V poslednom čase sa veľa hovorí o urýchlení prechodu na nefosílne energetické médiá, ktoré by nielenže zabezpečili našu nezávislosť na ruskej rope a zemnom plyne ale zároveň by naplnili naše ciele súvisiace s výrazným znížením uhlíkovej stopy (o 55%) do roku 2030 a dosiahnutím uhlíkovej neutrality do roku 2050. Jednou z možností je i vodík. Vodík je najľahším a zároveň najrozšírenejším prvkom. V súčasnosti sa o ňom čoraz častejšie hovorí ako o palive budúcnosti, ktoré nám môže pomôcť nielen pri dekarbonizácii priemyslu, energetiky, stavebníctva ale aj dopravy. Už dnes ho vieme využiť ako surovinu, palivo alebo na prenos a skladovanie energie. O jeho možnostiach výroby a využití na Slovensku sme sa rozprávali s Dr. h.c. mult. prof. Jurajom Sinayom, DrSc., koordinátorom vodíkových technológii v Slovenskej republike.
V súčasnosti sa pripravuje na schválenie vo Vláde SR Akčný plán – Opatrenia na úspešnú realizáciu Národnej vodíkovej stratégie (NVS). Kedy vznikla myšlienka vypracovať NVS a čo všetko sa skrýva za akčným plánom?
Po nástupe podpredsedu vlády a ministra hospodárstva Richarda Sulíka do funkcie 21. marca 2020 som mal možnosť stretnúť sa s pánom ministrom. V priateľskom rozhovore sme otvorili tému mobility budúcnosti. Spomenuli sme aplikácie vodíkových technológie práve pre využitie v doprave v širšom slova zmysle, teda tak v osobných vozidlách, ako aj v nákladných a úžitkových autách, autobusoch a vlakoch. To znamená v kontexte, v akom je spolu s priemyselným a energetickým využitím vodík vnímaný vo vyspelých krajinách EÚ s cieľom aktívne prispievať k dekarbonizácii spoločnosti, pri zohľadnení Parížskej dohody, ktorej signatárom je aj Slovenská republika.
Pánovi ministrovi som naznačil, že na Strojníckej fakulte (SjF), TU v Košiciach (TUKE) sa vodíkovým technológiám venuje dlhodobo pozornosť. Na Katedre bezpečnosti a kvality produkcie SjF TUKE, ktorú som mal česť viesť, bol v roku 2012 navrhnutý a neskôr aj realizovaný projekt automobilu s vodíkových pohonom v spolupráci s Centrom pre energetiku VŠB TU v Ostrave. Vodíkové auto bol v tom čase prelomovým riešením, získalo ocenenia na strojárskych veľtrhoch v SR a v ČR. V rámci riešenia projektu VUKONZE na TUKE v rokoch 2010 až 2014, za ktorého riešenia som bol z pozície prorektora TU zodpovedný, vzniklo na Katedre energetickej techniky SjF laboratórium pre výskum výroby a uskladnenia zeleného vodíka. V obidvoch prípadoch išlo o realizáciu pilotných projektov v rámci SR bez toho, že by riešitelia predpokladali, že v roku 2020 dôjde k intenzívnemu rozvoju možností využitia vodíka v rôznych oblastiach priemyslu.
Pán minister Sulík prišiel na SjF TUKE v máji 2020. Počas trojhodinovej diskusiu so všetkými zainteresovanými, nielen z TUKE ale aj z UPJŠ v Košiciach a SAV, navrhol tri strategické ciele. Prvým cieľom bolo vypracovanie Národnej vodíkovej stratégie pre Slovenskú republiku s prívlastkom „Pripravení na budúcnosť“. V súvislosti s prípravou EXPO 2020 vznikla myšlienka – ako druhý cieľ - pripraviť ako exponát osobné auto z produkcie slovenského výrobcu, a neskôr aj autobus s vodíkovým pohonom, v ktorom budú použité metalhydridové zásobníky, vyvinuté na SjF TUKE. Tretí cieľ bolo založenie Centra výskumu vodíkových technológii v Košiciach. Splnenia aj tohto tretieho cieľa sa predpokladá do konca roku 2022.
Vypracovaniu Národnej vodíkovej stratégie predchádzalo schválenie Národnej vodíkovej stratégie Spolkovej republiky Nemecko 10. júna 2020 ako aj Vodíkovej stratégie pre klimaticky neutrálnu Európu v Európskej komisii 8. júla 2020.
Pracovná skupina pre vypracovanie NVS začala svoju prácu v auguste 2020 s cieľom pripraviť jej text na prerokovanie slovenskej vlády najneskôr do konca júna 2021. Po množstve odborných konzultácii s odborníkmi z rôznych oblasti priemyslu, zamestnávateľských zväzov a združení, akademickej a vedeckej obce vzala Vláda SR 26. júna 2021 stratégiu na vedomie. Zároveň poverila ministra hospodárstva vypracovaním Akčného plánu, ktorý bude definovať opatrenia pre úspešnú realizáciu NVS v podmienkach SR.
