Revoluce palivových článků: Jak vodíková energie mění dopravu, energetiku a technologie v roce 2025

Palivové články se přesunuly z laboratoří do centra pozornosti v revoluci čisté energie. V roce 2025 získává energie z vodíku bezprecedentní dynamiku napříč průmyslovými odvětvími. Tato zařízení vyrábějí elektřinu elektrochemicky – často s využitím vodíku – s nulovými emisemi z výfuku (pouze vodní pára) a vysokou účinností. Všechny hlavní ekonomiky nyní považují palivové články za klíčové pro dekarbonizaci sektorů, které jsou pro baterie a síťovou energii obtížně dosažitelné. Vlády zavádějí vodíkové strategie, firmy investují miliardy do výzkumu, vývoje a infrastruktury a vozidla i energetické systémy na palivové články se objevují na trhu v rostoucím počtu. Tato zpráva poskytuje podrobný pohled na současnou situaci v oblasti palivových článků, pokrývá hlavní typy palivových článků a jejich využití v dopravě, stacionární výrobě energie a přenosných zařízeních. Přinášíme přehled nedávných technologických inovací, které zlepšují výkon a snižují náklady, hodnotíme dopad na životní prostředí a ekonomickou proveditelnost palivových článků a mapujeme nejnovější trendy na trhu, politiku a vývoj v odvětví po celém světě. Zahrnuty jsou i pohledy vědců, inženýrů a lídrů průmyslu, které zdůrazňují jak nadšení, tak i výzvy na další cestě.

Palivové články nejsou novým nápadem – rané alkalické jednotky pomáhaly pohánět vesmírné lodě Apollo – ale nyní jsou konečně připraveny na masové rozšíření. Jak poznamenala Dr. Sunita Satyapal, dlouholetá ředitelka vodíkového programu amerického ministerstva energetiky, v rozhovoru v roce 2025: vládou podporovaný výzkum a vývoj umožnil více než „1000 amerických patentů… včetně katalyzátorů, membrán a elektrolýzérů,“ a vedl k hmatatelným úspěchům, jako je „asi 70 000 komerčních vysokozdvižných vozíků na vodíkové palivové články v provozu u velkých firem, jako jsou Amazon a Walmart“, což dokazuje, že cílené financování „může podpořit průlom na trhu.“ innovationnewsnetwork.com Dnešní palivové články jsou účinnější, odolnější a cenově dostupnější než kdy dříve, přesto však přetrvávají překážky. Náklady, vodíková infrastruktura a životnost jsou stále „jednou z největších výzev“ podle Satyapal innovationnewsnetwork.com, a skeptici poukazují na to, že pokrok někdy zaostával za očekáváním. Přesto díky silné podpoře a inovacím palivový článek zažívá významný růst a optimismus, čímž se vytváří základ pro budoucnost poháněnou vodíkem. Slovy hlavního inženýra Toyoty pro vodík: „Tato cesta nebyla snadná, ale je to ta správná cesta.“ pressroom.toyota.com

(V následujících sekcích prozkoumáme všechny aspekty revoluce palivových článků s aktuálními daty a citacemi odborníků z celého světa.)

Hlavní typy palivových článků

Palivové články existují v několika typech, z nichž každý má jedinečné elektrolyty, provozní teploty a nejvhodnější aplikace energy.gov. Hlavní kategorie zahrnují:

• Palivové články s protonvým výměnným membránou (PEMFC) – Také nazývané palivové články s polymerní elektrolytickou membránou, PEMFC používají jako elektrolyt pevnou polymerní membránu a katalyzátor na bázi platiny. Pracují při relativně nízkých teplotách (~80°C), což umožňuje rychlý start a vysokou hustotu výkonu energy.gov. PEM palivové články vyžadují čistý vodík (a kyslík ze vzduchu) a jsou citlivé na nečistoty, jako je oxid uhelnatý energy.gov. Jejich kompaktní, lehká konstrukce je činí ideálními pro vozidla – ve skutečnosti PEMFC pohánějí většinu dnešních vodíkových aut, autobusů a nákladních vozů energy.gov. Výrobci automobilů strávili desetiletí vylepšováním technologie PEM, snižováním množství platiny a zvyšováním životnosti.
• Palivové články s pevnými oxidy (SOFC) – SOFC používají tvrdý keramický elektrolyt a pracují při velmi vysokých teplotách (600–1 000°C) energy.gov. To umožňuje vnitřní reformování paliv – mohou fungovat na vodík, bioplyn, zemní plyn nebo dokonce oxid uhelnatý, přičemž tyto paliva převádějí na vodík interně energy.gov. SOFC mohou dosáhnout ~60% elektrické účinnosti (a >85% v režimu kombinované výroby tepla a elektřiny) energy.gov. Díky vysoké provozní teplotě nepotřebují drahé kovové katalyzátory energy.gov. Extrémní teplo však znamená pomalý start a materiálové výzvy (tepelné namáhání a koroze) energy.gov. SOFC se primárně používají pro stacionární výrobu energie (od jednotek o výkonu 1 kW až po vícemegawattové elektrárny), kde je jejich flexibilita paliva a účinnost velkou výhodou. Společnosti jako Bloom Energy nasadily SOFC systémy pro datová centra a energetické společnosti a v Japonsku jsou desítky tisíc malých SOFC v domácnostech pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny.
• Palivové články s kyselinou fosforečnou (PAFC) – PAFC používají jako elektrolyt kapalnou kyselinu fosforečnou a obvykle platinový katalyzátor. Jedná se o starší, „první generaci“ technologie palivových článků, která se stala první komerčně využívanou pro stacionární použití energy.gov. PAFC pracují při teplotách ~150–200 °C a jsou tolerantnější vůči nečistému vodíku (např. získanému reformováním zemního plynu) než PEMFC energy.gov. Byly použity ve stacionárních aplikacích, jako jsou místní generátory pro nemocnice a kancelářské budovy, a dokonce i v některých raných zkušebních provozech autobusů energy.gov. PAFC mohou dosáhnout ~40% elektrické účinnosti (až 85 % v kogeneraci) energy.gov. Nevýhodou je jejich velká velikost, vysoká hmotnost a vysoký obsah platiny, což je činí nákladnými energy.gov. Dnes jsou PAFC stále vyráběny firmami jako Doosan pro stacionární výrobu energie, i když čelí konkurenci novějších typů.
• Alkalické palivové články (AFC) – Patří mezi první vyvinuté palivové články (používané NASA v 60. letech), AFC používají jako elektrolyt alkalickou látku, například hydroxid draselný. Mají vysoký výkon a účinnost (přes 60 % v kosmických aplikacích) energy.gov. Tradiční AFC s kapalným elektrolytem jsou však extrémně citlivé na oxid uhličitý – i CO₂ ve vzduchu může snižovat výkon tvorbou uhličitanů energy.gov. To historicky omezovalo AFC na uzavřená prostředí (například kosmické lodě) nebo vyžadovalo čištěný kyslík. Moderní vývoj zahrnuje alkalické membránové palivové články (AMFC), které používají polymerní membránu a snižují citlivost na CO₂ energy.gov. AFC mohou používat katalyzátory bez drahých kovů, což je potenciálně činí levnějšími. Firmy se k alkalické technologii vracejí pro určité použití (například britská AFC Energy nasazuje alkalické systémy pro ostrovní výrobu energie a nabíjení elektromobilů). Výzvy zůstávají v oblasti tolerance CO₂, životnosti membrán a kratší životnosti ve srovnání s PEM energy.gov. AFC dnes nacházejí uplatnění v úzkých oblastech, ale probíhající výzkum a vývoj by je mohl učinit životaschopnými v rozsahu malých až středních výkonů (watty až kilowatty).
• Palivové články s roztavenými uhličitany (MCFC) – MCFC jsou vysokoteplotní palivové články (pracující při ~650°C), které používají elektrolyt z roztavených uhličitanových solí zavěšený v keramické matrici energy.gov. Jsou určeny pro velké stacionární elektrárny využívající zemní plyn nebo bioplyn – například pro výrobu elektřiny v energetice nebo průmyslovou kogeneraci. MCFC mohou používat niklové katalyzátory (bez platiny) a při provozní teplotě vnitřně přeměňovat uhlovodíky na vodík energy.gov. To znamená, že systémy MCFC mohou být přímo napájeny palivy jako je zemní plyn, přičemž vodík se generuje přímo v článku, což zjednodušuje systém (není potřeba externí reformér) energy.gov. Jejich elektrická účinnost může dosahovat 60–65 % a při kombinovaném využití odpadního tepla může přesáhnout 85 % energy.gov. Největší nevýhodou je životnost: horký, korozivní uhličitanový elektrolyt a vysoká teplota urychlují degradaci součástí, což omezuje životnost na přibližně 5 let (~40 000 hodin) v současných konstrukcích energy.gov. Výzkumníci hledají materiály a konstrukce odolnější vůči korozi, aby prodloužili životnost. MCFC byly nasazeny ve stomegawattovém měřítku v Jižní Koreji (jednom z předních světových lídrů ve stacionárních palivových článcích, s více než 1 GW instalovaného výkonu palivových článků k polovině 20. let 21. století) fuelcellsworks.com. V USA nabízejí společnosti jako FuelCell Energy MCFC elektrárny pro energetiku a velké provozy, často ve spolupráci s dodavateli zemního plynu.
• Přímé metanolové palivové články (DMFC) – Podskupina technologie PEM palivových článků, DMFC oxidují kapalný metanol (obvykle smíchaný s vodou) přímo na anodě palivového článku energy.gov. Produkují CO₂ jako vedlejší produkt (protože metanol obsahuje uhlík), ale nabízejí pohodlné kapalné palivo, které se snáze manipuluje než s vodíkem. Energetická hustota metanolu je vyšší než u stlačeného vodíku (i když nižší než u benzínu) a lze využít stávající logistiku paliv energy.gov. DMFC jsou typicky nízkovýkonové jednotky (desítky wattů až několik kW) používané v přenosných a vzdálených aplikacích: například nabíječky baterií mimo síť, přenosné napájecí zdroje pro armádu nebo malé mobilní zařízení. Na rozdíl od vodíkových PEMFC nepotřebují DMFC vysokotlaké nádrže – palivo lze přepravovat v lehkých lahvích. Systémy DMFC však mají nižší účinnost a hustotu výkonu a katalyzátor může být otráven meziprodukty reakce. Také stále používají katalyzátory z drahých kovů. O DMFC byl zájem v oblasti spotřební elektroniky v 2000s (prototypy palivových článků v telefonech a noteboocích), ale moderní lithiové baterie je v této oblasti většinou překonaly. Dnes se DMFC a podobné přenosné palivové články používají tam, kde je potřeba dlouhodobý provoz mimo síť bez spoléhání na těžké baterie nebo generátory – např. armádou a v odlehlých environmentálních senzorech. Trh s DMFC zůstává relativně malý (stovky milionů USD celosvětově imarcgroup.com), ale neustále se dosahuje pokroku ve zlepšování výkonu a životnosti metanolových palivových článků techxplore.com.

Každý typ palivového článku má výhody vhodné pro konkrétní použití – od rychlého startu automobilových motorů (PEMFC) po elektrárny v megawattovém měřítku (MCFC a SOFC). Tabulka 1 níže shrnuje klíčové vlastnosti a typická použití:

(Tabulka 1: Srovnání hlavních typů palivových článků – PEMFC, SOFC, PAFC, AFC, MCFC, DMFC) energy.gov

(Poznámka: Existují i jiné specializované typy palivových článků, například regenerativní/reverzibilní palivové články, které mohou pracovat i obráceně jako elektrolyzéry, nebo mikrobiální palivové články, které využívají bakterie k výrobě energie, ale tyto typy přesahují rámec této zprávy. Zaměřujeme se na hlavní komerční/výzkumné kategorie uvedené výše.)

Palivové články v dopravě

Pravděpodobně nejviditelnějším využitím palivových článků je doprava. Vozidla na vodíkové palivové články (FCEV) doplňují bateriové elektromobily tím, že nabízejí rychlé tankování a dlouhý dojezd s nulovými emisemi z výfuku. V roce 2025 jsou palivové články nasazovány v rostoucím počtu autobusů, nákladních vozidel, osobních aut a dokonce i vlaků, zejména v případech, kdy je hmotnost baterií nebo doba nabíjení problematická. Jak uvedla koalice více než 30 generálních ředitelů průmyslových firem ve společném dopise evropským lídrům, „vodíkové technologie jsou klíčové pro zajištění diverzifikované, odolné a nákladově efektivní dekarbonizace silniční dopravy,“ a argumentují, že přístup se dvěma technologiemi – bateriemi i palivovými články – „bude pro Evropu levnější než spoléhat pouze na elektrifikaci.“ hydrogen-central.com

Auta a SUV na palivové články

Osobní FCEV, jako Toyota Mirai a Hyundai Nexo, jsou na trhu již několik let. Tyto vozy využívají PEM palivové články k pohonu elektromotorů, podobně jako bateriové elektromobily, ale tankují vodík během 3–5 minut. Toyota, Hyundai a Honda společně uvedly na silnice desítky tisíc aut na palivové články po celém světě (i když stále jde o okrajový segment ve srovnání s bateriovými elektromobily). K roku 2025 je globální trh s FCEV oceněn na přibližně 3 miliardy dolarů, s předpokládaným růstem přes 20 % ročně globenewswire.com. Největší zájem spotřebitelů je v regionech s infrastrukturou pro tankování vodíku: Kalifornie (USA), Japonsko, Jižní Korea a několik evropských zemí (Německo, Velká Británie atd.). Například Německo má nyní více než 100 vodíkových čerpacích stanic v provozu po celé zemi globenewswire.com, a Japonsko má asi 160 stanic, což z těchto zemí činí hlavní trhy pro FCEV. Francie spustila národní vodíkový plán v hodnotě 7 miliard eur, který zahrnuje nasazení vodíkových autobusů a lehkých užitkových vozidel pro státní správu a veřejnou dopravu globenewswire.com.

Automobilky zůstávají oddané technologii palivových článků jako součásti strategie více cest. Toyota v roce 2025 představila širokou cestovní mapu pro „společnost poháněnou vodíkem“, rozšiřující využití palivových článků za hranice sedanu Mirai i do těžkých nákladních vozidel, autobusů a dokonce i stacionárních generátorů pressroom.toyota.com. „Mnoho snah Toyoty o dekarbonizaci se zaměřuje na bateriové elektromobily, ale vodíkové palivové články zůstávají důležitou součástí naší strategie více cest,“ potvrdila společnost pressroom.toyota.com. Přístup Toyoty zahrnuje spolupráci na tvorbě standardů: „Spolupracujeme se společnostmi, které by tradičně byly naší konkurencí, abychom vyvinuli standardy pro vodíkové čerpání… protože jsme si uvědomili, že průmyslový standard je prospěšnější než naše vlastní konkurenční výhoda,“ řekl Jay Sackett, hlavní inženýr pokročilé mobility Toyoty pressroom.toyota.com. Tato spolupráce v odvětví má zajistit jednotné protokoly pro čerpání a bezpečnostní postupy, což může urychlit přijetí technologie.

