Od prototypů k funkčním systémům. Vodíkové technologie patří mezi nejdiskutovanější oblasti moderní energetiky. V globálním měřítku se o vodíku mluví jako o jednom z nástrojů dekarbonizace průmyslu, dopravy a energetických systémů.
Původní článek najdete zde.
Vodíkové technologie patří mezi nejdiskutovanější oblast i moderní energetiky. V globálním měřítku se o vodíku mluví jako o jednom z nástrojů dekarbonizace průmyslu, dopravy a energetických systémů. Zároveň ale platí, že vodík není univerzální řešení pro všechny aplikace. Jeho smysl se ukazuje především tam, kde přímá elektrifikace naráží na technické, provozní nebo ekonomické limity.
Bezpochyby je ale vodík cesta, kterou se vyplatí zkoumat. Důkazem je, že vedle velkých strategických plánů silných států a energetických skupin se objevují i zcela konkrétní vývojové projekty, které ověřují využití vodíku v praxi. A potěšující je, že takové projekty se objevují i v Česku, které chce hrát ve vodíkových technologiích důstojnou roli. Aktualizovaná Vodíková strategie ČR, schválená vládou 17. července 2024, pracuje s vodíkem jako s nástrojem pro snižování emisí i podporu ekonomického růstu. Nepředpokládá, že by vodík plošně nahradil elektřinu nebo zemní plyn ve všech oblastech, ale soustředí se na aplikace, kde může mít technický a hospodářský smysl: dopravu, akumulaci a přepravu energie, chemický průmysl a specifické technologické zdroje tepla. Důležitý je také fázovaný přístup. První etapa stojí na lokálních vodíkových ostrovech a údolích, kde se vodík vyrábí a spotřebovává co nejblíže místu produkce. Strategie zároveň počítá s přípravou plynárenské infrastruktury, analýzou repurposingu distribučních sítí, možnostmi skladování vodíku a rozvojem elektrolyzérů včetně navazující infrastruktury. Strategie nestaví jen na objemu budoucí výroby, ale nepřímo otevírá prostor pro systémovou integraci, testování, řízení a vývoj konkrétních aplikací – tedy přesně pro kompetence, které rozhodnou, zda vodík zůstane strategickým pojmem, nebo se promění ve funkční technologii v provozu.
Co Česku chybí, aby zmíněná strategie nezůstala jen na papíře, jak tomu mnohdy bývá? Možná více příkladů, jako je DEVINN. Tato rodinná vývojová firma z Mladé Boleslavi se dlouhodobě pohybuje na pomezí automobilového průmyslu, moderní energetiky, elektrotechniky a systémové integrace. Nevystupuje jako sériový výrobce hotových vodíkových zařízení. Jeho role je odlišná – navrhuje, testuje, prototypuje a integruje technologie, které mají ukázat, jak lze vodík využívat v reálných provozních podmínkách. Výsledkem jsou mimo jiné funkční demonstrátory H2BASE, H2BOT nebo H2PORT, ale také vývojové zkušenosti využitelné v širším průmyslovém prostředí.
Česká republika určitě nebude v nejbližších letech patřit mezi země s největším objemem levné obnovitelné elektřiny pro výrobu zeleného vodíku. Může však nabídnout jinou cestu, jak ukazuje DEVINN: průmyslové know‑how, reálnou zkušenost s automotive, elektrotechnikou, strojírenstvím, testováním a vývojem komplexních systémů.
„Využití vodíku může být nesmírně široké, obecně jím lze nahradit všechna dnes používaná paliva, ale díky rychlosti plnění a výhodné energetické hustotě na jednotku hmotnosti je na předních příčkách zejména u dopravní techniky od vozidel velikosti dodávky výše, jeho místo je tedy například u vodíkové autobusové flotily, “říká šéf vývoje DEVINN Karel Souček.
Jedním z nejdůležitějších projektů společnosti je H2BASE, mobilní vodíkový zdroj elektrické a tepelné energie. Ve zjednodušeném pohledu může připomínat alternativu k dieselovému agregátu. Jeho význam je však širší. H2BASE slouží jako technologická platforma, na které DEVINN rozvíjí vlastní elektroniku, software a řídicí systém pro vodíkové aplikace.
Právě tato vrstva je pro funkčnost vodíkových systémů zásadní. Palivový článek musí spolupracovat s dalšími částmi zařízení, od přívodu vodíku přes bezpečnostní monitoring až po výkonovou elektroniku a řízení odběru. Systém musí reagovat na proměnlivé zatížení, provozní stavy, teplotu, tlak, bezpečnostní limity i požadavky uživatele. Jinými slovy: vodíkové zařízení není pouze energetický zdroj. Je to řízený technický celek.
Vedle H2BASE vznikly také další demonstrátory, které ukazují různé směry využití vodíku. H2BOT je koncept nabíjecí stanice využívající vodíkový zdroj energie. Směřuje do oblasti elektromobility a ukazuje možnost dobíjení tam, kde není dostatečná distribuční kapacita nebo kde je potřeba mobilní a dočasné řešení.
