Vodíkem budeme doma topit i vařit, plánuje EU. Je to bezpečné a vyplatí se to?

Tento díl našeho podcastu o bydlení stavbě a zahradě je trošku netradiční, protože se zabývá vodíkem. Tématem, které je příslibem do budoucnosti a vede k možné klimatické neutralitě, které chce Evropská unie dosáhnout do roku 2050. 

Vodík může nahradit fosilní paliva v mnoha aplikacích a vytápění domácností je jednou z nich. Je to bezpečné? Je to realistické? A vyplatí se to ekonomicky? Na to se Jana Machová zeptala Ing. Valtra Sodomky. Ten v oblasti vytápění a spalinových cest působí již více než 30 let a v poslední době se zaměřuje především na energetické poradenství, odbornou výuku a alternativní možnosti vytápění pomocí spalovacích procesů.

Níže si můžete přečíst odpovědi na otázky, které považujeme za nejzajímavější. Celý díl podcastu, kde se toho dozvíte mnohem více, si můžete poslechnout na přehrávači výše nebo na své oblíbené podcastové aplikaci, kde hledejte "České stavby". 

Vodík nelze těžit nebo čerpat ze země. Není to zdroj energie, ale nositel energie. Nejjednodušší způsob je elektrolýza vody, na 1 kg vodíku je potřeba 9 l vody a 60 kWh elektrické energie. 

Je to tedy energeticky náročný proces, ale je kruhový, teoreticky můžeme vodu používat pořád dokola. Nejlepší elektrolyzéry mají účinnost přes 80 %. Výzkum navíc stále pokračuje. Co se týče ekologické zátěže, rozlišujeme vodík podle toho, jaká energie byla na jeho výrobu využitá. Každý vodík má přiřazenou barvu.

• Zelený vodík – tento vodík EU podporuje, je vyrobený elektrolýzou z obnovitelných zdrojů
• Šedý vodík – vzniká jako odpadní produkt v průmyslových procesech, případně se vyrábí elektrolýzou za použití z neekologických zdrojů
• Růžový vodík – využívá pro výrobu elektřinu z jádra. To je i případ ČR, která tak může využívat elektřinu ze svých elektráren v době mimo energetickou špičku.

Barev pro vodík se v oboru používá více, ale tohle rozdělení je základní.

Zaznamenáváme překotný vývoj. Je to v počátcích, souvisí to s turbulentním vývojem energetiky kvůli politické a bezpečnostní situaci ve světě. Výroba vodíku je u nás zanedbatelná, tzv. zelený vodík se u nás v současné době prakticky neprodukuje. 

Ovšem podpora EU a jednotlivých zemí je značná. Existuje evropský program Ready for hydrogen, EU vodík podporuje opravdu masivně, přijalo se rozhodnutí že do roku 2025 se bude vyrábět milion tun vodíku. Součástí balíčku Fit for 55 byla představa o ročním objemu 10 mil tun neustále se přidávalo, v současnosti je tam uvedeno 20 miliónů tun zeleného vodíku.

Projekty na využití vodíku v okolních státech běží už 5-7 let, my jsme ještě nezačali ani testovací fázi. Např. na Slovensku proběhl projekt, kdy přimíchávali 10 % vodíku do zemního plynu pro jednu obec. U nás něco podobného poběží asi příští rok, protože i u nás začíná být tato oblast podporovaná.

Má nízkou hustotu, 90g/m^3. Výhřevnost je 33 kWh/kg, zemní plyn má něco přes 13 kWh/kg. 

Objemově je to ale něco jiného. Vodík má výhřevnost 3kWh/m³, zemní plyn 10,5 kWh/m³. A rázem má vodík třetinovou výhřevnost vůči zemnímu plynu. Je tedy třeba rozlišovat, zda se hovoří z hlediska hmotnosti nebo objemu. 

Podněty z Evropské unie už existují, firmy na to tedy reagují, protože cítí jistotu k investicím do vývoje. Začínají se objevovat spotřebiče, trubní materiály, vše jde opravdu rychle do komerční podoby. 

V Evropě a hlavně USA už stojí různé „vodíkové domy“, zkušenosti z praxe tedy jsou. Existují země nebo lokality, které mají velké přebytky energie, a tam se vyloženě nabízí její ukládání do výroby vodíku: větru vystavené ostrovy u pobřeží Dánska využívají větrnou energii, pak zde máme státy, kde je velká intenzita slunečního svitu. 