Co se týče výkonu, nejnovější vozy s palivovými články se vyrovnají konvenčním vozidlům. SUV Hyundai NEXO (model 2025) uvádí dojezd přes 700 km na jedno naplnění vodíkem globenewswire.com. Tato vozidla nevypouštějí žádné znečišťující látky a jejich jediným vedlejším produktem je voda – Mirai dokonce slavně kapala vodu na silnici, aby to dokázala. Automobilky pracují na snižování nákladů: druhá generace Mirai zlevnila a čínští výrobci také vstupují na trh s levnějšími modely (často s vládními dotacemi). Přesto infrastruktura pro čerpání zůstává problémem slepice a vejce pro spotřebitelské FCEV – k roku 2025 je na světě přibližně 1 000 vodíkových stanic, což je zanedbatelné ve srovnání s čerpacími stanicemi na benzín nebo nabíjecími body pro elektromobily. Mnoho zemí financuje výstavbu stanic; např. německá iniciativa H2 Mobility cílí na celostátní síť vodíkových dálnic a kalifornské státní programy dotují desítky stanic na podporu více než 10 000 FCEV.

Autobusy a veřejná doprava

Tranzitní autobusy byly jedním z hlavních raných zaměření pro palivové články. Autobusy se vracejí do dep (což zjednodušuje tankování) a jezdí dlouhé hodiny, což vyhovuje rychlému doplňování paliva a dlouhému dojezdu palivových článků. V Evropě bylo k lednu 2023 v provozu 370 autobusů na palivové články, s plány na více než 1 200 do roku 2025 sustainable-bus.com. Toto rozšiřování je podpořeno programy financovanými EU (jako projekty JIVE a Clean Hydrogen Partnership), které pomáhají městům pořizovat vodíkové autobusy. Pokrok je viditelný: Evropa zaznamenala 426% meziroční nárůst registrací H₂ autobusů v první polovině roku 2025 (279 kusů v H1 2025 oproti 53 v H1 2024) sustainable-bus.com. Tyto autobusy obvykle využívají systémy PEM palivových článků (od dodavatelů jako Ballard Power Systems, Toyota nebo Cummins) v kombinaci s hybridními bateriemi. Nabízejí dojezd 300–400 km na jedno natankování a vyhýbají se hmotnostním a dojezdovým omezením, kterým čelí bateriové elektrobusy na delších trasách nebo v chladnějším klimatu.

Města jako Londýn, Tokio, Soul a Los Angeles již nasadila vodíkové autobusy do provozu. Vídeň například zvolila vodíkové autobusy pro určité linky v centru města, aby se vyhnula instalaci nabíjecí infrastruktury v centru; použitím H₂ autobusů „již není potřeba nabíjecí infrastruktura v centru města a mohli jsme snížit velikost vozového parku (vodíkové autobusy obslouží linky s menším počtem vozidel díky rychlému tankování a delšímu dojezdu)”, uvedl dopravce sustainable-bus.com. Provozní výsledky jsou povzbudivé – dopravní podniky uvádějí, že autobusy na palivové články dosahují dostupnosti a časů tankování srovnatelných s dieselem, přičemž výfukové plyny tvoří pouze vodní pára, což zlepšuje kvalitu ovzduší. Hlavní nevýhodou zůstává cena: autobus na palivové články může stát 1,5–2× více než dieselový autobus. Velké objednávky a nové modely však ceny snižují. V roce 2023 si Bologna v Itálii objednala 130 vodíkových autobusů (modely Solaris Urbino) – největší jednorázovou zakázku na H₂ autobusy dosud sustainable-bus.com, což signalizuje důvěru v rozšiřování. Čína má již nyní tisíce autobusů na palivové články v provozu (Šanghaj a další města je nasadila na městské linky a pro Zimní olympijské hry 2022). Ve skutečnosti Čína představuje více než 90 % světových FCEV autobusů a rychle nasazuje vodíková vozidla pro městskou dopravu a logistiku s výraznou státní podporou globenewswire.com.

Odborníci z průmyslu se domnívají, že palivové články budou dominovat u dálkových autobusů a těžké hromadné dopravy. „Technologie vodíkových palivových článků získává na popularitě jako preferovaná volba pro ‚post-dieselovou‘ budoucnost v dálkové dopravě,“ píše časopis Sustainable Bus s odkazem na několik projektů vývoje autobusů s palivovými články pro meziměstskou dopravu sustainable-bus.com. Například FlixBus (významný evropský provozovatel dálkových autobusů) testuje autobus s palivovým článkem s cílovým dojezdem přes 450 km sustainable-bus.com. Výrobci jako Van Hool a Caetano také vyvíjejí autobusy na H₂. Pro těžký provoz je potřeba vyšší odolnost: současné palivové články z osobních aut vydrží přibližně 5 000–8 000 hodin, ale autobus nebo nákladní vůz potřebuje přibližně 30 000+ hodin. Freudenberg, který vyvíjí palivové články pro autobusy, má „speciální konstrukci pro těžký provoz s cílem minimální životnosti 35 000 hodin,“ což odráží řádový nárůst životnosti, který je potřeba pro komerční flotily sustainable-bus.com. Toto je jedna z inženýrských výzev, které se daří překonávat, aby palivové články splnily náročné provozní cykly veřejné dopravy a nákladní přepravy.

Nákladní vozy a těžká doprava

Těžké nákladní vozy jsou považovány za jednu z nejslibnějších a nejpotřebnějších aplikací pro palivové články. Tato vozidla vyžadují dlouhý dojezd, rychlé tankování a vysokou nosnost – oblasti, ve kterých mají baterie problémy kvůli hmotnosti a době nabíjení. Nákladní vozy s palivovými články lze natankovat za 10–20 minut a přepravují dostatek vodíku na dojezd přes 500 km, a to vše při zachování nosnosti (protože vodíkové nádrže jsou lehčí než obrovské bateriové bloky se stejnou energetickou kapacitou). Hlavní výrobci nákladních vozů mají své programy: Daimler Truck a Volvo vytvořili společný podnik (cellcentric) na výrobu systémů palivových článků pro nákladní vozy, přičemž cílem je sériová výroba později v tomto desetiletí. Nikola, Hyundai, Toyota, Hyzon a další mají prototypy nebo rané komerční nákladní vozy s palivovými články na silnicích v roce 2025. Evropská aliance pro vodíkovou mobilitu jednoznačně uvedla, že „Těžká dálková nákladní doprava je hlavním automobilovým využitím vodíku a systémy palivových článků pro těžká vozidla jsou klíčovou technologií“ potřebnou hydrogen-central.com. Tento názor sdílí i generální ředitelka Daimler Truck, Karin Rådström, která řekla „Vodíkové nákladní vozy jsou dokonalým doplňkem k bateriovým – nabízejí dlouhý dojezd, rychlé tankování a velkou příležitost pro Evropu. Jsme lídry ve vodíkových technologiích a zůstaneme jimi, pokud budeme jednat nyní – napříč celým hodnotovým řetězcem.“ hydrogen-central.com Její poznámka zdůrazňuje, že evropští výrobci výrazně investovali do know-how v oblasti palivových článků (Daimler začal s výzkumem a vývojem palivových článků v 90. letech) a nehodlají se vzdát vedení, ale vyzývají tvůrce politik, aby začali budovat infrastrukturu pro vodíkové nákladní vozy nyní, aby využili tento náskok.

Ověřování konceptu probíhá v reálném světě. Hyundai nasadil flotilu 47 těžkých nákladních vozidel na palivové články ve Švýcarsku od roku 2020 (model XCIENT) a do roku 2025 tato vozidla společně najela přes 4 miliony km. Na základě toho místopředseda Hyundai Jaehoon Chang oznámil, že jejich H₂ nákladní vozy v Evropě „společně ujely přes 15 milionů kilometrů… což dokazuje spolehlivost a škálovatelnost vodíku v komerční logistice.“ hydrogen-central.com Toto je silný důkaz, že nákladní vozy na palivové články zvládnou intenzivní každodenní provoz. V Severní Americe startup Nikola dodal první nákladní vozy na palivové články svým zákazníkům (i když společnost čelila finančním potížím a restrukturalizaci v roce 2023 h2-view.com). Toyota postavila vodíkové nákladní vozy třídy 8 (využívající palivové články z modelu Mirai) pro přepravu zboží v přístavech Los Angeles, kde flotila asi 30 H₂ nákladních vozů přepravuje náklad s tankováním zajištěným speciální vodíkovou „Tri-Gen“ stanicí v Long Beach pressroom.toyota.com. Tato stanice, postavená s FuelCell Energy, přeměňuje obnovitelný bioplyn na vodík, elektřinu a vodu přímo na místě – produkuje 2,3 MW energie a až 1 200 kg vodíku denně pressroom.toyota.com. Vodík pohání jak Toyotí nákladní vozy, tak osobní FCEV, zatímco elektřina napájí provoz přístavu a dokonce i vedlejší produkt – voda – se používá k mytí aut vyložených z lodí pressroom.toyota.com. Toyota zdůraznila, že tento systém sám o sobě „kompenzuje 9 000 tun emisí CO₂ ročně“ v přístavu, čímž nahrazuje emise, které by jinak vypustily dieselové nákladní vozy pressroom.toyota.com. „Každý den je až 20 000 příležitostí, jak vyčistit vzduch pomocí nákladních vozů poháněných vodíkovými palivovými články,“ poznamenal Jay Sackett z Toyoty s odkazem na denní jízdy dieselových nákladních vozů v přístavech LA/Long Beach, které by mohly být nahrazeny pressroom.toyota.com.

Tankování vodíku pro nákladní vozidla získává podporu prostřednictvím partnerství. V EU společnosti zahájily iniciativu H2Accelerate, jejímž cílem je synchronizovat zavádění vodíkových koridorů pro nákladní dopravu a čerpacích stanic pro dálkové kamiony na konci 20. let tohoto století. Kalifornská energetická komise financuje několik vysoce kapacitních vodíkových stanic pro nákladní vozidla (schopných obsloužit desítky kamionů denně), aby podpořila překladištní dopravu a později i dálkové trasy do vnitrozemských logistických center. Čínská vláda agresivně podporuje nákladní vozidla na palivové články ve vybraných provinciích prostřednictvím dotací a nařízení, s cílem dosáhnout 50 000 vozidel na palivové články na silnicích do roku 2025 a 100 000–200 000 do roku 2030 spolu s 1 000 H₂ stanicemi globenewswire.com. Již nyní Čína nasadila těžké nákladní vozy na palivové články v provozu oceláren a těžbě, přičemž využívá domácí technologie (společnosti jako Weichai a REFIRE dodávají systémy palivových článků).

Vlaky, lodě a letadla

Kromě silničních vozidel nacházejí palivové články uplatnění i v dalších druzích dopravy:

• Vlaky: Několik vodíkových vlaků pro přepravu cestujících je již v provozu, což je významný milník pro dekarbonizaci železnic. Významné je, že Alstomův vlak na palivové články Coradia iLint zahájil komerční provoz v Německu v roce 2018 a do roku 2022 jezdil na regionálních tratích v Dolním Sasku, kde nahradil dieselové vlaky. V roce 2022 začala flotila 14 vlaků Alstom na palivové články jezdit v oblasti Frankfurtu a pilotní projekty probíhají v Itálii, Francii a Velké Británii. Tyto vlaky přepravují vodík v nádržích na palubě a na jedno naplnění ujedou přes 1000 km, což je vhodné pro neelektrifikované tratě (asi polovina evropské železniční sítě není elektrifikovaná). Vlaky na palivové články eliminují potřebu nákladných trolejových vedení na málo frekventovaných tratích. Od roku 2025 se Evropa zavázala k rozšíření vodíkových vlaků: například Itálie objednala 6 vlaků na palivové články pro Lombardii, Francie testuje jednotky Alstom a Velká Británie vyzkoušela vlak HydroFLEX. V USA je vývoj pomalejší, ale společnosti jako Stadler dodávají vodíkový vlak pro Kalifornii. Čína také v roce 2021 představila prototyp vodíkové lokomotivy. Pro nákladní dopravu představila těžební společnost Anglo American v roce 2022 2MW hybridní lokomotivu na palivové články. Celkově se palivové články osvědčují na železničních tratích, kde by baterie byly příliš těžké nebo by měly nedostatečný dojezd.
• Námořní doprava (lodě a čluny): Námořní sektor zkoumá palivové články jak pro pomocné, tak pro hlavní napájení. Mezi první uživatele patřily malé osobní trajekty a plavidla. V roce 2021 se MF Hydra v Norsku stala prvním trajektem na světě poháněným kapalným vodíkem s palivovým článkem, který přepravuje auta a cestující s 1,36 MW palivovým článkem Ballard. Japonsko testovalo trajekt na palivové články (HydroBingo) a zvažuje využití vodíku pro pobřežní dopravu. Evropská unie financuje projekty jako H2Ports a FLAGSHIPS, které mají demonstrovat plavidla na H₂ a vodíkové čerpací stanice v přístavech. U větších lodí panuje aktuálně shoda na využití palivových článků s vodíkem odvozenými palivy, jako je amoniak nebo methanol (které lze „štěpit“ nebo používat v palivových článcích s vhodným návrhem). Například norský provozovatel výletních lodí Hurtigruten vyvíjí výletní loď s SOFC články na zelený amoniak do roku 2026. Další specifickou oblastí jsou podvodní vozidla a ponorky: palivové články (zejména PEM) mohou poskytovat tichý, na vzduchu nezávislý pohon – německé ponorky typu 212A využívají vodíkové palivové články pro nenápadný provoz. Zatímco dálkové kontejnerové lodě se v blízké budoucnosti pravděpodobně spolehnou na spalovací motory spalující amoniak nebo methanol, palivové články je mohou doplňovat při manévrech v přístavu nebo se časem rozšířit, jakmile budou vyvinuty vysoce výkonné palivové články (několik MW). Jakmile budou vyřešeny otázky bezpečnosti a skladování, palivové články nabídnou lodím příslib bezemisního pohonu bez hluku a vibrací dieselových motorů.
• Letecká doprava: Letecká doprava je nejobtížnějším sektorem pro dekarbonizaci a vodíkové palivové články jsou aktivně zkoumány pro určité specifické oblasti. Palivové články pravděpodobně nikdy přímo nepohání obří letadlo (to by mohlo zajistit spalování vodíku nebo jiné palivo), ale mají potenciál v menších letadlech nebo jako součást hybridních systémů. Několik startupů (ZeroAvia, Universal Hydrogen, H2Fly) již vzlétlo s malými letadly upravenými na pohon vrtulí pomocí vodíkových palivových článků. V roce 2023 ZeroAvia vzlétla s testovacím letadlem pro 19 cestujících (Dornier 228), u kterého byl jeden ze dvou motorů nahrazen elektrickým pohonem na bázi palivového článku. Jejich dalším cílem jsou regionální letadla pro 40–80 cestujících na vodík do roku 2027. Airbus, největší výrobce dopravních letadel na světě, původně zkoumal vodíkové spalovací turbíny, ale v roce 2023 oznámil změnu zaměření na „plně elektrické letadlo poháněné vodíkem s motorem na palivové články“ jako hlavní směr svého programu ZEROe airbus.com. V červnu 2025 Airbus podepsal významné partnerství s výrobcem motorů MTU Aero Engines za účelem vývoje a zdokonalení pohonu na palivové články pro letectví. „Náš důraz na plně elektrický pohon na palivové články pro budoucí letadla poháněná vodíkem podtrhuje naši důvěru a pokrok v této oblasti,“ uvedl Bruno Fichefeux, vedoucí budoucích programů Airbusu airbus.com. „Spolupráce s MTU… nám umožní spojit naše znalosti, urychlit vývoj klíčových technologií a nakonec dodat revoluční pohonný systém na vodík pro budoucí komerční letadla. Společně jsme v této oblasti skutečnými průkopníky.“ airbus.com Podobně Dr. Stefan Weber z MTU zdůraznil jejich „vizi revolučního pohonného konceptu, který umožní prakticky bezemisní let,“ a označil společné úsilí za klíčový krok k realizaci dopravních letadel poháněných palivovými články airbus.com. Toto partnerství načrtává víceletou cestovní mapu: nejprve zlepšení komponent (výkonné sady palivových článků, kryogenní skladování H₂ atd.), poté pozemní testování plnohodnotného pohonného systému na palivové články s cílem certifikovaného leteckého motoru na palivové články ve 30. letech 21. století airbus.com. Cílovým použitím bude zpočátku pravděpodobně malé regionální letadlo, ale konečnou metou je rozšíření na úzkotrupá letadla pro krátké tratě. Palivové články produkují pouze vodu a mají výhodu vysoké účinnosti ve výšce cestovního letu. Výzvami jsou hmotnost (palivové články a motory vs. proudové motory) a skladování dostatečného množství vodíku (pravděpodobně ve formě kapalného vodíku) na palubě letadla. Veřejný závazek Airbusu naznačuje silnou víru, že tyto výzvy lze vyřešit. Mezitím palivové článkyPalivové články se také používají v letadlech i jinými způsoby: jako APU (pomocné energetické jednotky) pro tiché zajištění palubní elektřiny a dokonce i k výrobě vody pro posádku (regenerativní palivové články). NASA a další zkoumaly využití regenerativních palivových článků jako úložiště energie pro elektrická letadla. Celkově, i když jsou vodíková letadla v rané fázi, koncem 20. let 21. století se pravděpodobně objeví první komerční linky obsluhované letadly poháněnými palivovými články, zejména jak společnosti jako Airbus, MTU, Boeing a Universal Hydrogen zesilují výzkum, vývoj a testování prototypů.
• Drony a speciální vozidla: Menší, ale rostoucí kategorií jsou drony a speciální vozidla na palivové články. Společnosti jako Intelligent Energy a Doosan Mobility vyvinuly PEM palivové články pro drony, které umožňují mnohem delší dobu letu než lithiové baterie. Sady na vodíkové drony udrží UAV ve vzduchu 2–3 hodiny oproti 20–30 minutám na baterie, což je cenné pro dohled, mapování nebo doručovací aplikace. V roce 2025 Jižní Korea dokonce předvedla vícevrtulový dron na vodíkové palivové články s nosností 5 kg, který letěl více než hodinu. Na zemi pohánějí palivové články také vysokozdvižné vozíky (jak bylo zmíněno dříve) a letištní techniku (tažné traktory, chladírenské vozy), kde je výměna baterií zdlouhavá. Sektor manipulace s materiálem se tiše stal úspěšným příběhem palivových článků: více než 70 000 vysokozdvižných vozíků na palivové články je nyní denně používáno ve skladech innovationnewsnetwork.com, což firmám přináší „nulové emise ve skladových prostorách“ a vyšší produktivitu (žádné prostoje kvůli nabíjení baterií). Velcí maloobchodníci jako Walmart a Amazon do těchto technologií výrazně investovali prostřednictvím dodavatelů jako Plug Power. Tato raná adopce ukazuje, že palivové články si mohou najít místo tam, kde jejich jedinečné výhody (rychlé doplňování, nepřetržitý výkon) překonávají baterie nebo motory.

