Vodík Richarda Sulíka Plusy a mínusy ministrových vízií

Projekty rozvoja využívania vodíka a vodíkových technológií, ktoré plánuje minister hospodárstva Richard Sulík, majú svojich zástancov aj odporcov. No aj z prostredia, ktoré je fanúšikom využívania tohto zdroja energie, zaznievajú praktické výhrady, resp. upozornenia na prekážky, ktoré môžu v praxi zastaviť aj tie najlepšie vymyslené koncepcie.

Chýbajúca legislatíva, výrobné kapacity na dostatočný objem vodíka, ale aj príslušné zdroje elektriny, ktoré na výrobu vodíka majú slúžiť. To sú hlavné balíky problémov, ktoré pomenúvajú ľudia a firmy zaoberajúce sa vodíkom.

Na minulotýždňovej konferencii o budúcnosti vodíka zároveň Richard Sulík ohlásil, že akčný plán realizácie národnej vodíkovej stratégie sa už v najbližšom období dostane do medzirezortného pripomienkového konania. Podľa ministra hospodárstva by ho vláda mala schváliť najneskôr na začiatku leta.

Práve v tomto akčnom pláne sľubuje vyriešenie viacerých praktických oblastí realizácie vodíkových technológií.

Definitívna podoba zatiaľ nie je známa, hoci už bolo zverejnených niekoľko jeho pracovných verzií, napríklad tu.

Na spomenutej konferencii však jeho štruktúru opísal Ján Weiterschütz, predseda Národnej vodíkovej asociácie Slovenska. Jeho podstatou je tzv. hodnotový reťazec vodíka, teda výroba, distribúcia a spotreba. Štátne investície sú naplánované na takmer 1 miliardu eur do roku 2030, súkromný sektor má pridať 1,5 miliardy. „Potrebujeme súkromnú sféru, ktorá bude investovať. Štát, ktorý tomu dá základné legislatívne rámce a pravidlá. A samosprávu, ktorá bude spolupracovať pri samotnej realizácii, napríklad pri stavebnom konaní,“ hovorí Ján Weiterschütz.

Slovenská inovačná a energetická agentúra vyhlásila na konci marca výzvu, ktorá vyčleňuje z európskych fondov 15 miliónov eur na výrobu zeleného vodíka elektrolýzou z obnoviteľných zdrojov energie.

„Na jeden projekt je možné získať príspevok maximálne 6 miliónov eur. O nenávratný finančný príspevok môžu požiadať fyzické alebo právnické osoby s oprávnením na podnikanie s minimálne 3-ročnou existenciou na trhu,“ píše sa vo výzve. Nenávratný finančný príspevok bude maximálne 60 percent, zvyšných 40 percent musí dodať investor.

Generálny riaditeľ agentúry Peter Blaškovitš pripomenul, že rovnakým spôsobom sa v minulosti postupovalo aj pri elektromobilite, keď sa dotovala nielen výstavba nabíjacích staníc, ale aj kúpa samotných áut. „Na začiatku to zadotujeme, potom sa to už musí živiť samo,“ dodáva Blaškovitš.

Geopolitika a vodík

Využívanie vodíka má aj svoje geopolitické súvislosti. Kým pri fosílnych palivách sme závislí od úzkeho klubu krajín so zväčša autoritatívnymi režimami a pri elektromobilite je zas vo väčšine komponentov dominantná takisto autoritatívna Čína, vodík otvára úplne nové možnosti.

Keďže surovinou je voda, a to aj znečistená či morská, vlastný vodík si môžu vyrábať aj dnes relatívne chudobné krajiny samy. A pri dobrej správe môžu svoju výrobu aj exportovať a tak pomaly bohatnúť. A ak aj Slovensko bude na svoju spotrebu potrebovať viac, ako si samo vyrobí, možnosti diverzifikácie dodávok vodíka sú teoreticky otvorené pre celý svet.

Výroba vodíka

Výroba sa má v začiatkoch sústrediť najmä na využívanie elektrolýzy. Elektrina napájajúca tieto elektrolyzéry by zároveň mala pochádzať z bezemisných obnoviteľných zdrojov – fotovoltiky, vetra, vodných elektrární – takto vyrobený vodík je definovaný ako zelený vodík.

