Mají vodíková auta nižší emise?

29. 6. 2021 6 min. čtení Elektromobilita

Pohon vodíkem se může zdát jako velmi výhodná cesta, kterou by se do budoucna mohly ubírat automobily. Jenže ono to není tak růžové a vodík popravdě zase není až tak úplně ekologický. Jaká mají vodíková auta emise? Dočtete se v našem článku.

Vodík jako takový se dá v automobilech využít dvěma způsoby. Dá se spalovat přímo, což je ten relativně jednodušší. Zážehový motor klasické konstrukce bude namísto benzínu spalovat výbušný plyn, který se vstříkne buď do sání nebo do spalovacího prostoru. Tam ho zapálí jiskra svíčky a následná exploze uvolní energii působící na píst.

Druhou možností je rozklad vodíku v palivovém článku za současného vzniku elektrického proudu, který je akumulován v malé baterii. Ta zásobuje energií elektromotor pohánějící kola vozu. Poměrně prosté, nicméně stále ještě tak trochu v plenkách. Na druhou stranu je to velmi použitelný koncept, který neprodukuje žádné lokální emise. Odpadá navíc někdy zdlouhavé dobíjení, které je zatím největší nevýhodou elektromobilů.

Tak, kde je problém? V samotném vodíku! Než si to rozebereme, tak jen na úvod poznamenám, že nemá asi smysl tu nějak rozpitvávat bezpečnostní aspekty. Ale jakkoliv se může zdát auto, které si s sebou vozí natlakovanou lahev plnou vodíku jako nebezpečné, není tomu tak. Ve skutečnosti je riziko výbuchu naprosto minimální, a to i při narušení nebo destrukci nádrže na vodík (poznámka pro všechny hospodské odborníky - srovnání se vzducholodí Hindenburg je opravdu absolutně nesmyslné a argumentačně slabé).

Energie

V článku budu dost často používat slovo "energie". Má to prostý důvod - energie se totiž jen tak nevezme odnikud za dobré slovo. Zákon o zachování energie nám říká, že ji nemůžeme nijak vyrobit ani zlikvidovat, ale pouze přeměnit na jiný druh energie. A to je právě ono - abychom třeba rozjeli auto, musíme přeměnit energii ukrytou v ropě, abychom vyrobili elektřinu, musí elektrárna spálit nějaké palivo a tu elektrárnu musí někdo postavit. Což stojí další energii... A v dnešním světe je přeměna energie vždy spojena s emisemi. Proto kdykoliv je v článku energie zmíněna, je to spojeno s nějakým druhem emisí. Emisí, které jsou hlavním důvodem, proč se vůbec lidstvo zabývá alternativními palivy...

Problém první - výroba

V námi známém vesmíru je vodík jako prvek dost běžný. Vlastně tvoří 80-90 % všech atomů, což z něj dělá naprostou jedničku mezi atomy, co se týče počtu. Bohužel se jedná v drtivé většině případů o vodík vázaný, čistý se vyskytuje velmi, velmi vzácně, proto si ho musíme vyrábět. A tady je dost zásadní problém. Výroba čistého vodíku sežere dost energie. Už začátek celého řetězce od vzniku vodíku, až po jeho přeměnu na kinetickou energii, se tedy neobjede bez emisí. Ano, v ideálním světě podle ekoaktivistů, kde je veškerá energie naprosto čistá, tento problém odpadá. Jenže čistá energie = dost drahá energie. Navíc čistá energie je jen mýtus. I ty fotovoltaické panely musí někdo z něčeho vyrobit...