Shrnuto, palivové články si nacházejí cestu napříč dopravou: od osobních aut po největší vozidla a dokonce i do vzduchu. Těžká doprava je jasným silným místem – odborníci se široce shodují, že vodíkové palivové články sehrají „zásadní roli v dekarbonizaci dopravy, zejména v sektorech, kde bateriové elektrické možnosti nemusí stačit“ hydrogen-central.com. Nadcházející roky rozhodnou o rozsahu; hodně závisí na vybudování dostatečné infrastruktury pro čerpání vodíku a dosažení úspor z rozsahu ke snížení nákladů na vozidla. Ale přítomnost vozidel na palivové články ve veřejných flotilách, nákladní dopravě a specifických použitích již pomáhá zvyšovat poptávku po vodíku a normalizovat tuto technologii. Jak řekl Oliver Zipse, generální ředitel BMW: „V dnešním kontextu není vodík jen klimatickým řešením – je to prostředek odolnosti. … V BMW víme, že bez vodíku není úplná dekarbonizace ani konkurenceschopný evropský sektor mobility.“ hydrogen-central.com

Stacionární výroba energie s palivovými články

Zatímco vodíková auta poutají pozornost, stacionární systémy palivových článků tiše mění způsob, jak vyrábíme a využíváme energii. Palivové články mohou poskytovat čistou, efektivní elektřinu a teplo pro domácnosti, budovy, datová centra a dokonce i napájet síť. Nabízejí alternativu ke spalovacím generátorům (a souvisejícím emisím/hluku) a mohou posílit sítě s vysokým podílem obnovitelných zdrojů díky dodávce elektřiny na vyžádání. Klíčové stacionární aplikace zahrnují:

• Záložní napájení a vzdálené napájení – Telekomunikační věže, datová centra, nemocnice a vojenské instalace vyžadují spolehlivé záložní napájení. Tradičně tuto roli plní dieselové generátory, ale palivové články (na vodík nebo kapalná paliva) jsou stále populárnější jako záložní zdroj bez emisí. Například Verizon a AT&T nasadily záložní vodíkové palivové články na základnových stanicích, aby prodloužily dobu provozu nad rámec bateriových UPS systémů. V roce 2024 Microsoft oznámil, že úspěšně otestoval generátor s palivovým článkem o výkonu 3 MW, který má nahradit dieselové agregáty pro zálohování datových center, přičemž běží na vodík vyráběný přímo na místě carboncredits.com. Palivové články se spouštějí okamžitě a vyžadují minimální údržbu ve srovnání s motory. Navíc v uzavřených prostorách (nebo městských oblastech) je provoz bez emisí obrovskou výhodou – žádné emise CO₂, NOx ani prachových částic. Americký a evropský telekomunikační průmysl začal zavádět palivové články zejména tam, kde hlukové nebo ekologické předpisy omezují použití dieselu. I menší, přenosné generátory s palivovými články (například od SFC Energy nebo GenCell) mohou poskytovat vzdálené napájení pro vojenské základny nebo záchranné operace při katastrofách. Například projekt americké armády využívá nákladní vůz „H2Rescue“ vybavený generátorem s palivovým článkem pro zóny katastrof – dokáže poskytovat 25 kW energie po dobu 72 hodin v kuse a nedávno vytvořil světový rekord, když na jedno naplnění vodíkem ujel 1 806 mil innovationnewsnetwork.com. Takové schopnosti přitahují záchranné složky, aby zvažovaly palivové články pro odolné záložní napájení.
• Rezidenční a komerční mikro-KOJE – V Japonsku a Jižní Koreji jsou desítky tisíc domácností vybaveny mikro jednotkami kombinované výroby tepla a elektřiny (KOJE) s palivovými články. Japonský dlouhodobý program Ene-Farm (podporovaný společnostmi Panasonic, Toshiba atd.) nasadil od roku 2009 více než 400 000 domácích jednotek PEMFC a SOFC. Tyto jednotky (~0,5–1 kW elektrického výkonu) vyrábějí elektřinu pro domácnost a jejich odpadní teplo se využívá pro ohřev vody nebo vytápění, čímž dosahují celkové účinnosti 80–90 %. Obvykle běží na vodík získaný z zemního plynu pomocí malého reformeru. Výrobou elektřiny přímo na místě snižují zatížení sítě a uhlíkovou stopu (zejména pokud jsou spojeny s plynem z obnovitelných zdrojů). Jižní Korea má podobně pobídky pro domácí palivové články. Evropa a USA mají pilotní projekty (např. mikro-KOJE s palivovými články v Německu v rámci programu KfW), ale rozšíření je pomalejší kvůli vysokým počátečním nákladům a historicky nižším cenám zemního plynu. Nicméně s postupným ukončováním vytápění zemním plynem z klimatických důvodů by palivové články KOJE mohly najít uplatnění jako efektivní domácí energetické řešení, zejména pokud budou poháněny zeleným vodíkem nebo bioplynem.
• Primární elektrárny a palivové články ve velkém měřítku – Palivové články lze sdružovat do elektráren v megawattovém měřítku, které napájejí elektrickou síť nebo zásobují továrny/nemocnice/univerzitní kampusy. Výhody zahrnují vysokou účinnost, extrémně nízké emise (zejména při použití vodíku nebo bioplynu) a malou zastavěnou plochu ve srovnání s jinými elektrárnami. Například palivový park o výkonu 59 MW v Hwasungu v Jižní Koreji (využívající jednotky POSCO Energy MCFC) dodává energii do sítě již několik let researchgate.net. Jižní Korea je zde světovým lídrem: má více než 1 GW instalované kapacity stacionárních palivových článků, které dodávají rozptýlenou energii ve městech a průmyslových areálech fuelcellsworks.com. Jedním z důvodů jsou korejské cíle v oblasti obnovitelných zdrojů – palivové články jsou tam za určitých podmínek považovány za čistou energii a také zlepšují kvalitu ovzduší tím, že nahrazují uhelné/naftové generátory. V USA společnosti jako Bloom Energy (se SOFC systémy) a FuelCell Energy (s MCFC systémy) realizovaly projekty od 1 MW až po ~20 MW pro energetické společnosti a velké firemní kampusy. V roce 2022 Bloom a SK E&S uvedly do provozu 80MW instalaci Bloom SOFC v Jižní Koreji – největší pole palivových článků na světě bloomenergy.com. Tyto systémy mohou sledovat zatížení a některé poskytují i kombinovanou výrobu tepla (vhodné pro centrální vytápění nebo průmyslovou páru). V Evropě je elektráren na palivové články méně, ale jejich počet roste – v Německu, Itálii a Velké Británii byly instalovány jednotky v rozsahu jednotek MW, často s využitím PEM nebo SOFC článků napájených bioplynem. V roce 2025 norská společnost Statkraft plánovala 40MW elektrárnu na vodíkové palivové články (pro vyrovnání obnovitelných zdrojů), ale některé nové projekty H₂ pozastavila kvůli nákladům ts2.tech. Trendem je, že palivové články se stávají součástí mixu distribuovaných energetických zdrojů, poskytují spolehlivou energii s menším znečištěním. Dobře doplňují přerušované obnovitelné zdroje; například palivový článek může využít vodík vyrobený z přebytků solární/větrné energie (přímo nebo přes připojený elektrolyzér) a poté běžet, když je výkon z obnovitelných zdrojů nízký, čímž fakticky funguje jako akumulace energie. Tento koncept „Power-to-Hydrogen-to-Power“ se testuje v mikrosítích. Americká laboratoř National Renewable Energy Lab instalovala v roce 2024 na svém kampusu v Coloradu 1MW PEM palivový článek (od Toyoty) pro výzkum využití palivových článků ke zvýšení energetické odolnosti a integraci se solárními/akumulačními systémy pressroom.toyota.com.
• Průmyslové a komerční kogenerační jednotky (CHP) – Kromě domácností se větší palivové články v kogeneračních systémech využívají v nemocnicích, univerzitách a firemních areálech. Například 1,4 MW PAFC elektrárna může napájet nemocnici a odpadní teplo poskytovat páru, čímž dosahuje celkové účinnosti přes 80 %. Univerzity jako Yale a Cal State provozují na svých kampusech vícemegawattové elektrárny na palivové články (jednotky FuelCell Energy MCFC), čímž snižují odběr ze sítě a emise. Firmy jako IBM, Apple a eBay instalovaly farmy palivových článků v datových centrech (např. Apple měl 10MW farmu palivových článků Bloom Energy v Severní Karolíně, převážně na bioplyn). Tyto systémy nejenže dodávají čistou energii přímo na místě, ale také slouží jako záloha a podpora sítě. Vlády takové projekty podporují pobídkami; v USA byl federální investiční daňový kredit (ITC) na palivové články (30% sleva) prodloužen minimálně do roku 2025 fuelcellenergy.com a státy jako Kalifornie poskytují další kredity prostřednictvím SGIP. V Evropě mohou v některých zemích kogenerační jednotky na palivové články získat výkupní ceny nebo dotace. Výsledkem je, že stacionární instalace palivových článků směřují k rekordnímu roku 2023–2024 s přibližně 400 MW přidanými ročně a s projekcemi přes 1 GW ročně celosvětově do 30. let 21. století fuelcellsworks.com. V kontextu energetiky je to stále málo, ale růst se zrychluje.
• Vyrovnávání sítě a ukládání energie – Novým využitím palivových článků je vyrovnávání sítí s vysokým podílem obnovitelných zdrojů. Regiony s velkým množstvím solární a větrné energie zkoumají ukládání energie v podobě vodíku: když je přebytek elektřiny, použije se k elektrolýze vody na vodík; ten se uloží a později se vodík využije v palivových článcích k opětovné výrobě elektřiny v době vysoké poptávky nebo nízké produkce z obnovitelných zdrojů. Palivové články v tomto režimu v podstatě fungují jako velmi rychle reagující, bezemisní špičkové elektrárny. Například projekt v Utahu, USA (Intermountain Power) plánuje do roku 2030 stovky MW reverzibilních palivových článků s pevným oxidem, které mohou přepínat mezi elektrolýzou a výrobou elektřiny, což pomůže Los Angeles dosáhnout 100% čisté energie ukládáním energie do vodíkových kaveren. Evropské energetické společnosti testují podobné menší pilotní systémy. Zatímco bateriová úložiště obvykle zvládají krátkodobé vyrovnávání (hodiny), vodík + palivové články by mohly pokrýt vícedenní nebo sezónní výpadky, což je zásadní pro úplnou dekarbonizaci sítě. Cílem amerického ministerstva energetiky Hydrogen Earthshot je učinit takové dlouhodobé ukládání ekonomicky výhodným snížením nákladů na vodík. Dr. Sunita Satyapal uvedla, že „vodík může být jednou z mála možností pro ukládání energie na týdny nebo měsíce“, což umožní hlubší integraci obnovitelných zdrojů iea.orgiea.org.