Slovensku sa zároveň podarilo vyrokovať, že podpora z eurofondov môže smerovať aj do vodíka produkovaného elektrinou vyrobenou v jadrových elektrárňach – ten je definovaný ako modrý vodík. Jadrová energia totiž síce nepatrí medzi obnoviteľné zdroje, no má zanedbateľné emisie CO₂. V pláne je do roku 2030 vyrobiť elektrinou z jadra 25-tisíc ton vodíka.

Celková výroba vychádzajúca zo spotreby by do konca tohto desaťročia mala dosiahnuť úroveň 200-tisíc ton. Z toho produkcia zeleného a modrého vodíka by mala byť na úrovni 45-tisíc ton.

K dispozícii je aj vodík z biomasy, ale aj z odpadu. Ten sa získava procesom zvaným pyrolýza. V uzavretom priestore bez prístupu vzduchu sa masa rozloží na jednoduché uhľohydráty a 40 percent uvoľnených plynov tvorí vodík. K tomuto procesu sa dá pripojiť aj tzv. CCS a CCU, teda carbon capture storage alebo carbon capture and utilisation. Ide o zachytávanie uhlíka, ktorý sa dá využiť napríklad pri výrobe plastov.

Výrobou z odpadu sa podľa Weiterschütza zároveň riešia dva problémy – jednak ide o pomerne lacnú výrobu vodíka bez potreby väčšieho množstva elektriny a zároveň sa redukuje množstvo odpadu, ktorý je treba skládkovať.

Distribúcia a spotreba

V prípade distribúcie sa v akčnom pláne ráta v prvom období najmä s nákladnou a železničnou dopravou. Budúcnosť by však podľa Weiterschütza mala smerovať do využitia hustej plynofikačnej siete, ktorú máme po Holandsku druhú najhustejšiu v Európe.

Najprv pôjde o tzv. blending, teda pridávanie vodíka do zemného plynu. Jeho pomer by sa mal postupne zvyšovať a v roku 2050 by sa mal podľa plánu potrubnou sieťou distribuovať 100-percentný vodík.

Predseda predstavenstva SPP Milan Urban v tejto súvislosti poznamenal, že výhrady plynárov, ktoré sa v tejto otázke v minulosti objavili, sú už prekonané. Spoločnosť Eustream chce byť už na prelome rokov 2023/2024 pripravená na prepravu zmesi s 5-percentným obsahom vodíka. Na testovanie blendingu sa pripravuje aj podnik SPP Distribúcia. „Dnes neexistuje na strane plynárenstva odmietavý prístup k vodíku, skôr naopak, plynárenstvo musí vidieť svoju budúcnosť vo všetkých druhoch ekologických plynov,“ vysvetlil Urban dlhodobé perspektívy plynárenského priemyslu.

Na prepravu vodíka potrubím sa pripravuje celá Európa. Okrem dnes existujúcej infraštruktúry na prepravu zemného plynu by mala paralelne vzniknúť aj sieť na prepravu vodíka Hydrogen Backbone.

Pokiaľ ide o spotrebu, najväčším „žrútom“ vodíka je priemysel. Napríklad Duslo Šaľa potrebuje ročne 100-tisíc ton, cementárne potrebujú 250-tisíc ton. Priemysel si dnes vodík vyrába zo zemného plynu – to je tzv. sivý vodík, keďže pri ňom vznikajú emisie CO₂.

Veľkou výzvou je oceliarenský priemysel, kde by uhlík pri redukcii oxidov železa mohol nahradiť vodík. Výslednou emisiou by teda nebol oxid uhličitý alebo oxid uhoľnatý, ale vodná para. Táto technológia je zatiaľ v začiatkoch, v oceliarňach vo švédskom meste Lulea však už existujú experimentálne pece. Tým sa už podarilo realizovať jednu komerčnú dodávku „zelenej“ ocele pre automobilku Volvo.

Z plánovanej výroby zeleného a modrého vodíka – 45-tisíc ton – by sa malo zhruba 10-tisíc ton využiť v doprave. Do roku 2030 by malo vodíkový pohon využívať 1,2 percenta všetkých vozidiel (4000 osobných, 260 autobusov, 600 ťažkých úžitkových vozidiel a 600 ľahkých, komunálne vozidlá). Do priemyslu pôjde 30-tisíc ton a do energetiky, najmä na vykurovanie, 5-tisíc ton.