V cestovnej mape opatrení na dosiahnutie uhlíkovej neutrality uvádzate jeden z cieľov získavanie informácií o reálnych potrebách vodíka pre jeho využívanie v národnom hospodárstve vrátane mapovania potenciálnych zdrojov. Prečo je taký postup dôležitý?
Cieľom je presnejšie definovať potreby vodíka pre naplňovanie potrieb Slovenska do roku 2030 s perspektívou do roku 2050 s cieľom týmto potrebám prispôsobiť aj objem jeho výroby. Na začiatku je pre efektívnu realizáciu opatrení definovaných v AP je potrebné poznať súčasný stav pri využívaní vodíka v priemyselných technológiách vo firmách v SR. V tejto súvislosti boli identifikované štyri subjekty v SR, ktoré využívajú vodík v najväčšom množstve. Ide o Duslo Šaľa, U. S. Steel Košice, Slovnaft v Bratislave a Fortischem v Novákoch.
V blízkej budúcnosti budú všetky relevantné spoločnosti oslovené na poskytnutie aktuálnych údajov o plánovanej výrobe resp. spotrebe vodíka v krátkodobom horizonte do roku 2030 s výhľadom do roku 2050. Údaje budú slúžiť pre správne nastavenie priorít rozvoja vodíkového ekosystému v SR.
Jedným z opatrení uvedených v akčnom pláne je analýza súčasnej legislatívy pre vodíkové technológie. Je asi prirodzené, že legislatíva zvykne dobiehať technologický vývoj. Aké legislatívne opatrenia navrhujete, aby sa zjednodušili povoľovacie procesy pre vodíkové technológie?
Cieľom autorov akčného plánu je motivovať firmy aj iné organizácie na využívanie vodíka a nie ich, v dôsledku nepotrebnej byrokracie, demotivovať. Preto vznikla pracovná skupina pre vypracovanie resp. prevzatie záväznej (zákony) ako aj nezáväznej legislatívy (normy) z prostredia EÚ pre bezproblémové využívanie vodíka na Slovensku. Iniciatívu pre normy prevzal Úrad pre normalizáciu, meranie a skúšobníctvo SR (UNMS). Národná vodíková asociácia Slovenska (NVAS) bude spolu s relevantnými ministerstvami garantovať prevzatie relevantných zákonov do legislatívy SR.
Už v súčasnej dobe spolupracuje UNMS aj NVAS s odborníkmi z inštitúcii, ktoré majú s využívaním vodíkových technológii skúsenosti a presne vedia, aké medzery sú v slovenskej legislatíve a čo treba riešiť najskôr. Akčný plán definuje opatrenie na tieto aktivity, ako jednu z naliehavých úloh tak, aby sa procesy na zavádzanie vodíkových technológii zjednodušili.
Veľa sa hovorí o takzvanom sivom, modrom či zelenom vodíku, v súvislosti so základnou surovinou (zemný plyn, voda a obnoviteľná zdroje) a technológiou použitou pri jeho výrobe. Akú technológiu pre výrobu vodíka uprednostní Slovensko už aj v súvislosti s vojnou na Ukrajine? Urýchli to vývoj výroby najmä zeleného vodíka z nefosílnych palív pomocou bezuhlíkových technológií (napr. vysoko účinné kapilárne napájané elektrolyzéry) za pomoci elektriny vyrobenej výlučne z obnoviteľných zdrojov, resp. za pomoci jadra?
Akčný plán vychádza z predpokladu, že v prvej etape, do roku 2030, bude bilancia výroby vodíka a jeho spotreby v SR vyrovnaná. Nepredpokladá sa, že by SR bola výraznejším exportérom príp. importérom vodíka. Avšak urýchlené vybudovanie európskej vodíkovej transportnej siete (European Hydrogen Backbone), jej napojenej na budúce vodíkové terminály v európskych prístavoch, spolu s výrobou vodíka v obnovenej Ukrajine by mohli zabezpečiť dostatok cenovo dostupného zeleného vodíka aj pre objemovo náročnejších spotrebiteľov v SR už v tejto dekáde. V tejto súvislosti je treba uviesť, že v budúcnosti sa bude využívať predovšetkým zelený vodík, vyrobený s využitím elektriny z obnoviteľných zdrojov energie a v prechodnom období aj modrý vodík. Ten sa vyrába z elektriny, pri výrobe ktorej možno znižovať objem emisií oxidu uhličitého (CO2), na Slovensku ide najmä o elektrinu z jadra. V súčasnosti využívaný vodík sa označuje ako sivý vodík, keďže sa vyrába pomocou elektriny vyrobenej z fosílnych zdrojov.
Pri zohľadnení takejto stratégie je možné predpokladať, že vojna na Ukrajine nebude mať v najbližšom období významnú úlohu pri objemoch domácej výroby vodíka aj keď sa nedá vylúčiť, že sa bude pomerne rýchlo meniť zloženie energetického mixu. Cieľom Slovenska bude znížiť závislosť na fosílnych palivách dodávaných s Ruska, čo značí pre výrobu vodíka predovšetkým zemný plyn. Tento trend by pozitívne ovplyvnil podporu výroby vodíka v SR.