H2PORT naopak představuje mobilní vodíkovou plnicí stanici. Jeho význam spočívá především v tom, že vodíková mobilita a vodíkové pracovní stroje nemohou fungovat bez možnosti doplňování paliva. Právě infrastruktura je jednou z hlavních překážek rozvoje vodíkových aplikací. A pak je tu doprava. U osobních vozidel se v evropských podmínkách výrazně prosadila bateriová elektromobilita. U těžké techniky, speciálních vozidel nebo provozů s dlouhým pracovním cyklem je situace složitější. Hmotnost baterií, délka nabíjení, požadovaný výkon nebo provoz mimo běžnou infrastrukturu mohou vytvářet prostor pro vodíkové systémy. DEVINN tuto příležitost uchopil v projektu vodíkové Tatry. „Nejtěžší bylo vše správně nastavit tak, abychom vyhověli všem možným provozním i neprovozním scénářům. A pak provedení, protože to musí v tomto případě odolat nejen větru a dešti,“ prozrazuje Karel Souček.
Jedním z důležitých rozměrů vodíkového vývoje je zapojení do širších průmyslových řetězců. Pokud česká firma vyvíjí a ladí parametry vodíkových modulů pro globální hráče, například pro společnost Eaton, nejde pouze o jednotlivou zakázku. Je to potvrzení, že české firmy mohou přinášet hodnotu v oblasti, která bude v příštích letech technologicky i ekonomicky významná. Pro Česko to může být pragmatická cesta. Není nutné usilovat o to, aby se zde vyráběl každý komponent vodíkové ekonomiky. Podstatné je udržet a rozvíjet schopnosti, které budou poptávané napříč trhem: systémovou integraci, řízení, testování, bezpečnost, diagnostiku, vývoj softwaru a schopnost rychlé prototypizace.
Právě tyto kompetence mohou rozhodnout o tom, zda bude Česko pouze odběratelem zahraničních vodíkových technologií, nebo aktivním účastníkem jejich vývoje. V době, kdy se evropský průmysl snaží snižovat závislost na mimoevropských dodavatelích, má lokální inženýrská kompetence strategický význam. „Jsem přesvědčen, že Česká republika má v případě vodíkových technologií značnou příležitost především v kombinaci – umíme průběžně reagovat na vývoj různých aspektů jak zakázky, tak trhu. A dynamika vodíkového segmentu je velká, tuhle adaptabilitu trh ocení, “tvrdí šéf vývoje DEVINN.
Debata o vodíku často osciluje mezi dvěma extrémy. Na jedné straně stojí představa, že vodík vyřeší téměř vše od dopravy přes energetiku až po vytápění domácností. Na druhé straně je názor, že jde o příliš drahou a neefektivní technologii, která nemá v praxi význam.
Realita je méně efektní, ale technicky zajímavější. Vodík jistě má své limity. Jeho výroba, stlačování, skladování a zpětná přeměna na elektřinu jsou spojeny se ztrátami. Infrastruktura je nákladná a bezpečnostní požadavky jsou vysoké. Tam, kde lze energii využít přímo v elektrické podobě, bude přímá elektrifikace často účinnější a jednodušší. Zároveň však existují oblasti, kde vodík může nabídnout kombinaci vlastností, kterou jiné technologie poskytují obtížně nebo vůbec.
„Souhlasím s tím, že i vodík má své limity. Ty jsou dány tím, že řetězec elektřina – vodík – elektřina nemá ideální účinnost, tedy tam, kde lze tento řetězec nahradit efektivnější technologií, není pro vodík prostor. Ale v mnoha aplikacích, tím jsem si naprosto jist, se vodík prosadí. Na to sázíme. Problémů k řešení a vylepšování je totiž celá řada. Už od dob parního stroje víme, že i když něco funguje na papíře, je k prototypu a sériové výrobě ještě hodně dlouhá cesta,“ loučí se Karel Souček.
Vodíkové technologie se budou rozvíjet postupně. Nebude to jediný průlomový okamžik, ale série dílčích kroků: pilotní projekty, testování, standardizace, snižování nákladů, rozvoj infrastruktury a hledání aplikací s jasnou návratností. V tomto procesu budou mít význam firmy, které dokážou spojit vývojovou odvahu s technickou disciplínou. DEVINN ukazuje jednu z možných českých cest – schopnost přemýšlet o vodíku jako o systému.
Pokud má vodík najít pevné místo v české energetice a průmyslu, nebude totiž stačit převzít technologie ze zahraničí. Bude nutné jim rozumět, umět je upravit pro konkrétní provoz, bezpečně je řídit a dlouhodobě optimalizovat. Právě v tom může být česká síla vodíkového vývoje: ne v jedné převratné součástce, ale ve schopnosti poskládat složitý systém tak, aby skutečně fungoval.
Zobrazit všechny
