo vodík ne kvůli dekarbonizaci, ale kvůli podpoře vodíku samotného. Musíme si vždycky uvědomit, že vodík je prostředek k dekarbonizaci a nemusí být vždycky nejlevnější. Proto je velmi důležité podporovat ten nejlevnější způsob dekarbonizace, a ne vždy jen vodík. Dneska to není všude tak nastaveno. Pokud bych měl tedy jednu poznámku nakonec, podporujme vodík, ale pouze tam, kde je nejvhodnější k dekarbonizaci.