Štát plánuje do roku 2030 podporiť výstavbu ôsmich čerpacích staníc na stlačený vodík, jednu v každom krajskom meste, a dve na kvapalný vodík. Nákladné vozidlá s nádržami na kvapalný vodík vyvíja napríklad Daimler Mercedes. Ich výhodou je okrem iného polovičný objem nádrže.

Z viacerých aktuálnych porovnaní podľa Juraja Sinaya z Technickej univerzity v Košiciach vychádza, že pri cene do 10 eur za kilogram vodíka je nákladovosť dopravy vodíkovým autom porovnateľná s dieselovými motormi pri súčasných cenách nafty.

Tieto plány však do veľkej miery chladí generálny riaditeľ Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry (SIEA) Peter Blaškovitš.

Na propagáciu vodíkového pohonu chcela SIEA obstarať dva kusy sedanu, dva kusy SUV a dva kusy menšieho úžitkového vozidla. „Čo máme? Dva kusy sedanu. Na SUV a pickup nebola ani predložená ponuka. Chceli sme jeden autobus – bola predložená jedna ponuka, súťaž sme museli zrušiť, lebo nespĺňala podmienky hospodárnosti, takže autobus nemáme,“ vysvetľuje Blaškovitš.

Problém podľa neho nie je len v nedostatku výrobcov, keďže vodíkový pohon sa stále len rozbieha. Aj keď sa objednávka vydarí, dlho trvá dodávka. Na čerpaciu stanicu sa čaká rok a pol, na autobus takmer dva roky.

Väčším optimistom je Juraj Sinay z Technickej univerzity v Košiciach a odborný garant výskumu vodíka na Slovensku.

„Vo všeobecnosti sa to veľmi nevie, ale tých výrobcov je už viacero. Osobné autá vyvíja Toyota, BMW, Stelantis. V nemeckých a holandských mestách už existujú flotily autobusov a komunálnych vozidiel. Mercedes a Volvo spolupracujú na vývoji pohonu pre nákladné autá. Čoskoro budú k dispozícii vlaky na vodík. A napríklad Airbus má vodíkový prototyp pre každú triedu svojich lietadiel, veľkú perspektívu má vodík v lodnej doprave,“ vysvetľuje Juraj Sinay.

Ten je presvedčený, že prístupom k vodíkovej energetike sa Slovensko zaradilo k popredným krajinám, ktoré túto technológiu rozvíjajú, ako sú Nemecko či Holandsko. Spolupracujeme aj s Českou republikou.

Alternatívy k elektrolýze

Branislav Hatala z Výskumného ústavu jadrovej energetiky uvádza, že sa dlhodobo venujú vysokoteplotným reaktorom, ktoré dokážu vodík vyrábať vysoko efektívne. Termochemická cesta má oveľa vyššiu účinnosť ako elektrolýza.

„Keď chceme vyrobiť 200 kiloton, tak potrebuje 9 terawatthodín za rok, Slovensko spotrebúva 30 TWh, čiže jednu tretinu by sme investovali len do vodíka. Jeden náš jadrový reaktor vyrobí 3,7 TW ročne. Takže o takýchto objemoch tu hovoríme,“ vysvetľuje Hatala.

Výrobu vodíka elektrolýzou však považuje Richard Sulík len za prechodné štádium. Ide totiž o náročný proces, pri ktorom dochádza k energetickým stratám. Najprv totiž treba postaviť energetický zdroj, napríklad solárny park, ktorý vyrába elektrinu pre elektrolyzéry, a až tie štiepia vodu na vodík a kyslík.

„Atómové elektrárne nám dávajú aj tepelnú energiu, ktorá dnes smeruje na chladiace veže. Myslím, že to nie je otázka ďalekej budúcnosti, že dokážeme parným reformingom, teda vysokou teplotou, rozkladať tie molekuly vody. Tak vieme využívať aj to ,odpadové‘ teplo, ktoré je násobne vyššie ako elektrický výkon,“ opisuje minister.

Podľa Jána Weiterschütza sa počíta aj s výstavbou malých modulárnych reaktorov, ktoré by produkovali vodík práve parným reformingom.