Ano, zejména z hlediska energetického mixu. Diverzifikace zdrojů se nám totiž vyplatí. Vodík, který není tak čistý jako ten, který bychom mohli použít v palivovém článku, můžeme využít ke spálení. Lze ho mixovat se zemním plynem – říká se tomu blend. Do plynu přimícháme až max 30 % vodíku. Blend do 10 % vodíku můžeme využít ve stávající plynové síti.

To je předmětem studií a výzkumu. Víme ale jistě, že kdybychom to plynové sítě přimíchali 10 % vodíku, nezpůsobilo by to žádný problém. Německo chce blendovat vodík už v roce 2025 a Česká republika se bude o něco takového také pokoušet. Hovoří se o blendu kolem 5 %. 

Ano, když část plynu o určité výhřevnosti nahradím vodíkem s mnohem nižší výhřevností, tak se výkon sníží. Máme poznatky z pilotního projektu na Slovensku. U standardního plynového kotle to ale uživatel prakticky nepozná. U ohřevu vody v hrnci se prodloužila doba ohřevu. 

Pokud chceme vodík využívat v energetice, pokud chceme k jeho výrobě používat zelenou a přebytkovou elektrickou energii, musíme ho umět skladovat. Aby to dávalo ekonomický smysl, neměl by být vodík příliš stlačený. Pro rodinné domy se uvažuje o stlačení na 20 MPa, u automobilů to je 70 MPa. 

Když si představíme standardní rodinný domek o 100 m² podlahové plochy a u něj umístěný nějaký skladovací modul o rozměrech 3×3×2 m, pak můžu uskladnit asi 4000 kWh, to není pro běžný provoz dostatečné.

Pokud ale máme dům v nízkoenergetickém standardu se spotřebou 30kWh/m²/rok, už to vystačí na roční spotřebu. A u pasivního domu (15kWh/m²/rok) je to zásoba na 2 roky.

Když si představíme třeba kamionovou dopravu vodíku, na jeden kamion by se vešla dodávka pro 3 takové domy.

Je to tedy vcelku realistická představa a zajistila by plnou energetickou soběstačnost. Takhle dnes fungují zmíněné „vodíkové domy“ v USA.

Ano, vodík hoří mnohem rychleji než zemní plyn. To je tedy věc, která se u spotřebičů řeší: aby nedošlo k zášlehu plamene směrem ke zdroji vodíku.

Ale jinak to není dramatické bezpečnostní riziko. Je to podobné jako u benzinu nebo zemního plynu. Pokud dolévám benzin do sekačky, nebudu to dělat v malé uzavřené místnosti a nebudu u toho kouřit. S vodíkem je to podobné, ovšem díky své nízké hustotě se rychle rozptýlí, nevytváří proto tak snadno nějakou nebezpečnou koncentraci. 

Vodík také není jedovatý, inhaluje se i v některých medicínských postupech, maximálně způsobí legrační změny hlasu.

U obcí je celá státní dotační politika zaměřená na investice. Obce ale potřebují něco, co se po té investici bude dát levně provozovat. Vodík ve smyslu blendu se zemním plynem takovou možnost nabízí. A pokud jde o obec s dobrým přístupem k nestabilním zdrojům energie (slunce, vítr), pak dává smysl tu energii ukládat do vodíku.

U bytových domů se nabízí srovnání s bateriovými úložišti pro ukládání energie z fotovoltaiky. A ještě příměr z automobilů: baterie u elektromobilu váží tunu, u vodíkového 100 kilo. Nádrž na vodík na rozdíl od bateriových úložišť nedegraduje, má pořád stejnou kapacitu. V nějaké formě bychom se takových úložišť energie mohli u novostaveb bytových domů setkat během následujících 2 – 3 let. 

Další díly našeho podcastu, které by vás mohly zaujmout:

• Přežije dřevostavba tornádo? 
• Drahé teplo nesmíme nechat uniknout z domu
• Spánek je věda
• Co vlastně doma dýcháme? O rekuperaci, větrání a vlhkosti
• V pasivním domě si vyvětráte. O mýtech kolem pasivních staveb
• Denní světlo je fyziologická potřeba. O světlovodech
• Vše o kamnech s prezidentem Cechu kamnářů
• O chytré domácnosti
• První krok k energetické soběstačnosti? Úspory