Politická podpora také podporuje stacionární palivové články. Například stát New York v roce 2025 oznámil financování ve výši 3,7 milionu dolarů na inovativní projekty vodíkových palivových článků s cílem zvýšit spolehlivost sítě a dekarbonizovat průmysl nyserda.ny.gov. „Pod vedením guvernérky Hochul zkoumá New York všechny zdroje, včetně pokročilých paliv, aby zajistil čistou energii,“ uvedla Doreen Harris, generální ředitelka NYSERDA, a označila investice do vodíkových palivových článků za „vysoce hodnotnou příležitost, která má potenciál snížit závislost na fosilních palivech, přispět ke spolehlivosti sítě a učinit naše komunity zdravějšími.“ nyserda.ny.gov Program vyzývá k návrhům systémů palivových článků, které mohou sloužit jako „pevná kapacita pro vyváženou elektrickou síť“ nebo dekarbonizovat průmyslové procesy nyserda.ny.gov. To ukazuje uznání, že palivové články mohou poskytovat energii na vyžádání (kapacitu) bez emisí, což je stále důležitější vlastnost s odstavováním uhelných elektráren. Podobně United States Hydrogen Alliance poznamenává, že státy jako NY „ukazují, jak cílené státní kroky mohou urychlit národní pokrok směrem k odolné, nízkouhlíkové energetické ekonomice“ prosazováním škálovatelné technologie palivových článků pro využití v síti a průmyslu nyserda.ny.gov. V Asii nová japonská vodíková strategie (2023) požaduje větší využití palivových článků jak v energetice, tak v mobilitě, a 14. pětiletý plán Číny výslovně zahrnuje vodík jako klíč pro dekarbonizaci průmyslu a podporu energetické bezpečnosti payneinstitute.mines.edu.

Shrnuto, stacionární palivové články se stabilně posouvají z pilotní fáze k praktickému nasazení. Plní důležité role: poskytují čisté záložní napájení, umožňují místní výrobu s využitím odpadního tepla (zvyšují účinnost) a potenciálně fungují jako most mezi přerušovanými obnovitelnými zdroji a spolehlivými sítěmi. Také decentralizují výrobu elektřiny, čímž zvyšují odolnost – což je velké téma po událostech, jako byl výpadek texaské sítě v roce 2021. S klesajícími náklady a lepší dostupností paliva (zejména zeleného vodíku nebo bioplynu) lze očekávat, že palivové články budou napájet více našich budov a klíčových zařízení. Výhledově by ve 30. letech 21. století mohly palivové články tvořit mnoho gigawattů kapacity distribuované výroby po celém světě a stát se tichým, ale zásadním pilířem infrastruktury čisté energie.

Přenosné a off-grid aplikace palivových článků

Ne všechny palivové články jsou velké nebo montované ve vozidlech; významnou oblastí vývoje jsou přenosné palivové články pro použití mimo síť, pro spotřebitele nebo armádu. Tyto články sahají od nabíječek do kapsy až po generátory o výkonu 1–5 kW, které lze přenášet. Jejich přitažlivost spočívá v poskytování elektřiny na odlehlých místech nebo pro zařízení bez nutnosti těžkých baterií či znečišťujících malých motorů.

• Vojenské a taktické využití: Vojáci v terénu nosí těžké zásoby baterií pro napájení rádií, GPS, nočního vidění a další elektroniky. Palivové články na kapalné palivo mohou tuto zátěž snížit tím, že vyrábějí elektřinu na požádání z malé kartuše. Americká armáda testovala methanolové a propanové palivové články jako přenosné nabíječky baterií – místo nošení 9 kg náhradních baterií by voják mohl nést 1,4 kg palivový článek a několik nádob s palivem. Společnosti jako UltraCell (ADVENT) a SFC Energy dodávají jednotky v rozsahu 50–250 W pro vojenské uživatele. V roce 2025 SFC Energy představila novou generaci přenosného taktického palivového článku s výkonem až 100 W (energetická kapacita 2 400 Wh) – což je přibližně dvojnásobek výkonu předchozích modelů fuelcellsworks.com. Tyto systémy na methanol mohou tiše dodávat energii po celé dny, což je neocenitelné pro tajné operace nebo senzorové stanoviště. Německá Bundeswehr například široce využívá palivové články SFC „Jenny“ k dobíjení baterií pro vojáky v terénu a uvádí dramaticky sníženou logistiku baterií. Podobně USA, Velká Británie a další mají programy na vývoj „přenosných“ palivových článků. Hlavním palivem je methanol nebo kyselina mravenčí (jako pohodlný nosič vodíku), ačkoliv některé experimentální návrhy používají chemické hydridové balíčky pro generování vodíku na místě. Jak se tato zařízení stávají robustnějšími a energeticky hustšími, mají potenciál nahradit mnoho malých benzínových generátorů a velkých bateriových bloků, které v současnosti používají armáda a záchranáři.
• Rekreační a kempingové využití: Objevil se specifický spotřebitelský trh pro kempingové generátory na palivové články. Jde v podstatě o DMFC nebo PEM systémy, které mohou tiše napájet obytný vůz nebo chatu bez výfukových plynů, na rozdíl od benzínového generátoru. Například Efoy (od SFC Energy) nabízí methanolové palivové články (45–150 W trvale) určené pro majitele obytných vozů, lodí a chat. Automaticky udržují nabitou bateriovou banku, spotřebují několik litrů methanolu za týden a poskytují osvětlení a energii pro spotřebiče mimo síť. Pohodlí vyměnit jednou za čas kartuši s methanolem (místo hlučného generátoru nebo tahání solárních panelů) přilákalo malou, ale stálou klientelu, zejména v Evropě. Tyto jednotky jsou také atraktivní pro plachetnice, kde mohou tiše dobíjet baterie během dlouhých plaveb.
• Nabíječky pro osobní elektroniku: V průběhu let firmy představily malé palivové články pro nabíjení nebo napájení notebooků, telefonů a dalších zařízení. Například Brunton a Point Source Power měly vodíkové a propanové palivové články jako nabíječky na kempování a Toshiba v roce 2005 slavně ukázala prototyp notebooku s DMFC. Rozšíření bylo omezené – lithium-iontové baterie se natolik zlepšily, že palivový článek jako nabíječka nebyl pro většinu spotřebitelů lákavý. Koncept se však stále objevuje, zejména v oblasti nouzové připravenosti (malá lucerna/nabíječka na USB s palivovým článkem na palivo do vařiče apod.). Například Lilliputian Systems vyvinula butanovou nabíječku na telefon s palivovým článkem (Nectar), která dokonce získala schválení FCC, ale na širší trh se nedostala. Potenciál stále zůstává pro přenosné palivové články, které by mohly poskytovat delší provozní dobu zařízení pro specifické uživatele (např. novináře v terénu, expedice atd.). Možná ještě slibnější je použití vodíkových kartuší: firmy zkoumají malé kovové hydridové nebo chemické vodíkové kartuše (velikosti plechovky od limonády), které by mohly napájet notebook desítky hodin pomocí malého PEM palivového článku. V roce 2024 představila Intelligent Energy prototyp vodíkového palivového článku jako prodlužovače doletu pro drony a naznačila podobnou technologii pro notebooky. Pokud se podaří úspěšně miniaturizovat skladování a bezpečnost vodíku, mohli bychom se konečně dočkat komerční nabíječky s palivovým článkem pro běžnou elektroniku, zvláště s rozšiřováním USB zařízení.
• Drony a robotika: Vodíkové drony jsme zmínili v sekci dopravy, ale z pohledu zdroje energie jde o přenosné palivové články. Drony pro náročné operace (dohled, mapování, doručování) těží z delší doby letu, kterou palivové články umožňují. Palivové články v rozsahu 1–5 kW byly integrovány do multikoptér a malých leteckých dronů. V roce 2025 stanovila korejská Doosan Mobility rekord v délce letu vodíkového dronu – 13 hodin (v konfiguraci s více rotory) díky využití palivového článku a energeticky hustého skladování vodíku. To je zásadní změna pro aplikace jako inspekce potrubí nebo pátrací a záchranné drony, které obvykle musí přistávat každých 20–30 minut kvůli výměně baterií. Další příklad: Jet Propulsion Laboratory NASA experimentovala s konceptem letadla pro Mars poháněného palivovým článkem, kde dlouhá výdrž palivového článku umožňuje UAV zkoumat velké oblasti povrchu Marsu (s využitím chemických hydridů pro vodík, protože na Marsu není možné doplňovat palivo!). Zpět na Zemi, palivové články také pohánějí některé autonomní roboty a vysokozdvižné vozíky v interiérech, jak již bylo zmíněno – jejich rychlé doplňování a absence výfukových plynů je činí vhodnými pro sklady, kde může robot nebo vozík pokračovat v práci jen s dvouminutovým doplněním vodíku místo hodin nabíjení.
• Nouzová a lékařská zařízení: Přenosné palivové články byly také testovány pro lékařské vybavení (např. přenosné kyslíkové koncentrátory nebo ventilátory, které obvykle spoléhají na bateriové zdroje). Myšlenkou je zdroj energie s prodlouženou životností pro polní nemocnice nebo během katastrof. Také palivové články (s reformery), které běží na logistická paliva jako propan nebo nafta, jsou ve vývoji pro reakci na katastrofy. Například dříve zmíněný H2Rescue vůz může nejen dodávat elektřinu, ale také vyrábět vodu – obojí je v nouzových situacích zásadní innovationnewsnetwork.com. Společnosti jako GenCell nabízejí generátor s alkalickým palivovým článkem, který může běžet na amoniak – široce dostupnou chemikálii – jako řešení pro napájení mimo síť v odlehlých komunitách nebo v nouzových situacích. Krakování amoniaku produkuje vodík pro palivový článek a systém může poskytovat nepřetržité napájení pro kritické zátěže, když je infrastruktura mimo provoz.

Trh s přenosnými palivovými články je stále poměrně malý, ale roste. Jedna zpráva jej v roce 2024 ocenila na 6,2 miliardy dolarů s očekávaným ročním růstem kolem 19 % do roku 2030 maximizemarketresearch.com, jak více odvětví přijímá tato specializovaná řešení. Poptávka je roztříštěná mezi vojenské, rekreační, dronové a záložní napájecí využití. Všechny však spojuje společné téma: palivové články mohou poskytovat čistý, tichý a dlouhotrvající zdroj energie v situacích, kde baterie nestačí a generátory jsou nežádoucí. Technologie dosáhla takové úrovně, že spolehlivost je vysoká (firmy nyní často uvádějí životnost stacku 5 000–10 000 hodin u svých přenosných jednotek) a obsluha je zjednodušená (vyměnitelné palivové kazety za provozu, samočinné systémy atd.). Například novější konstrukce DMFC mají vylepšené katalyzátory a membrány, které zvyšují výkon; výzkumníci nacházejí způsoby, jak zmírnit notoricky známý průnik metanolu a zvýšit účinnost techxplore.com. To činí produkty atraktivnějšími a nákladově efektivnějšími. Jak poznamenala jedna technologická recenze, DMFC a další přenosné palivové články mají „lepší výkon a nižší cenu než dříve, což je činí vhodnými pro rozsáhlé použití“ v určitých segmentech ts2.tech.

Závěrem lze říci, že přenosné palivové články pravděpodobně brzy nenahradí baterii ve vašem smartphonu, ale tiše umožňují celou řadu specializovaných úkolů – od vojáků napájejících zařízení na dlouhých misích, přes drony létající dále, až po kempaře užívající si tiché napájení mimo síť a záchranáře udržující v chodu život zachraňující vybavení po bouři. Jak se zlepší dostupnost paliv (zejména vodíkových a metanolových kazet) a zvýší objemy, tyto přenosné a off-grid aplikace pravděpodobně dále porostou a doplní širší ekosystém palivových článků.

Technologické inovace posouvající palivové články vpřed

Pokroky v technologii palivových článků v posledních letech byly klíčové při řešení dřívějších omezení týkajících se nákladů, životnosti a výkonu. Výzkumníci a inženýři po celém světě inovují v oblasti materiálové vědy, konstrukčního návrhu a výroby, aby byly palivové články efektivnější, dostupnější a s delší životností. Zde uvádíme některé klíčové technologické inovace a průlomy, které urychlují vývoj palivových článků:

• Snížení množství katalyzátoru a alternativy: Hlavním faktorem nákladů u PEM palivových článků je platinový katalyzátor používaný pro reakce. Významný výzkum a vývoj se zaměřil na snížení obsahu platiny nebo její nahrazení. V roce 2025 tým ze SINTEF (Norsko) oznámil pozoruhodný úspěch: optimalizací uspořádání platinových nanočástic a návrhu membrány dosáhli snížení množství platiny o 62,5 % v PEM palivovém článku při zachování výkonu norwegianscitechnews.com. „Snížením množství platiny v palivovém článku nejenže pomáháme snižovat náklady, ale také bereme v úvahu globální výzvy týkající se dodávek důležitých surovin a udržitelnosti,“ vysvětlil Patrick Fortin, výzkumník SINTEF norwegianscitechnews.com. Tato „extrémně tenká“ nová membránová technologie, kterou vyvinuli, je pouze 10 mikrometrů silná (asi 1/10 tloušťky listu papíru) a vyžadovala velmi rovnoměrné nanášení katalyzátoru, aby byl zajištěn vysoký výkon norwegianscitechnews.com. Výsledkem je levnější, ekologičtější membránovo-elektrodové uspořádání, které stále poskytuje potřebný výkon. Takové průlomy snižují náklady a závislost na vzácné platině (kritická surovina, která se těží převážně v Jižní Africe/Rusku). Současně výzkumníci zkoumají katalyzátory bez kovů platinové skupiny (PGM-free) využívající nové materiály (např. uhlíky dopované železem a dusíkem, perovskitové oxidy) s cílem nakonec platině zcela předejít. Některé experimentální PGM-free katody vykazují v laboratořích slušný výkon, ale výzvou zůstává životnost – přesto je pokrok stálý.
• Nové membrány a materiály bez PFAS: PEM palivové články tradičně používají membrány Nafion a podobné fluorované polymery. Ty však spadají do kategorie PFAS („věčné chemikálie“), které představují environmentální a zdravotní rizika, pokud se rozloží. Probíhají snahy vyvinout membrány bez PFAS, které jsou stejně účinné. Výše zmíněná inovace SINTEF nejenže ztenčila membránu o 33 % (zlepšila vodivost a snížila spotřebu materiálu), ale tyto membrány také obsahovaly méně fluoru, čímž se snížilo potenciální riziko PFAS norwegianscitechnews.com. EU dokonce zvažuje omezení PFAS, takže je to aktuální téma. Další společnosti testují membrány na bázi uhlovodíků nebo kompozitní membrány, které se PFAS zcela vyhýbají. Vylepšené membrány také umožňují vyšší provozní teploty (nad 120 °C pro PEM, což napomáhá využití odpadního tepla a toleranci vůči nečistotám). Jedním z vzrušujících vývojů jsou aniontově výměnné membrány (AEM) pro alkalické membránové palivové články – tyto mohou používat levnější katalyzátory a možná umožní využití nečistého vodíku. Výzvou u AEM byla chemická stabilita, ale nedávný pokrok přinesl odolnější AEM polymery, které v testech překročily životnost 5 000 hodin a přibližují se spolehlivosti PEM.
• Zvýšení životnosti: Palivové články musí vydržet déle, aby byly ekonomicky životaschopné, zejména pro těžký provoz a stacionární aplikace. Inovace ke zvýšení životnosti zahrnují lepší povlaky bipolárních desek (proti korozi), nosiče katalyzátorů, které odolávají korozi uhlíku, a použití vlastních přísad v elektrolytech ke snížení degradace. Například nejnovější palivový článek Toyota Mirai údajně zdvojnásobil životnost oproti první generaci, nyní cílí na 8 000–10 000 hodin (ekvivalent přes 150 000 mil v autě). U těžkých článků společnosti jako Ballard a Cummins představily robustní membrány a komponenty odolné proti korozi navržené na 30 000 hodin. Těžký palivový článek Freudenberg zmíněný dříve využívá speciální konstrukci elektrody a zvlhčovací systém ke snížení degradace při vysokém zatížení sustainable-bus.com. Program amerického DOE Million Mile Fuel Cell Truck stanovil cíl 30 000 hodin pro palivové články v kamionech (asi 1 milion mil jízdy). V roce 2023 tento konsorcium oznámilo, že vyvinulo nový katalyzátor, který poskytuje „2,5 kW na gram platiny“ – trojnásobek konvenční hustoty výkonu katalyzátoru – a zároveň splňuje cíle životnosti a nákladů innovationnewsnetwork.com. Nyní tuto technologii nabízejí k licencování, což by mohlo výrazně zvýšit životnost a snížit náklady palivových článků nové generace pro kamiony. Kromě toho pokročilá diagnostika a řídicí algoritmy pomáhají prodloužit životnost; moderní systémy mohou dynamicky upravovat provozní podmínky, aby minimalizovaly zátěž palivového článku (například zabráněním rychlému zamrznutí nebo omezením napěťových špiček, které způsobují degradaci).
• PEM s vyšší provozní teplotou a tolerance vůči CO: Provoz PEM palivových článků při teplotách nad 100 °C je žádoucí (lepší využití odpadního tepla, jednodušší chlazení a tolerance vůči některým nečistotám). Výzkumníci vyvinuli membrány z polybenzimidazolu dopovaného kyselinou fosforečnou (PA-PBI), které umožňují provoz PEM palivových článků při 150–180 °C. Několik firem (například Advent Technologies) komercializuje tyto PEM s vysokou teplotou (HT-PEM), které mohou používat i reformovaný metanol nebo zemní plyn jako palivo, protože snesou až 1–2 % oxidu uhelnatého, který by běžný PEM otrávil energy.gov. Systémy HT-PEM se ukazují jako slibné zejména pro stacionární a námořní APU, i když jejich životnost zatím nedosahuje úrovně nízkoteplotních PEM.
• Výroba a škálování: Mnoho inovací se zaměřuje na zjednodušení a zlevnění výroby palivových článků. Firmy zdokonalily automatizovanou výrobu MEA (membránově-elektrodové sestavy), včetně kontinuálního nanášení katalyzátoru a vylepšené kontroly kvality (strojové vidění kontroluje každou membránu na vady). Zlepšila se také výroba bipolárních desek – ražení tenkých kovových desek je nyní běžné (nahrazuje dražší obráběné grafitové desky) a testují se i plastové kompozitní desky. Sestavy jsou navrhovány pro velkoobjemovou výrobu. Například nejnovější sestava Toyoty snížila počet dílů a používá lisované uhlíko-polymerové bipolární desky, které jsou lehčí a jednodušší. Tyto pokroky snižují cenu za kilowatt. V roce 2020 DOE odhadovalo, že automobilový PEMFC stack by mohl stát asi 80 USD/kW při velkém objemu; do roku 2025 jsou cíle průmyslu pod 60 USD/kW při 100 000 kusech ročně a pod 40 USD/kW do roku 2030, což by učinilo FCEV cenově konkurenceschopné se spalovacími motory innovationnewsnetwork.com. Za zmínku stojí také inovace ve výrobě, například 3D tisk: výzkumníci začali 3D tisknout komponenty palivových článků, jako jsou složité průtokové desky a dokonce i vrstvy katalyzátoru, což může snížit odpad a umožnit nové návrhy zlepšující výkon (např. optimalizované průtokové kanály pro rovnoměrné rozložení plynu).
• Recyklace a udržitelnost: S rostoucím nasazením palivových článků se pozornost obrací k recyklaci použitých sestav za účelem získání cenných materiálů (platina, membrány). Objevují se nové metody – například zpráva z roku 2025 zdůraznila techniku „zvukových vln“ pro oddělení a získání katalytických materiálů z použitých palivových článků fuelcellsworks.com. IEA uvádí, že recyklace platiny z palivových článků je proveditelná a bude důležitá pro minimalizaci potřeby nové platiny, pokud budou vyráběny miliony FCEV. Některé firmy se mezitím zaměřují na zelenou výrobu: eliminaci toxických chemikálií z výrobního procesu (zvláště relevantní u starších membrán obsahujících PFAS) a zajištění, že palivové články budou po celý životní cyklus skutečně čistou technologií.
• Systémová integrace a hybridizace: Mnoho palivových článků je nyní chytře integrováno s bateriemi nebo ultrakapacitory pro zvládání přechodných zátěží. Tento hybridní přístup umožňuje, aby palivový článek běžel při stálém optimálním zatížení (pro efektivitu a dlouhou životnost), zatímco baterie zvládá špičky, čímž se zlepšuje celková odezva a životnost systému. Například prakticky všechna auta na palivové články jsou hybridy (Mirai má malou baterii pro rekuperaci brzdné energie a zvýšení akcelerace). Dokonce i autobusy a nákladní vozy na palivové články často obsahují lithium-iontový vyrovnávací článek. Pokroky v oblasti výkonové elektroniky a řídicího softwaru toto umožňují bezproblémově. Navíc integrace s elektrolyzéry a obnovitelnými zdroji je žhavou oblastí inovací – vytváření virtuálních uzavřených smyček, kde přebytečná solární energie vyrábí vodík elektrolýzou, uložený vodík napájí palivové články v noci atd. Koncept reverzibilních palivových článků (tuhý oxid nebo PEM, které mohou běžet zpětně jako elektrolyzéry) je jednou z nejmodernějších technologií, které se zkoumají pro zjednodušení těchto systémů energy.gov. Několik startupů má nyní prototypy reverzibilních SOC (solid oxide cell) systémů.
• Nová paliva a nosiče: Inovace se neomezuje pouze na vodík jako plynné palivo. Studují se alternativy jako palivové články na amoniak (štěpení amoniaku na vodík v rámci systému palivového článku, nebo dokonce přímé palivové články na amoniak se speciálními katalyzátory). Pokud by to bylo úspěšné, mohlo by to využít infrastrukturu pro amoniak k přepravě energie. Další nová myšlenka: kapalné organické nosiče vodíku (LOHC), které uvolňují vodík do palivového článku na vyžádání pomocí katalyzátoru. V roce 2023 vědci také předvedli přímý palivový článek na kyselinu mravenčí, který by mohl dosáhnout vysoké hustoty výkonu – kyselina mravenčí nese vodík v kapalné formě a mohla by být snáze manipulovatelná než H₂. Žádný z těchto systémů zatím není komerčně dostupný, ale ukazují na flexibilní možnosti paliv do budoucna, což by mohlo urychlit adopci díky využití nejvhodnějšího nosiče vodíku pro danou aplikaci.
• Recyklace palivových článků a druhý život: Z hlediska udržitelnosti, protože palivové články postupně degradují, dalším nápadem je znovu využít použité automobilové palivové články v aplikacích s nižšími nároky jako druhý život (podobně jako baterie z elektromobilů nacházejí druhý život v akumulačních úložištích). Například palivový článek z auta, který klesl pod 80 % původního výkonu (konec životnosti pro jízdu), by mohl být stále použit v domácí jednotce kogenerace nebo jako záložní generátor. To vyžaduje modulární konstrukci pro snadnou renovaci nebo přestavbu článků. Někteří výrobci automobilů o to projevili zájem, aby zlepšili celkovou ekonomiku a udržitelnost životního cyklu palivových článků.

Mnoho z těchto inovací je podporováno společnými úsilími. Fuel Cell & Hydrogen Joint Undertaking v EU a konsorcia amerického DOE spojují národní laboratoře, akademickou sféru a průmysl k řešení těchto technických výzev. Například Fuel Cell Consortium for Performance and Durability (FC-PAD) amerického DOE se zaměřuje na pochopení degradačních mechanismů pro vývoj lepších materiálů. V Evropě projekty jako CAMELOT (zmíněný v případě SINTEF) usilují o posunutí limitů výkonu PEMFC pomocí nových konstrukcí norwegianscitechnews.com.

Stojí také za zmínku rychlý pokrok v oblasti elektrolyzérů (zrcadlová technologie pro výrobu vodíku). Ačkoliv nejde přímo o palivové články, zlepšení v technologii elektrolyzérů (jako levnější katalyzátory, nové typy membrán a schopnost využívat nečistou vodu ts2.tech) přímo prospívají ekosystému palivových článků tím, že zelený vodík činí levnějším a dostupnějším. IEA uvedla, že globální výroba elektrolyzérů se rozšiřuje 25násobně, což sníží cenu zeleného vodíku a tím podpoří širší adopci palivových článků innovationnewsnetwork.com. Techniky jako využití AI pro řízení systému a digitální dvojčata pro predikci údržby se také aplikují na systémy palivových článků, aby se maximalizovala provozuschopnost a výkon.

Celkově vedla neustálá inovace k hmatatelným zlepšením: moderní palivové články mají přibližně 5× delší životnost a 3× vyšší měrný výkon za zlomek ceny oproti těm před 20 lety. Jak prof. Gernot Stellberger, CEO EKPO Fuel Cell Technologies, shrnul v dopise pro průmysl: „V EKPO činíme palivový článek konkurenceschopným – z hlediska výkonu, ceny a spolehlivosti.“ Dodává však, že pro realizaci těchto přínosů „je vodíková mobilita připravena k nasazení, ale vyžaduje rozhodnou politickou podporu k překlenutí počátečního cenového rozdílu.“ hydrogen-central.com To podtrhuje, že technologie je jen jedna strana mince; pro skutečné snížení nákladů je třeba podpůrných politik, které umožní rozšíření výroby. Politické a ekonomické aspekty probereme dále, ale z technologického hlediska je obor palivových článků velmi živý, s průlomovými objevy z materiálových laboratoří, startupových garáží i korporátních R&D center. Tyto inovace dávají důvěru, že klasické výzvy palivových článků (náklady, životnost, závislost na katalyzátorech) lze překonat a otevřít tak cestu k jejich širokému využití.

Dopad palivových článků na životní prostředí

Palivové články jsou často označovány jako „zařízení s nulovými emisemi“ – a skutečně, při provozu na čistý vodík je jejich jediným vedlejším produktem vodní pára. To přináší obrovské environmentální výhody, zejména v eliminaci znečišťujících látek a skleníkových plynů v místě použití. Pro úplné posouzení dopadu na životní prostředí je však třeba zohlednit způsob výroby paliva a faktory životního cyklu. Zde rozebíráme environmentální výhody a nevýhody palivových článků a jejich roli v širší dekarbonizační strategii:

• Nulové emise z výfuku/lokální emise: Vozidla na palivové články (FCEV) a elektrárny na palivové články neprodukují na místě žádné emise ze spalování. U vozidel to znamená žádné CO₂, žádné NOₓ, žádné uhlovodíky, žádné pevné částice vycházející z výfuku – pouze vodu. Ve městech, která bojují s kvalitou ovzduší, je to obrovská výhoda. Každý autobus na palivové články, který nahradí dieselový autobus, eliminuje nejen CO₂, ale také škodlivé dieselové saze a NOₓ, které způsobují dýchací potíže. Totéž platí pro stacionární aplikace: palivový článek poháněný vodíkem v centru města poskytuje čistou energii bez znečištění, které způsobuje dieselový generátor nebo mikroturbína. To může výrazně zlepšit kvalitu ovzduší a veřejné zdraví, zejména v hustě osídlených nebo uzavřených prostředích (např. vysokozdvižné vozíky ve skladech – výměna propanových vozíků za palivové články znamená konec hromadění oxidu uhelnatého uvnitř budov). Systémy na palivové články jsou také tiché, což snižuje hlukové znečištění ve srovnání s motorovými generátory nebo vozidly.
• Emise skleníkových plynů: Pokud je vodík (nebo jiné palivo) vyráběn z obnovitelných nebo nízkouhlíkových zdrojů, palivové články nabízejí cestu k hluboké dekarbonizaci využití energie. Například auto na palivové články poháněné vodíkem z elektrolýzy napájené solární energií má téměř nulové celoživotní emise CO₂ – skutečně zelená mobilita. Scénář Mezinárodní energetické agentury pro dosažení uhlíkové neutrality v roce 2050 spoléhá na vodík a palivové články k dekarbonizaci těžké dopravy a průmyslu, kde je přímá elektrifikace obtížná iea.org. Nicméně, zdroj vodíku je zásadní. Dnes je přibližně 95 % vodíku vyráběno z fosilních paliv (reformování zemního plynu nebo zplyňování uhlí) bez zachytávání CO₂ iea.org. Tento „šedý“ vodík produkuje významné množství CO₂ v počáteční fázi, přibližně 9–10 kg CO₂ na 1 kg H₂ ze zemního plynu. Použití takového vodíku v automobilu s palivovým článkem by ve skutečnosti vedlo k celoživotním emisím srovnatelným nebo vyšším než u hybridního vozu na benzin – ve skutečnosti by se emise přesunuly z výfuku do vodíkové továrny. Aby tedy bylo možné dosáhnout klimatických přínosů, vodík musí být nízkouhlíkový: buď „zelený vodík“ pomocí elektrolýzy s obnovitelnou elektřinou, nebo „modrý vodík“ pomocí výroby z fosilních paliv se zachytáváním a ukládáním uhlíku. V současnosti má nízkoemisní vodík pouze okrajovou roli (<1 Mt z ~97 Mt celkového vodíku v roce 2023) iea.org, ale vlna nových projektů je v přípravě a mohla by tuto situaci do roku 2030 zásadně změnit iea.org. IEA uvádí, že pokud by byly oznámené projekty realizovány, vedlo by to k pětinásobnému nárůstu produkce nízkouhlíkového vodíku do roku 2030 iea.org. Kromě toho politiky jako americký daňový kredit na vodík v rámci Inflation Reduction Act (až 3 $/kg pro zelený H₂) a evropská vodíková strategie se snaží urychlit rozvoj čistého H₂ iea.org. Mezitím některé projekty palivových článků využívají „přechodná“ paliva: např. mnoho stacionárních palivových článků běží na zemní plyn, ale dosahuje snížení CO₂ díky vyšší účinnosti než spalovací elektrárna (a v režimu kogenerace také tím, že nahrazuje samostatnou výrobu tepla). Například 60% účinný palivový článek vypouští přibližně polovinu CO₂ na kWh oproti 33% účinné elektrárně na stejném palivu energy.gov. Pokud je palivový článek napájen bioplynem (obnovitelný zemní plyn z odpadu), může být dokonce uhlíkově neutrální nebo uhlíkově negativní. Mnoho serverů Bloom Energy je například poháněno bioplynem ze skládek. V Kalifornii projekty s palivovými články často využívají směrovaný bioplyn, aby vykazovaly velmi nízkou uhlíkovou stopu.
• Obtížně dekarbonizovatelné sektory: Palivové články (a vodík) umožňují dekarbonizaci tam, kde jiné prostředky selhávají. Pro těžký průmysl (ocelářství, chemie, dálková doprava) je přímá elektrifikace obtížná a biopaliva mají své limity. Vodík může nahradit uhlí při výrobě oceli (přímou redukcí) a palivové články mohou poskytovat vysokoteplotní teplo nebo elektřinu bez emisí. U nákladní dopravy baterie nemusí zvládnout 40tunové náklady na vzdálenost 800 km bez nepraktické hmotnosti; vodík v palivových článcích to zvládne. IEA zdůrazňuje, že vodík a paliva na bázi vodíku „mohou hrát důležitou roli v sektorech, kde jsou emise obtížně snižovatelné a jiné řešení nejsou dostupná nebo jsou obtížná“, jako je těžký průmysl a dálková doprava iea.org. Do roku 2030 v IEA scénáři čisté nuly tyto sektory představují 40 % poptávky po vodíku (oproti <0,1 % dnes) iea.org. Palivové články jsou zařízení, která tento vodík přemění na využitelnou energii pro tyto sektory čistě.
• Energetická účinnost a CO₂ na km: Pokud jde o účinnost, vozidla s palivovými články jsou obecně energeticky účinnější než spalovací motory, ale méně účinná než bateriová elektrická vozidla. Auto s PEM palivovým článkem může být ~50–60 % účinné při přeměně energie vodíku na výkon na kolech (plus určité ztráty při výrobě vodíku). BEV je 70–80 % účinné od sítě ke kolům, zatímco benzinové auto je možná 20–25 %. Takže i při použití vodíku z zemního plynu v autě s palivovým článkem dochází ke snížení CO₂ ve srovnání s obdobným benzinovým autem díky vyšší účinnosti, ale ne tolik jako při použití obnovitelného vodíku. S obnovitelným vodíkem je CO₂ na km téměř nulové. Také protože palivové články si udržují vysokou účinnost i při částečném zatížení, může mít FCEV při jízdě ve městě menší ztrátu účinnosti než vozidlo se spalovacím motorem v provozu s častým zastavováním a rozjížděním.
• Znečišťující látky a kvalita ovzduší: Zabývali jsme se emisemi z výfuků, ale je třeba zvážit i emise vznikající při výrobě paliva. Výroba vodíku ze zemního plynu skutečně produkuje CO₂ (pokud není zachycován), ale nevypouští lokální znečišťující látky, které ovlivňují lidské zdraví. Zplyňování uhlí pro výrobu vodíku, které se používá na některých místech, má významné emise znečišťujících látek, pokud nejsou odstraněny – tento způsob však ustupuje kvůli vysoké uhlíkové stopě. Na druhou stranu elektrolýza má téměř nulové environmentální emise, pokud je poháněna obnovitelnými zdroji (může vznikat trochu vodní páry z chladicích věží u velkých elektráren, ale to je zanedbatelné). Spotřeba vody je další aspekt: samotné palivové články vodu produkují, nikoli spotřebovávají (PEM palivový článek vyrobí asi 0,7 litru vody na 1 kg spotřebovaného H₂). Elektrolýza pro výrobu vodíku vyžaduje vstup vody – přibližně 9 litrů na 1 kg H₂. Pokud se vodík vyrábí ze zemního plynu, voda se spíše produkuje, než spotřebovává (CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O). Dopad na vodu tedy závisí na zvolené cestě: zelený vodík vodu spotřebovává (ale v poměrně malém množství; např. výroba 1 tuny H₂ (což je hodně energie) spotřebuje asi 9–10 tun vody, což je srovnatelné s výrobou 1 tuny oceli). Některé firmy hledají způsoby, jak pro elektrolýzu využít odpadní nebo dokonce mořskou vodu (nedávný průlom umožnil provoz PEM elektrolýzerů na nečistou vodu ts2.tech). Celkově nejsou vodík/palivové články příliš náročné na vodu ve srovnání například s biopalivy nebo tepelnými elektrárnami a v některých aplikacích mohou palivové články dokonce vodu poskytovat. Například systém Toyota Tri-gen produkuje jako vedlejší produkt 1 400 galonů vody denně, kterou využívají k mytí aut pressroom.toyota.com.
• Dopady na materiály a zdroje: Palivové články skutečně využívají některé vzácné materiály (kovy platinové skupiny), ale v malém množství. Jak bylo zmíněno, jejich spotřeba se snižuje a lze je recyklovat. Z hlediska zdrojů by budoucnost s miliony aut na palivové články vyžadovala určité navýšení dodávek platiny, ale odhady ukazují, že by šlo o několik stovek tun navíc do roku 2040, což je reálné zejména díky recyklaci (na rozdíl od baterií, které vyžadují velké množství lithia, kobaltu, niklu atd., což vyvolává vlastní otázky udržitelnosti). Palivové články také mohou snížit závislost na některých kritických surovinách: například FCEV nepotřebuje ve velkém měřítku lithium ani kobalt (jen malou baterii), což by mohlo ulevit těmto dodavatelským řetězcům, pokud by FCEV získaly významný podíl. Samotný vodík lze vyrábět z různých místních zdrojů (obnovitelné zdroje, jaderná energie, biomasa atd.), což zvyšuje energetickou bezpečnost a snižuje environmentální dopady těžby/rafinace ropy. Regiony s dostatkem obnovitelných zdrojů (slunné pouště, větrné pláně) mohou energii exportovat ve formě vodíku bez nutnosti budovat rozsáhlé přenosové sítě.
• Srovnání s alternativami: Stojí za to porovnat palivové články s dalšími řešeními, jako jsou bateriová elektroauta nebo biopaliva, z environmentálního hlediska. BEV mají vyšší účinnost, ale čelí dopadům výroby (těžba pro velké baterie atd.) a stále vyžadují čistou síť, aby byly skutečně nízkouhlíkové. Palivové články přesouvají environmentální zátěž na výrobu vodíku – která, pokud je prováděna čistě, může mít velmi nízký dopad. V praxi pravděpodobně bude existovat mix. Mnoho odborníků vidí palivové články a baterie jako komplementární: baterie pro kratší vzdálenosti a lehká vozidla, palivové články pro těžší a dlouhodobé potřeby. Tento kombinovaný přístup, jak zdůraznil i dopis generálních ředitelů EU, by mohl ve skutečnosti minimalizovat celkové systémové náklady a infrastrukturu – a pravděpodobně i environmentální dopad – tím, že se každé použije tam, kde je to optimální hydrogen-central.com.
• Únik vodíku: Jemným environmentálním aspektem, který je předmětem výzkumu, je vliv úniku vodíku do atmosféry. Samotný vodík není skleníkový plyn, ale pokud uniká, může prodloužit životnost metanu a nepřímo přispívat k oteplování. Studie tento risk zkoumají; Hydrogen Council upozorňuje, že udržet úniky na nízké úrovni (což je dosažitelné dobrou technikou) je důležité. I tak je nejhorší možný oteplovací efekt uniklého H₂ mnohem nižší než u úniku CO₂ nebo metanu se stejným energetickým obsahem. Přesto průmysl vyvíjí senzory a protokoly pro minimalizaci ztrát při výrobě, přepravě a využití vodíku.

Celkově je environmentální výhled pro palivové články velmi pozitivní za předpokladu, že vodík pochází z čistých zdrojů. Proto jde tolik investic do rozšiřování výroby zeleného vodíku. Mezinárodní energetická agentura zdůrazňuje, že ačkoliv je dynamika silná (60 zemí má vodíkové strategie), musíme „vytvořit poptávku po nízkoemisním vodíku a uvolnit investice pro rozšíření výroby a snížení nákladů“, jinak vodíková ekonomika nenaplní svůj environmentální potenciál iea.org. V současnosti dosáhlo konečného investičního rozhodnutí pouze 7 % oznámených nízkouhlíkových vodíkových projektů, často kvůli nedostatku jasné poptávky nebo podpory politiky iea.org. Tato mezera je nyní řešena politikami (více v další části).

Je vidět rychlý posun: například na začátku roku 2025 americké ministerstvo financí dokončilo pravidla pro daňový kredit na výrobu vodíku v rámci IRA, čímž poskytlo investorům jistotu iea.org. Evropa spustila aukce Vodíkové banky na dotování odběru zeleného H₂ iea.org. Tyto kroky by měly katalyzovat větší produkci nízkouhlíkového vodíku, což přímo zlepšuje environmentální stopu každého nasazeného palivového článku. Již nyní globální investice do nízkoemisního vodíku mají v roce 2025 vzrůst o ~70 % na téměř 8 miliard dolarů, po 60% nárůstu v roce 2024 ts2.tech. Stručně řečeno, čím čistší vodík, tím zelenější palivový článek – a celý průmysl rychle směřuje k tomu, aby byly dodávky vodíku čisté.

Z širšího pohledu přispívají palivové články k environmentální udržitelnosti nejen prostřednictvím emisí, ale také umožněním diverzifikace energetiky a odolnosti. Mohou využívat přebytečnou obnovitelnou energii (zabraňují plýtvání/omezování výroby) a poskytovat čistou energii v odlehlých nebo katastrofou zasažených oblastech (podpora potřeb lidí i ekosystémů). Ve spojení s obnovitelnými zdroji umožňují postupné vyřazení fosilních paliv v sektorech, které byly dříve považovány za neřešitelné, čímž snižují znečištění i dopad na klima. Jak výstižně řekl generální ředitel Air Liquide François Jackow: „Vodík je klíčovým nástrojem dekarbonizace pro průmysl a mobilitu a pilířem budoucí energetické a průmyslové odolnosti.“ hydrogen-central.com Palivové články jsou tahouny, které tento vodík přeměňují na praktickou energii bez znečištění.

Závěrem lze říci, že technologie palivových článků nabízí významné environmentální přínosy: čistý vzduch, nižší emise skleníkových plynů a integraci obnovitelných zdrojů. Hlavní varování spočívá v tom, aby nedošlo pouze k přesunu emisí na začátek řetězce používáním fosilního vodíku – což je přechodný problém, který aktivně řeší důsledná politika a tržní trendy. S rozšiřováním zeleného vodíku mají palivové články potenciál poskytovat skutečně bezuhlíkovou energii v mnoha oblastech. Kombinace nulových emisí z provozu a stále více bezuhlíkového paliva činí z palivových článků základní kámen mnoha národních klimatických strategií a firemních plánů udržitelnosti. Je zřejmé, že pokud jde o snižování znečištění a boj proti změně klimatu, jsou palivové články spíše spojencem než hrozbou – což potvrzují vědci i tvůrci politik po celém světě.

Ekonomická proveditelnost a tržní trendy

Ekonomika palivových článků byla dlouho předmětem zkoumání. Historicky byly palivové články drahé, high-tech kuriozity, které si mohly dovolit pouze vesmírné mise nebo demonstrační projekty. Během posledního desetiletí však náklady výrazně klesly a mnoho aplikací palivových článků se blíží ekonomické životaschopnosti – zejména s podpůrnými politikami a při vyšších objemech výroby. Zde hodnotíme ekonomickou proveditelnost palivových článků v různých sektorech a zkoumáme současné tržní trendy, včetně investic, růstových projekcí a toho, jak politické iniciativy formují trh.

Vývoj nákladů a konkurenceschopnost

Náklady na systémy palivových článků se měří v nákladech na kilowatt (pro stacionární a automobilové články) nebo v celkových nákladech na jednotku (například autobus nebo auto). Ke snižování nákladů přispělo několik faktorů:

• Sériová výroba: Jak se výroba zvyšuje z desítek na tisíce kusů, nastupují výrobní úspory. Toyota například snížila náklady na palivový článek Mirai od první ke druhé generaci odhadem o 75 % díky hromadné výrobě a zjednodušení konstrukce. Přesto FCEV zůstávají zpočátku dražší než srovnatelné spalovací nebo dokonce bateriové vozy kvůli nízkým objemům a nákladným komponentům (Mirai stojí kolem 50 000 USD+ před dotacemi). Cílem amerického DOE je dosáhnout parity nákladů s ICE při vysokých objemech do roku 2030 (~30 USD/kW za systém palivových článků).
• Snížení platiny: O technickém snižování platiny jsme již mluvili; ekonomicky je platina významnou částí nákladů na článek. Snížení množství nebo použití recyklované platiny může snížit náklady na článek o tisíce dolarů. V současnosti může mít 80kW automobilový palivový článek 10–20 g platiny (dle konstrukce) – při 30 USD/gram je to 300–600 USD za platinu, což není zásadní, ale stojí za zmínku. U těžkých vozidel jsou články větší, ale snaha je udržet množství platiny na kW co nejnižší. Stacionární MCFC a SOFC se platině zcela vyhýbají, což pomáhá s náklady na materiál (i když mají jiné drahé materiály a montážní procesy).
• Systémové pomocné zařízení (BoP): Komponenty mimo samotný článek, jako jsou kompresory, zvlhčovače, výkonová elektronika, nádrže atd., významně přispívají k nákladům. I zde pomáhá objem výroby a vyspělost dodavatelského řetězce. U vozidel jsou nádrže na vodík z uhlíkových vláken hlavní položkou (často stejně drahé jako samotný palivový článek). Tyto náklady klesají o ~10–20 % při každém zdvojnásobení objemu. Průmysl zkoumá alternativní skladování (například kovové hydridy nebo levnější vlákna), ale v blízké budoucnosti jde hlavně o rozšíření výroby kompozitů. EU a Japonsko mají programy na snížení nákladů na nádrže na polovinu do roku 2030 díky automatizaci a novým materiálům. U stacionárních systémů zahrnuje BoP reformery (při použití zemního plynu), měniče, výměníky tepla – i zde pomáhá standardizace a objem výroby.
• Náklady na palivo: Ekonomická proveditelnost závisí také na ceně vodíku (nebo metanolu atd.). Vodíkové palivo je dnes v počátečních trzích drahé. Na veřejných H₂ stanicích v Kalifornii nebo Evropě stojí vodík často 10–15 $ za kg (energeticky zhruba odpovídá 4–6 $/galon benzínu). To znamená, že tankování FCEV může být podobné nebo mírně dražší než benzín na míli (a ve srovnání s náklady na elektřinu pro EV je to vyšší). Náklady však klesají s tím, jak se rozšiřuje výroba. Program Hydrogen Shot amerického ministerstva energetiky si klade za cíl dosáhnout ceny 1 $ za kg vodíku do roku 2031 innovationnewsnetwork.com. I když je to ambiciózní, i 3 $/kg (s obnovitelnými zdroji nebo SMR+CCS) by znamenalo, že provoz FCEV na vodík by byl velmi levný na míli, protože palivové články jsou 2–3× účinnější než spalovací motory. V průmyslovém měřítku klesly náklady na zelený vodík v nejlepších případech (s velmi levnou obnovitelnou energií) v roce 2025 na cca 4–6 $/kg a modrý vodík může stát 2–3 $/kg. Nový americký daňový kredit (až 3 $/kg) by mohl efektivně zlevnit zelený vodík pro výrobce na 1–2 $/kg, což by se v příštích letech pravděpodobně promítlo do maloobchodních cen pod 5 $. Evropské projekty zeleného vodíku v rámci Hydrogen Bank mají podobně za cíl kontrakty kolem 4–5 €/kg nebo méně. To vše znamená: bariéra nákladů na palivo je řešena, což zlepší ekonomiku provozu palivových článků oproti konvenčním palivům. Pro dálkové kamiony je vodík za 5 $/kg zhruba na úrovni na míli s naftou za 3 $/galon, vzhledem k výhodě účinnosti palivového článku.
• Pobídky a uhlíkové zpoplatnění: Vládní pobídky v současnosti naklánějí ekonomiku ve prospěch palivových článků. Mnoho zemí nabízí dotace nebo daňové úlevy: např. USA poskytují až 7 500 $ daňový kredit na auta s palivovými články (stejně jako na EV), Kalifornie přidává další pobídky a několik zemí EU poskytuje příspěvky na nákup FCEV (Francie nabízí 7 000 € na H₂ auto, Německo odpouští silniční daně atd.). Pro autobusy a nákladní vozy existují rozsáhlé veřejné spolufinancované programy (EU JIVE financovala 300+ autobusů, kalifornský HVIP pokrývá velkou část nákladů na H₂ kamion). Stacionární palivové články těží z daňových úlev (30% ITC v USA fuelcellenergy.com) a programů jako japonské dotace na kogeneraci. Pokud se navíc zpřísní uhlíkové zpoplatnění nebo emisní regulace, náklady na vypouštění CO₂ porostou – což fakticky zvýhodní bezemisní technologie jako palivové články. Například v rámci evropských flotilových CO₂ regulací a možných budoucích palivových mandátů může použití zeleného vodíku generovat kredity, které lze zpeněžit. Toto politické prostředí bude v příštích 5–10 letech klíčové pro překlenutí k soběstačným tržním objemům.