Problém druhý - transport

Pokud tedy překousneme problém výroby, máme tu otázku přepravy čistého vodíku na čerpací stanice. Přeprava vodíku za běžného atmosférického tlaku je velice neefektivní, proto je nutné ho stlačit a ideálně ochladit (při stlačování plynů roste teplota, což u vodíku tak úplně nechcete). Takže potřebujeme nějaké auto, které zvládne přepravit vysoce stlačený plyn (na hodnotu minimálně kolem 200 barů, což odpovídá tlaku zhruba 200 metrů vodního sloupce). A tady už je třeba další porce energie na to, abychom vodík do cisterny v této podobě dostali. Pokud budeme počítat s vodíkem v tekuté podobě, tak je třeba vzít v potaz, že energeticky nejnáročnějším procesem je přeměna skupenství. V tomto případě je nutné ochlazení na -253 °C, aby vodík zkapalněl. Což nám schramstne kolem 40 % energie, jako má vodík, který zkapalňujeme. Následně se těžký nákladní vůz vydá na cestu, což s sebou nese další spotřebu energie/paliva.

Jsou sice koncepty a již vyzkoušené způsoby, jak by se vodík dal transportovat na větší vzdálenosti pomocí speciálního potrubí, ale i to má své slabiny. Když pomineme bezpečnostní faktor, tak je tu ten ekonomický - vybudovat nějakou solidní rozvodnou síť sežere nepředstavitelné množství financí (a energie). Evropská páteřní síť by musela mít kolem 40 000 kilometrů, což vyjde podle odhadů na 43-81 miliard eur. Jedná se o odhady, reálně to nakonec může dopadnout jako s tunelem Blanka. Finance na takový projekt samozřejmě bude třeba někde vzít. Hádejte kde!

Problém třetí - infrastruktura

Dobře, dejme tomu, že jsme vodík vyrobili, narvali ho do tlakové nádoby a řidič cisterny je připraven vyrazit. Kam pojede? Aktuálně máme v České republice podle webu h2stations.org celou jednu vodíkovou čerpací stanici a dalších pět je ve výstavbě. O něco líp je na tom Německo, ale ani tam se hustota vodíkových čerpacích stanic absolutně nedá srovnávat s těmi benzinovými. Vybudování vodíkových čerpaček samozřejmě zbaští neuvěřitelné množství energie a financí. Opět tyto náklady budou samozřejmě na někoho přeneseny.

Vyplatí se to?

Ne! Pohánět auta vodíkem se skutečně nevyplatí. Spalovací motory zabíjí jejich mizerná efektivita (v lepších případech kolem 30 %) a emise. Na jejich místo se derou elektromobily a v menšině zůstává pohon vodíkem. Ze srovnání vychází daleko lépe elektřina:

  • Její výrobní a distribuční síť je hotová. Stačí ji pouze posílit, bude-li to nutné.
  • Tankování je možné doslova z každé zásuvky, veřejné nabíjecí stanice se dají budovat relativně levně a ve srovnání s vodíkem za zanedbatelné náklady. Navíc elektřina se dá velice snadno skladovat i přenášet, je možné ji vyrábět lokálně.
  • Elektromobily se neustále zlevňují s tím, jak se více a více vyrábí. Vodíková auta jsou pořád ještě dost drahá a reálně je jejich zlevnění zatím v nedohlednu.

Abychom si tedy odpověděli na otázku z titulku článku: vodíková auta mají sice nižší emise, ty jsou prakticky nulové. Jenže pouze lokálně. Emise sekundární a terciální jsou naopak hodně vysoké a pokud by chtěla Evropa fungovat ve větším měřítku s vodíkovými auty, ještě hodně, hodně emisí by to stálo. V tuhle chvíli tedy lze konstatovat, že čistá vodíková auta jsou mýtus.

Zdroj médií: Toyota
Jakub Mokříš

Autor článku
Kuba má rád praktická auta, která dávají smysl, ale i ta, která moc smysl nedávají a dělají primárně radost. Sám na nich něco málo udělá, ale složitější úkoly raději přenechá profíkům.

Podobné články

Chcete zdarma dostávat prémiový obsah, zajímavé nabídky a akce do svého e-mailu?