Vladimír Slugeň z Ústavu jadrového a fyzikálneho inžinierstva Slovenskej technickej univerzity a predseda Slovenskej nukleárnej spoločnosti pripomenul, že v podstate neexistuje bezemisný zdroj energie. Aj výroba komponentov, či už pre solárnu energiu, alebo získavanie vodíka, má svoju emisnú stopu, podobne ako komponenty na výrobu vodíkových či elektrických áut. Dodal, že najnižšiu uhlíkovú stopu má jadrová energia a práve na ňu by sme sa mali sústrediť

„Ešte jedna poznámka k plynárom. Viete, kto má najviac skúseností s vodíkom? Jadrová energetika. Všetky veľké havárie, Fukušima, Černobyľ, Three Mile Island, to boli výbuchy vodíka, ktorý vznikol práve rozkladom pary pri vysokej teplote. Kráter nad Černobyľom nespravili neutróny, ale vodík. Vodík, ktorý sa zmieša so vzduchom, od štyroch percent spôsobuje výbuch. Takže veľké netesnosti na skladoch vodíka hrozia veľkými katastrofami,“ doplnil Vladimír Slugeň.

Ján Weiterschütz reagoval aj na pripomienku o možnom budúcom nedostatku vody pri masívnej produkcii vodíka, keďže na výrobu 1 kilogramu vodíka potrebujeme približne 9 kilogramov/litrov vody. Podľa predsedu Národnej vodíkovej asociácie Slovenska potrebujeme na predpokladanú výrobu prítok 4 kubíky vody za sekundu a to je zhruba objem, ktorý dnes prúdi do Mochoviec na chladenie. Navyše na výrobu vodíka nepotrebujeme čistú či pitnú vodu, surovinu na štiepenie – teda H₂O – máme k dispozícii aj v podobe odpadovej či nijako neupravovanej riečnej vody.

Legislatíva

Na problém pri povoľovacích konaniach a chýbajúcu legislatívu upozornil Ján Kara zo spoločnosti BCF. Tá má so sieťou Benzinol dohodu, že v rámci ich klasických čerpacích staníc postaví 31 čerpacích staníc na vodík.

„Tí úradníci sú úplne stratení. Požiarnici nevedia, čo s tým, na stavebnom úrade nevedia ani to, čo je to vodík, a nie ešte im doniesť európsku vyhlášku, toto si prečítajte, keď ani anglicky nevedia. Takže kedy môžeme očakávať nejakú legislatívu, aby sa s tým dalo reálne robiť a normálne stavebne schvaľovať?“ pýta sa Kara.

Pridal sa aj Juraj Petrovič zo spoločnosti Messer, ktorá má v Bratislave prvú súkromnú komerčnú čerpaciu stanicu na vodík v areáli rafinérie Slovnaft.

„My máme s povoľovaním vodíkových staníc 25-ročné skúsenosti a starosti s tým spojené. A vôbec to neboli čerpacie stanice, boli to obyčajné zásobníky u zákazníkov. Toto je komplexný problém schvaľovania vôbec vodíkovej infraštruktúry ako takej. Uľaví sa nám všetkým, myslím si, že nielen tým, ktorí chcú stavať čerpačky, ale aj tým, ktorí potrebujú len zásobník na vodík niekde v nejakej výrobe,“ vysvetľuje.

Zástupcovia Národnej vodíkovej asociácie potvrdili, že jedným z prvých opatrení v akčnom pláne bude revízia a schválenie potrebnej legislatívy tak, aby úrady vedeli postupovať podľa jasných pravidiel.

Samotný minister hospodárstva Richard Sulík priznáva, že jeho plány sú akýmsi pionierstvom. Začiatkom, ktorý musíme podľa neho podstúpiť, ak sa chceme pripojiť k novorozvíjajúcej sa technológii využívania vodíka. Niektoré projekty sa môžu ukázať ako neperspektívne, niektoré môžu byť vyslovene chybou, ale podľa Sulíka musíme niekde začať: „Chceme to rozbehnúť, chceme naskočiť na tento vlak, ktorý sa pomaly v celej Európe rozbieha. Relevantné výsledky uvidíme možno tak o dve-tri volebné obdobia.“