Současná konkurenceschopnost: V určitých segmentech jsou palivové články již ekonomicky konkurenceschopné nebo blízko tomu:

• Skladové vysokozdvižné vozíky: Vysokozdvižné vozíky na palivové články překonávají bateriové z hlediska provozuschopnosti a efektivity práce ve velkých flotilách. Firmy jako Walmart zjistily, že navzdory vyšším kapitálovým nákladům jsou díky zvýšení průchodnosti (žádná výměna baterií, konzistentnější výkon) a úspoře místa (není potřeba nabíjecí místnost) palivové články finančně atraktivní innovationnewsnetwork.com. To vedlo k nasazení desítek tisíc těchto vozíků v rámci leasingových modelů od společnosti Plug Power. Generální ředitel Plug Power uvedl, že tyto vysokozdvižné vozíky mohou mít přesvědčivou návratnost investice na místech s vysokým využitím – což je důvod, proč Amazon, Walmart, Home Depot atd. vstoupily do tohoto segmentu brzy.
• Autobusy: Autobusy na palivové články jsou stále dražší než dieselové nebo bateriové autobusy při pořízení. Některé dopravní podniky však spočítaly, že na určitých linkách (dlouhé trasy, chladné počasí nebo vysoké zatížení) potřebují méně H₂ autobusů než bateriových (díky rychlejšímu tankování a delšímu dojezdu). Příkladem je případ Vídně, kde bylo 12 BEB (bateriových elektrických autobusů) nahrazeno 10 FCEB sustainable-bus.com. Během 12leté životnosti, pokud cena vodíku klesne a údržba bude srovnatelná, by se celkové náklady na vlastnictví (TCO) mohly sblížit. První data ukazují, že autobusy na palivové články mají v některých flotilách nižší dobu odstávky než první bateriové autobusy, což může ušetřit peníze.
• Dálkové nákladní vozy: Zde je diesel těžko překonatelný z hlediska nákladů. Nákladní vozy na palivové články mají vyšší pořizovací cenu (aktuálně možná 1,5–2× vyšší než diesel) a vodík zatím není levnější než diesel na míli. Nicméně s očekávanou sériovou výrobou koncem 20. let (Daimler, Volvo, Hyundai všichni plánují sériovou výrobu) a s výše zmíněnými změnami cen paliv by se ekonomika mohla obrátit. Zejména pokud regulace nulových emisí donutí dopravce přejít na ne-dieselové vozy, mohou být palivové články preferovanou volbou pro dlouhé trasy díky provozní ekonomice (užitečné zatížení a využití). Nedávná studie ACT Research předpovídá, že FCEV nákladní vozy by mohly dosáhnout parity TCO s dieselem v některých segmentech těžké dopravy do poloviny 30. let, pokud cena vodíku klesne na přibližně 4 $/kg. Kalifornie a Evropa již signalizují ukončení prodeje dieselů ve 30. letech, což vytváří obchodní případ pro včasné investice do nákladní dopravy na palivové články.
• Stacionární výroba energie: U primárního zdroje energie mají palivové články stále často vyšší kapitálové náklady na kW než elektrárny připojené k síti nebo motory. Mohou však konkurovat v oblastech, kde je ceněna spolehlivost a nízké emise. Například datová centra mohou využívat palivové články spolu se sítí v konfiguraci, která eliminuje potřebu záložních generátorů a UPS systémů, což může potenciálně vyrovnat náklady. Microsoft zjistil, že použitím 3MW palivového článku místo dieselových generátorů mohou být celkové náklady rozumné, pokud se započítá eliminace části energetické infrastruktury carboncredits.com. V regionech s vysokou cenou elektřiny (např. ostrovy nebo odlehlé oblasti provozující dieselové generátory za 0,30 $/kWh) by se palivové články poháněné lokálně vyráběným vodíkem nebo amoniakem mohly stát nákladově efektivní čistou náhradou. Vlády jsou také ochotny platit příplatek za environmentální přínosy a odolnost sítě, prostřednictvím programů jako NYSERDA, které financují rané nasazení nyserda.ny.gov. Postupem času, pokud budou na generátory uvaleny uhlíkové poplatky nebo přísné limity znečištění (některá města zvažují zákaz nových dieselových záloh pro velké budovy), získají palivové články ekonomickou výhodu.
• Mikro-KVET: Palivové články pro mikro-KVET v domácnostech jsou stále poměrně drahé (desítky tisíc dolarů), ale v Japonsku je díky dotacím a vysoké ceně elektřiny ze sítě + zkapalněného zemního plynu učinily životaschopnými pro první uživatele. Náklady se od zavedení snížily na polovinu a výrobci je chtějí dále snižovat masovou výrobou. Pokud zůstanou náklady na palivo (zemní plyn nebo vodík) rozumné a pokud má záložní zdroj energie hodnotu (po katastrofách apod.), někteří majitelé domů nebo podniky mohou být ochotni zaplatit více za palivový článek KVET kvůli energetické bezpečnosti a efektivitě.

Klíčovou často uváděnou metrikou je learning rate: historicky vykazovaly palivové články learning rate kolem 15–20 % (to znamená, že každé zdvojnásobení kumulativní produkce sníží náklady o dané procento). Jak se výroba rozšiřuje díky těžkým vozidlům a stacionárním trhům, lze očekávat další pokles nákladů.

Růst trhu a trendy

Trh s palivovými články je ve fázi růstu. Některé pozoruhodné trendy k roku 2025:

• Růst tržeb a objemu: Podle tržních studií globální trh s palivovými články (napříč všemi aplikacemi) v posledních letech roste tempem ~25 % ročně. Segment vozidel na palivové články se očekává, že poroste s CAGR přes 20 % do roku 2034 globenewswire.com. Například trh s vozidly na palivové články by měl vzrůst z přibližně 3 miliard dolarů v roce 2025 na přibližně 18 miliard dolarů do roku 2034 globenewswire.com. Podobně i trh se stacionárními palivovými články a přenosnými zařízeními zaznamenává dvouciferné tempo růstu. V roce 2022 celosvětové dodávky palivových článků překročily 200 000 kusů (většinou malé APU a zařízení pro manipulaci s materiálem) a toto číslo roste, jakmile se na trh dostávají nové modely nákladních a osobních automobilů.
• Geografická ohniska: Asie (Japonsko, Jižní Korea, Čína) vede v oblasti stacionárních zařízení a je silná i ve vozidlech (čínský tlak na autobusy/nákladní vozy, japonská osobní vozidla a stacionární zařízení, korejské elektrárny a vozidla). Asijsko-pacifický region dominoval trhu FCEV v roce 2024 díky hlavnímu podílu japonských a korejských programů osobních automobilů a čínských užitkových vozidel globenewswire.com. Čína díky integrované strategii s národními dotacemi a místními klastery (např. Šanghaj, Guangdong) rychle rozšiřuje nasazení globenewswire.com. Evropa nyní výrazně investuje do vodíkové infrastruktury a vozidel; země jako Německo již mají 100 H₂ stanic a chtějí stovky dalších globenewswire.com, a Evropa financuje mnoho nasazení vozidel (plány na stovky nákladních vozů přes H2Accelerate, 1 200 autobusů do poloviny dekády sustainable-bus.com atd.). Severní Amerika (zejména Kalifornie) má kapsy pokročilého přijetí – Kalifornie má přibližně 50 veřejných H₂ stanic a do roku 2025 cílí na 200, aby podpořila desítky tisíc FCEV. Nová americká vodíková centra (s alokací financí 8 miliard dolarů na konci roku 2023) dále podpoří regionální růst trhu poskytováním vodíkové infrastruktury v místech jako Gulf Coast, Středozápad, Kalifornie atd. Mezitím nové trhy jako Indie zkoumají palivové články (Indie zahájila první zkušební provoz H₂ autobusu v roce 2023 a v roce 2025 představila prototyp nákladního vozu na palivové články globenewswire.com). Indická vláda v rámci Národní vodíkové mise investuje do demonstračních projektů (např. vodíkové autobusy v Ladakhu globenewswire.com).
• Korporátní investice a partnerství: Velcí hráči v průmyslu sází na vodík. Automobilky: Toyota, Hyundai, Honda jsou dlouhodobými hráči, nyní se přidává BMW (které v roce 2023 oznámilo limitovanou sérii vodíkových SUV) a společnosti jako GM (vyvíjí palivové články pro letectví a armádu a dodává palivové články Hydrotec partnerům jako Navistar pro nákladní vozy). Výrobci nákladních vozů: kromě společného podniku Daimler a Volvo jsou aktivní i další jako Nikola, Hyundai (se svým programem XCIENT v Evropě a plány pro USA), Toyota Hino (vyvíjí nákladní vozy na palivové články), Kenworth (spolupracuje s Toyotou na demonstračním projektu přístavního nákladního vozu). Železniční a letecké společnosti: Alstom (vlaky), Airbus (s MTU a také partnerství s Ballardem na demonstračním motoru) a startupy jako ZeroAvia (s podporou leteckých společností) ukazují zájem napříč sektory.

Dodavatelský řetězec také zažívá konsolidaci a investice. Velkým krokem byla akvizice palivových článků a katalyzátorů pro elektrolyzéry společnosti Johnson Matthey firmou Honeywell za 1,8 miliardy liber v roce 2025, což ukazuje, že zavedené průmyslové firmy se připravují na vodíkovou ekonomiku ts2.tech. Startupy na výrobu vodíku získávají investice od ropných a plynárenských gigantů (např. BP investuje do startupu Hystar vyrábějícího elektrolyzéry a do společnosti Hydrogenious zabývající se LOHC). Ve skutečnosti ropné a plynárenské společnosti zvýšily svůj podíl – globální analýza firemního investování odhalila, že v 1. pololetí 2025 ropné a plynárenské společnosti ztrojnásobily investice do vodíkových startupů ve srovnání s předchozím rokem, což vyvrací narativ o ochlazujícím se zájmu globalventuring.com. Zajišťují se pro budoucnost, kde bude vodík významným nosičem energie. Příklady zahrnují investici Shellu do sítě H₂ čerpacích stanic, TotalEnergies do projektů výroby vodíku a partnerství jako Chevron s Toyotou na vodíkové infrastruktuře.

