V Evropě se má v nejbližších letech masivně využívat takzvaný zelený vodík, nástup je ale zatím pomalejší, než se čekalo. Podle analýzy České vodíkové technologické platformy jsou za tím vysoké ceny elektrolyzérů, náklady na jejich nasazení v suchozemských státech a celkově příliš přísná evropská regulace.
Vodík v blízké budoucnosti nahradí část zemního plynu v průmyslu a energetice. Význam nalezne i v nákladní dopravě, v letectví ve formě kapalných e-paliv, ale i v námořní přepravě ve formě metanolu či čpavku. V současnosti se většina vodíku na světě vyrábí ze zemního plynu, a to metodou parního reformingu. V České republice se pak vodík vyrábí především z ropných zbytků, vzniklých při zpracování konvenčních paliv.
Aby však byl přínos vodíku relevantní i z klimatického hlediska, musí být vyráběn s co nejmenšími emisemi skleníkových plynů. Evropská unie proto v roce 2023 definovala pravidla jeho výroby. Ta stanovují, že na 1 kilogram vyrobeného vodíku může být do ovzduší vypuštěno maximálně 3,38 kilogramů CO2 (to je přibližně 3x menší množství CO2, než které vzniká při výrobě pomocí parního reformingu).
Takto vyrobený vodík je definován buď jako obnovitelný, nebo jako nízkouhlíkový. Obnovitelný vodík je vyráběn elektrolýzou vody pomocí elektřiny z obnovitelných zdrojů energie. Nízkouhlíkový vodík je vyráběn z fosilních paliv. Jeho emise CO2 jsou však nižší než při výrobě konvenční metodou – jsou například zachytávány a uskladňovány pod hladinou moře v geologických formacích.
„Konkrétní pravidla pro obnovitelný vodík byla dojednána v roce 2023, ta pro nízkouhlíkový vodík budou definována letos, tedy v roce 2025. Faktem však je, že před dvěma lety byla schválená pravidla pro výrobu obnovitelného vodíku nastavena příliš striktně a očekávala masové nasazení vodíkových technologií již v současnosti. To se ovšem neděje, a lze to očekávat až v příští dekádě,“ upozorňuje Veronika Vohlídková, členka představenstva a výkonná ředitelka České vodíkové technologické platformy (HYTEP).
Za zpoždění mohou vyšší ceny
Problém je, že cena zeleného vodíku je zatím vyšší než předpokládala evropská vodíková strategie z roku 2020. Totéž pak platí o elektrolyzérech, tedy zařízeních pro výrobu vodíku z elektřiny, jejichž cena se od roku 2019 víc než zdvojnásobila. U nich je pak — zejména ve středoevropských podmínkách — potřeba započítat i další související náklady. “Jen menší část ceny elektrolyzéru tvoří jeho „srdce“, takzvaný svazek, kde se štěpí molekuly vody na vodík a kyslík. Většinu investiční ceny elektrolyzéru vytváří jeho okolní technologické zařízení jako předúprava vody, řídicí systém, výkonová a řídicí elektronika či instalační práce nebo systém skladování vyrobeného vodíku,“ vysvětluje Jan Sochor, senior analytik České vodíkové technologické platformy (HYTEP).
Elektrolyzéry tak zatím masivně nepřibývají. Ještě před dvěma lety přitom byly obavy z přesně opačného scénáře: že jich masivně přibude a začnou nadměrně spotřebovávat elektřinu z obnovitelných zdrojů, která pak ale bude chybět v síti. Proto evropské orgány přijaly další pravidla, například to, že elektrolyzér musí odebírat elektřinu z obnovitelných zdrojů maximálně tři roky starých. To mělo zajistit, že se spolu se zařízeními na výrobu vodíku budou instalovat i nové solární a větrné elektrárny. Navíc platí, že se elektrolyzér musí párovat s obnovitelným zdrojem v jedné nabídkové zóně, v Česku tak není možné vyrábět vodík z bezemisní elektřiny např. z Rakouska.
Pravidla chtějí docílit toho, aby elektrolyzér využíval jen elektřinu z nově vybudovaných obnovitelných zdrojů energie. A zároveň i toho, aby byl obnovitelný vodík vyráběn pouze v momentech, kdy tyto zdroje produkují elektřinu. Výrobce obnovitelného vodíku musí rovněž průměrovat emise z veškeré spotřebované elektřiny v rámci stejného měsíce a veškerý vyráběný vodík nesmí překročit limit 3,38 kg CO2 na 1 kg vodíku. Pokud tento limit výrobce překročí, nemůže žádný vodík vyrobený v daném měsíci vykázat jako obnovitelný.