Akčný plán predpokladá výrobu zeleného príp. modrého vodíka pomocou elektrolyzérov predovšetkým z využitím elektriny OZE a elektriny z jadrových zdrojov. Súčasne vytvára podmienky aj pre výrobu zeleného a modrého vodíka spracovaním biomasy a komunálneho odpadu.
Rozvoj technológií na výrobu zeleného vodíka závisí aj od schopnosti vyrábať elektrickú energiu z obnoviteľných zdrojov či jadra. Kde a v akom časovom horizonte sa na Slovensku plánuje budovanie týchto zariadení?
Slovenská republika sa žiaľ nevyznačuje vysokým potenciálom využívania OZE (predovšetkým solárne a veterné zdroje energii) pre výrobu „zelenej“ elektriny. Tento stav by mohla zlepšiť novela zákona o OZE ako aj ďalšie revidované legislatívne rámce. Na druhej strane je možnosť využitia jadrovej energetiky na získavanie dostatočného množstva elektriny efektívna (Mochovce, Jaslovské Bohunice).
V tomto kontexte je súčasťou Akčného plánu aj opatrenie, ktoré definuje takzvané ostrovné riešenia pre využívanie OZE na výrobu vodíka, v mieste jeho predpokladanej spotreby. Cieľom je vytvárať štruktúry pre energetické využitie vodíka pre jeho spotrebiteľov v uzatvorenom cykle, kde sa nebude predpokladať vysoký požadovaný výkon tak v oblasti jeho výroby ako aj spotreby.
Realizácia prvých projektov takého typu sa predpokladajú v polovici roku 2023. Využívanie elektriny z jadra sa môže začať prakticky okamžite.
S výrobou vodíka úzku súvisí jeho preprava k spotrebiteľom a jeho uskladnenie. Vieme pre jeho distribúcii, po potrebnej úprave, využiť existujúcu distribučnú sieť pre zemný plyn, resp. jej časť?
Pred niekoľkými týždňami sa uskutočnil rokovania správcov sieti pre prepravu zemného plynu v niektorých krajinách EÚ s cieľom definovať ich potenciál pre prepravu zmesi zemného plynu s vodíkom alebo čistého vodíka. Slovensko zastupovala spoločnosť Eustream. Výsledky rokovaní naznačili, že krajiny sú pripravené hľadať spoločné riešenia na úpravu súčasných sietí, pričom sa konštatovalo, že pre ich reálne využitie bude potrebné vykonať úpravu tak, aby bolo možné prepravovať vodík s čo najnižšími stratami.
Akčný plán predpokladá realizovanie úpravy vymedzenej prepravnej a distribučnej plynovej infraštruktúry v SR tak, aby bolo možné preveriť jej funkčnosť skôr, ako by sa pripravili projekty na jej komplexnú úpravu.
Ako si máme predstaviť využívanie vodíka v doprave? Dotkne sa to podľa vás skôr osobnej, alebo nákladnej dopravy?
V súčasnosti bolo vypracovaných množstvo štúdii pre využívanie vodíka v doprave. Tieto snahy vychádzajú z toho, že doprava je významným zdrojom vzniku emisii CO2 (v roku 2018 zhruba 18 % celkových emisií CO2). Významní výrobcovia dopravnej techniky uviedli na trhy automobily s vodíkovým pohonom, pričom sa v podstate jedná o elektrický pohon s tým, že elektrina pre napájanie elektromotorov je vyrobená na „palube“ automobilu pomocou palivových článkov. Súčasný stav poznania naznačuje, že hlavnou oblasťou pre využitie takejto koncepcii pohonov budú nákladná a úžitkové automobily, čiastočne autobusy, určite vlaky a lode. Zaujímavé je, že firma Airbus predstavila vodíkové alternatívy využitia vodíkových pohonov pre celú flotilu ňou vyrábaných lietadiel.
Pre bežné osobné automobily sa ukazuje, že v súčasnosti sú, hlavne pre krátke vzdialenosti, efektívnejšie elektromobily s batériovým zdrojom elektriny. Istý potenciál pre túto skupinu sa ukazuje pre prepravu na väčšie vzdialenosti vzhľadom na dlhší dojazd súčasných koncepcii vodíkových pohonov.
Podľa dostupných zdrojov sa uskutočňuje v uvedených koncernoch intenzívny výskum pre využitia vodíka aj v súčasných koncepciách spaľovacích motorov. Ich aplikácie v automobiloch je však možné očakávať až po roku 2030.
V súvislosti s využívaním vodíka v doprave je však dôležité vybudovanie infraštruktúry čerpacích staníc na vodík. Akčný plán predpokladá vybudovanie 3 čerpacích staníc na vodík v roku 2022 (v súčasnosti sú v SR dve stanice, jedna je pojazdná), 8 do roku 2025 a 25 do roku 2030. Pokiaľ sa bude skutočne takto navrhnutá sieť čerpacích staníc realizovať budú vytvorené podmienky pre intenzívnejšie využívanie rôznych druhov mobilnej techniky v podmienkach Slovenskej republiky.