Česko brzdí i “špinavý” energetický mix
Elektrizační soustavy s vyšší emisní stopou, jako je ta v ČR, mají proto při výrobě obnovitelného vodíku komparativní nevýhodu oproti státům s příznivějšími klimatickými podmínkami. Naopak výhodu mají regiony, kde je buď velké množství offshorových elektráren či vodních zdrojů, či tam, kde je dostatečná kombinace větrných a solárních elektráren s dobrými klimatickými podmínkami. „Česká republika bohužel spadá mezi země, pro které jsou současná pravidla Evropské komise pro výrobu obnovitelného vodíku problematická. Solární energetika u nás sice roste solidním tempem, ale větrné elektrárny jsou i nadále marginálním zdrojem. Větrné elektrárny totiž kromě relativně nízké výnosnosti, v porovnání například s offshorovými v Severním moři, trpí i odporem veřejnosti, což má za následek jejich nízké rozšíření. Není výjimkou, že výstavba jediného větrného zdroje u nás zabere i déle než 10 let, což se negativně propisuje do výsledné ceny vyráběné elektřiny,“ popisuje analytik Sochor.
Proč je dostatečná kapacita OZE nebo stabilnější zdroj zelené elektřiny (offshorové elektrárny nebo vodní zdroje) pro výrobu obnovitelného vodíku klíčový? Zvyšuje utilizaci, tedy využití elektrolyzéru v rámci celého roku. Pouze elektřina z fotovoltaických elektráren pro výrobu obnovitelného vodíku v určitých částech roku nestačí, a musí být doplněna i o elektřinu z jiných typů OZE. V České republice je však složité zajistit kontrakt na nákup elektřiny z větrného zdroje – v mnoha státech EU to takový problém není.
Reálná cena výroby obnovitelného vodíku bez dotace se proto v ČR pohybuje okolo 15 € za kilogram, zatímco například ve Španělsku je tato cena i poloviční. Přitom každých 500 hodin plného využívání elektrolyzéru navíc snižuje výslednou cenu vyrobeného obnovitelného vodíku až o 0,8 € za kilogram. Čím dražší je tedy investiční cena elektrolyzéru, tím více je jeho utilizace klíčová pro nižší výslednou výrobní cenu vodíku.
Platforma navrhuje reformu evropských pravidel
Současná pravidla Evropské komise pro výrobu obnovitelného vodíku podle analýzy HYTEP utilizaci elektrolyzérů výrazně snižují. Výrobce obnovitelného vodíku je nucen vyrábět vodík buď pomocí elektřiny z přímo připojeného obnovitelného zdroje energie, nebo z OZE, se kterým uzavřel PPA kontrakt (Power Purchase Agreement; dlouhodobou smlouvu zajišťující dodávky za elektřiny za předem stanovených podmínek). Výrobce obnovitelného vodíku má tak fakticky zkomplikovanou možnost využívat výkyvů cen elektřiny na denním trhu k nákupu co nejlevnější elektrické energie, která je levná v momentech vysoké produkce z OZE.
„Evropská komise má regulaci pod kontrolou, může jí kdykoliv znovu otevřít a pravidla kdykoliv zrevidovat. Pravidla by rozhodně měla reflektovat fakt, že v krátkodobém horizontu nelze očekávat masivní rozšíření výroben obnovitelného vodíku kvůli jeho vysoké ceně, a to i pokud je vyráběn bez jakýchkoliv pravidel. Z toho důvodu ani nelze očekávat markantní navýšení poptávky po zelené elektřině pro tento sektor, která by ubírala využití elektřiny napřímo. Vyšší flexibilita pravidel pro výrobu obnovitelného vodíku navíc může pomoci konkurenceschopnosti všech členských států a ukázat, že Evropa se ze svých chyb umí poučit,“ upozorňuje výkonná ředitelka Veronika Vohlídková.
Česká vodíková technologická platforma (HYTEP) navrhuje šest změn pravidel, která zaručí legislativní jistotu a zároveň pomohou narovnat striktní evropskou regulaci. Mezi ně patří posunutí nástupu pravidla adicionality až po roce 2030 (pro přímé napojení) a 2035 (pro PPA kontrakty), včetně umožnění využívání elektřiny i z investičně či provozně podpořených obnovitelných zdrojů energie.
Dalším návrhem je ustálení měsíční korelace natrvalo, nebo posunutí hodinové korelace až po roce 2035. Mezi další požadavky patří možnost vyrábět obnovitelný vodík z nezasmluvněné elektřiny ze sítě kdykoliv, kdy cena elektřiny klesne na denním trhu pod úroveň 20 € za MWh a umožnění uzavírat PPA kontrakty bez dodatečných pravidel mezi elektrolyzérem a OZE v sousední nabídkové zóně.