• IPO a akciový trh: Mnoho čistě palivových článků je veřejně obchodováno (Plug Power, Ballard Power, Bloom Energy, FuelCell Energy). Jejich akcie jsou volatilní a často reagují na politické zprávy. V roce 2020 prudce vzrostly díky vodíkovému nadšení, v letech 2022–2023 mnohé ochladly kvůli pomalejšímu než očekávanému ziskovosti, ale v letech 2024–2025 se obnovil optimismus, protože skutečné objednávky narostly a vládní financování se zhmotnilo. Například Ballard v roce 2025 získal své dosud největší objednávky na palivové články pro autobusy (přes 90 motorů pro evropské výrobce autobusů) nz.finance.yahoo.com a po nástupu nového generálního ředitele se zaměřuje na klíčové trhy hydrogeninsight.com. Bloom Energy rozšiřuje výrobu a vstupuje na nové trhy, například výrobu vodíku pomocí reverzibilních SOFC. Plug Power, ačkoliv čelí výzvám při plnění finančních cílů, buduje kompletní síť pro zelený vodík a za rok 2024 vykázal tržby přes 1 miliardu dolarů, s ambiciózními plány růstu (ale také velkými výdaji) fool.com. Stručně řečeno, sektor se posunul od čistého výzkumu a vývoje k tvorbě tržeb, ale ziskovost napříč oborem je stále vzdálená několik let, protože firmy škálují výrobu.
• Fúze a spolupráce: Sledujeme přeshraniční a mezioborové spolupráce: např. Daimler, Shell a Volvo spolupracují na vodíkových ekosystémech pro nákladní dopravu; Toyota spolupracuje s Air Liquide a Hondou na infrastruktuře v Japonsku/EU; Hydrogen Council (založená v roce 2017) má nyní přes 140 firemních členů, kteří slaďují strategie. Významné jsou mezinárodní spolupráce: v roce 2023 bylo oznámeno partnerství pro přepravu vodíku (ve formě amoniaku) z Austrálie do Japonska pro výrobu elektřiny – což souvisí s palivovými články, pokud se komercializují články na amoniak. Evropské země spolupracují: projekt IPCEI (Important Projects of Common European Interest) Hydrogen sdružuje miliardy eur z členských států EU na rozvoj všeho od elektrolyzérů po vozidla na palivové články iea.org. „Belgie, Německo a Nizozemsko volají po jasné evropské strategii na posílení trhu s vodíkem,“ uvádí jedna zpráva, což podtrhuje regionální spolupráci blog.ballard.com.
• Výzvy trhu a úpravy: S rychlým růstem přicházejí i některé střízlivé úpravy. Zpráva H2View H1 2025 zaznamenala, že „realita začala kousat“ pro vodík, některé startupy zkrachovaly a velcí hráči jako Statkraft pozastavili projekty kvůli vysokým nákladům nebo nejisté poptávce h2-view.com. Zdůraznila však, že jde o strategický vývoj, nikoli ústup – investoři nyní požadují jasnější obchodní případy a krátkodobé peněžní tokyh2-view.com. To je zdravé pro dlouhodobou stabilitu. Například jsme viděli, jak BP opustila velký projekt zeleného vodíku v Nizozemsku v roce 2025, když se zaměřila na hlavní podnikání, ale projekt pokračoval pod novým vedením ts2.tech. Také dramatický příběh Nikola: po počátečním nadšení čelila finančním potížím a skandálu zakladatele, a v roce 2023 její podnikání s bateriovými nákladními vozy zápasilo. Nicméně v roce 2025 nová entita „Hyroad“ získala po bankrotu aktiva a duševní vlastnictví vodíkových nákladních vozů Nikola, aby pokračovala v této vizi h2-view.com. Tyto epizody odrážejí přechod od nadšené rané fáze k racionálnějšímu, na partnerství zaměřenému růstu.
• Signály politiky a nařízení: Trhy také reagují na blížící se regulace. Kalifornské pravidlo Advanced Clean Trucks a evropské normy CO₂ fakticky vyžadují, aby část nových nákladních vozů byla s nulovými emisemi – což podporuje objednávky vodíkových i bateriových nákladních vozů. Například v Kalifornii přístavy a dopravní firmy vědí, že musí začít pořizovat ZE vozy již nyní, aby splnily cíle pro rok 2035 (kdy může být prodej dieselů zakázán). Čína využívá program Fuel Cell Vehicle City Cluster: dotace jsou poskytovány městským koalicím, které nasadí stanovený počet FCEV, s cílem dosáhnout 50 000 FCEV do roku 2025, jak bylo uvedeno. Tyto typy nařízení dávají výrobcům jistotu, že pokud budou vyrábět vozidla na palivové články, bude pro ně trh, což podporuje investice.
• Rozšiřování vodíkové infrastruktury: Tržní trend úzce spojený s palivovými články je budování infrastruktury pro čerpání vodíku. Celosvětově se očekává více než 1 000 vodíkových stanic do roku 2025 (oproti ~550 v roce 2021). Německo má již přes 100 stanic, které slouží stávajícím vozům globenewswire.com, a plánuje 400 do roku 2025; Japonsko cílí na 320 do roku 2025. Čína měla zajímavě již přes 250 stanic do roku 2025 a rychle staví další. USA zaostávají, ale Infrastrukturní zákon vyčlenil prostředky na H₂ koridory a soukromé iniciativy (jako čerpací stanice pro kamiony od Nikola, Plug Power, Shell ve výstavbě). Nové technologie čerpání (například vysokokapacitní 700barové výdejní stojany pro kamiony nebo čerpání kapalného vodíku) se dostávají do praxe. V roce 2023 byla v Německu otevřena první vysokokapacitní stanice na kapalný H₂ pro kamiony od Daimleru a partnerů. Také nové standardy (například aktualizace protokolu SAE J2601 pro čerpání) zlepšují spolehlivost a rychlost čerpání, což pomáhá s akceptací uživateli a propustností stanic.
• Výhled trhu: Při pohledu do budoucna jsou prognózy odvětví optimistické. IDTechEx předpovídá desítky tisíc nákladních vozů na palivové články na silnicích do roku 2030 celosvětově a možná více než 1 milion FCEV všech typů. Do roku 2040 by palivové články mohly získat významný menšinový podíl na prodejích těžkých vozidel (některé odhady uvádějí 20–30 % těžkých nákladních vozů). Stacionární palivové články by mohly překročit 20 GW kumulativně instalovaného výkonu do roku 2030 (z pouhých několika GW dnes), protože země jako Jižní Korea, Japonsko a možná i USA (s vodíkovými uzly a cíli na bezemisní síť) je nasazují pro čistý stabilní výkon. Hydrogen Council předpokládá, že vodík pokryje 10–12 % konečné poptávky po energii do roku 2050 ve scénáři 2 °C, což znamená miliony palivových článků ve vozidlech, budovách a energetice. Krátkodobě jsou příštích 5 let (2025–2030) klíčovými roky pro škálování: přechod od demonstrací a malých sérií k masové výrobě v několika sektorech.

Lídři v oboru zdůrazňují nutnost podpory během tohoto škálování. Společný dopis 30 generálních ředitelů v Evropě varoval, že bez rychlého zásahu „vodíková mobilita v Evropě stagnuje“, a vyzval ke koordinovanému rozvoji infrastruktury a začlenění vodíku do hlavních iniciativ hydrogeneurope.eu. Upozornili, že duální infrastruktura (baterie + vodík) může ušetřit stovky miliard na vyhnutých investicích do rozšíření sítě hydrogen-central.com, což je silný ekonomický argument pro vládní investice do vodíku vedle elektrifikace.

Pokud jde o investice, kromě firemních výdajů shromažďují prostředky i vlády. EU v roce 2023 vyčlenila 470 milionů eur na výzkum, vývoj a zavádění vodíku v rámci programů Horizon a Hydrogen Europe clean-hydrogen.europa.eu. Americké ministerstvo energetiky (DOE) získalo navýšené financování vodíkových programů (přes 500 milionů dolarů ročně) plus 8 miliard dolarů na vodíková centra. Čínská vláda poskytuje dotace kolem 1 500 dolarů na každý kilowatt palivového článku pro vozidla v rámci svého klastrového programu. Tyto prostředky dohromady v tomto desetiletí nasměrují do sektoru desítky miliard, čímž sníží riziko pro soukromé investory.

Pro ilustraci tržní dynamiky na konkrétním příkladu: Hyundai v roce 2025 uvedl na trh vylepšené SUV NEXO a oznámil plány na zavedení verzí všech svých užitkových vozidel s palivovými články. V Evropě Toyota začala instalovat palivové články (z modelu Mirai) do autobusů Hino a Caetanobus a dokonce i do projektu nákladního vozu Kenworth v USA. Nikola a Iveco staví v Německu továrnu na nákladní vozy s palivovými články, s cílem vyrábět stovky kusů ročně v letech 2024–2025. S takovou výrobní kapacitou na obzoru bude na trhu produkt k dispozici – pak už půjde o zákazníky a tankování.

Již nyní se objevují „skutečné objednávky“: např. v roce 2025 Talgo (výrobce vlaků) objednal palivové články Ballard pro španělské vodíkové vlaky, Sierra Northern Railway objednala 1,5MW motor s palivovým článkem pro lokomotivu (Ballard) money.tmx.com, First Mode objednal 60 palivových článků Ballard pro přestavbu těžebních nákladních vozů na vodíkový pohon blog.ballard.com. Nejde o vědecké projekty, ale o komerční zakázky zaměřené na dekarbonizaci provozu. Tyto projekty raných uživatelů ve vlacích a těžbě, byť okrajové, jsou důležité pro ověření ekonomiky v těžkém průmyslu.

Nakonec trend v tržním sentimentu: po vrcholu očekávání kolem roku 2020 a určitém útlumu v roce 2022 období 2023–2025 přineslo střízlivější, ale odhodlaný optimismus. Vedoucí pracovníci často uznávají výzvy, ale vyjadřují důvěru, že je lze zvládnout. Například Sanjiv Lamba, generální ředitel společnosti Linde, zdůraznil, že „žádný jediný přístup nevyřeší udržitelnost; vodík je klíčovou možností pro čistší dopravu a společným úsilím – průmyslu, výrobců a vlád – můžeme plně odemknout jeho potenciál.“ hydrogen-central.com Tento duch spolupráce mezi soukromým a veřejným sektorem je nyní patrný. Palivové články se v jistém smyslu přesunuly z laboratoře do zasedacích místností: státy vnímají strategickou hodnotu zvládnutí vodíkové a palivové technologie (pro energetickou bezpečnost a průmyslové vedení). Evropa to dokonce chápe jako otázku konkurenceschopnosti – proto ta naléhavost po zavedení amerických pobídek IRA.

Stručně řečeno, ekonomická proveditelnost palivových článků se rychle zlepšuje, a to díky technologickému pokroku a škálování, ale stále závisí na pokračující podpoře, aby dosáhla plné konkurenceschopnosti. Tržní trendy naznačují robustní růst a velké investice v budoucnu, které jsou však vyvažovány pragmatickým přístupem zaměřeným nejprve na nejvhodnější aplikace (např. těžká doprava, mimo síťové zdroje energie), kde mají palivové články největší výhodu. V příštích několika letech se pravděpodobně řešení s palivovými články stanou v těchto oblastech stále běžnějšími, čímž se získají zkušenosti a objemy potřebné k dalšímu rozšíření.

Globální politické iniciativy a vývoj v průmyslu

Vládní politiky a mezinárodní spolupráce hrají klíčovou roli v urychlení zavádění palivových článků a vodíku. Vzhledem k rozpoznanému potenciálu pro hospodářský růst, snižování emisí a energetickou bezpečnost zahájily vlády po celém světě komplexní strategie a dotační programy na podporu sektoru vodíku a palivových článků. Mezitím se zástupci průmyslu organizují do aliancí a partnerství, aby zajistili, že infrastruktura a standardy budou držet krok. Tato sekce zdůrazňuje klíčové globální politické iniciativy, hlavní korporátní investice a mezinárodní spolupráce, které utvářejí toto odvětví k roku 2025:

Politiky a vládní strategie

• Evropská unie: Evropa byla pravděpodobně nejagresivnější v tvorbě politik pro vodík. Strategie EU pro vodík (2020) stanovila cíle instalace 6 GW obnovitelných elektrolyzérů do roku 2024 a 40 GW do roku 2030 fchea.org. Do začátku roku 2025 60+ vlád včetně EU přijalo vodíkové strategie iea.org. EU zavedla program Important Projects of Common European Interest (IPCEI) pro vodík, v jehož rámci schválila několik vln projektů s miliardami financování na rozvoj celého hodnotového řetězce iea.org. Také spustila Hydrogen Bank (v rámci Inovačního fondu) na dotování prvních projektů výroby zeleného vodíku – první aukce v roce 2024 nabídla 800 milionů € na 100 000 tun zeleného H₂ (v podstatě kontrakt na vyrovnání rozdílu, aby byl zelený H₂ cenově konkurenceschopný) iea.org. V oblasti mobility EU v roce 2023 přijala Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR), která nařizuje, že do roku 2030 musí být každých 200 km podél hlavních silnic transevropské dopravní sítě stanice pro tankování vodíku. Kromě toho emisní normy EU pro vozidla CO₂ fakticky nutí výrobce investovat do vozidel s nulovými emisemi (včetně FCEV). Jednotlivé evropské státy také investují: Německo investovalo v tomto desetiletí přes 1,5 miliardy € do vodíkových čerpacích stanic a výzkumu a vývoje a vede přeshraniční iniciativy (např. plán “H2Med” pipeline se Španělskem a Francií na přepravu vodíku). Francie oznámila vodíkový plán za 7 miliard € zaměřený na elektrolyzéry, těžká vozidla a dekarbonizaci průmyslu globenewswire.com. Skandinávské země vytvářejí “Nordic Hydrogen Corridor” s podporou EU pro nasazení vodíkových nákladních vozidel a stanic ze Švédska do Finska hydrogeneurope.eu. Projekty má i východní Evropa (Polsko a Česká republika plánují vodíkové huby pro nákladní auta na svých dálnicích). Významné je, že generální ředitelé evropského průmyslu vyzývají k ještě silnějším krokům – v červenci 2025 více než 30 generálních ředitelů napsalo lídrům EU, aby “pevně umístili vodíkovou mobilitu do centra evropské strategie čisté dopravy” a varovali, že Evropa musí jednat nyní, aby si udržela svůj náskok hydrogeneurope.eu. Uvedli, že Evropa by mohla získat 500 000 pracovních míst do roku 2030 díky vedoucímu postavení v oblasti vodíkových technologií hydrogen-central.com, ale pouze pokud bude vybudována infrastruktura a budou zavedeny podpůrné rámce (jako financování a zjednodušené regulace). EU naslouchá: vyvíjí Čistou průmyslovou politiku (někdy označovanou jako „Zákon o průmyslu s nulovými emisemi“), která pravděpodobně bude zahrnovat pobídky pro výrobu vodíkových technologií, podobně jako americký IRA. Jeden zádrhel: koncem roku 2024 návrh klimatického plánu EU pro rok 2040 výslovně nezmínil vodík, což v odvětví vyvolalo poplach hydrogen-central.com, ale zainteresované strany jako Hydrogen Europe aktivně lobbují, aby vodík zůstal ústředním bodem dekarbonizačních plánů EU h2-view.com.
• Spojené státy americké: Za vlády administrativy prezidenta Bidena se USA výrazně zaměřily na podporu vodíku. Zákon o investicích do infrastruktury a pracovních míst (IIJA) z roku 2021 zahrnoval 8 miliard dolarů na regionální centra čistého vodíku – koncem roku 2023 ministerstvo energetiky vybralo 7 návrhů center po celé zemi (např. kalifornské centrum obnovitelného vodíku, texaské centrum vodíku z ropy/plynu, středozápadní centrum čistého amoniaku), které obdrží financování. Tato centra mají za cíl vytvořit lokalizované ekosystémy výroby, distribuce a koncového využití vodíku (včetně palivových článků v dopravě a energetice). Ministerstvo energetiky také spustilo „Hydrogen Shot“ v rámci iniciativy Energy Earthshots, která si klade za cíl snížit cenu zeleného vodíku na 1 $/kg do roku 2031 innovationnewsnetwork.com. Nejzásadnější změnou byl však Zákon o snižování inflace (IRA) z roku 2022, který zavedl daňový kredit na výrobu (PTC) pro vodík – až 3 $ za kg pro H₂ vyrobený s téměř nulovými emisemi iea.org. To v praxi činí mnoho projektů zeleného vodíku ekonomicky životaschopnými a po jeho schválení následovala vlna oznámení nových projektů. Zákon také prodloužil daňové úlevy pro vozidla na palivové články a pro stacionární instalace palivových článků (30% ITC fuelcellenergy.com). Americká národní strategie a plán pro vodík (vydaný v návrhu v roce 2023) stanovuje vizi 50 milionů tun vodíku ročně do roku 2050 (oproti ~10 Mt dnes, převážně z fosilních zdrojů)innovationnewsnetwork.com. USA považují vodík za klíčový pro energetickou bezpečnost a průmyslovou konkurenceschopnost. Kromě toho mají státy jako Kalifornie své vlastní iniciativy: Kalifornská energetická komise financuje vodíkové stanice (cílem je 100 stanic pro nákladní vozy na H₂ do roku 2030) a stát nabízí pobídky pro vozidla s nulovými emisemi včetně palivových článků (program HVIP pro nákladní vozy a programy voucherů pro autobusy). Zapojena je také americká armáda – armáda má plán na vodíkové čerpací stanice na základnách a testuje vozidla na palivové články pro taktická použití, a jak bylo zmíněno dříve, ministerstvo obrany je partnerem v projektech jako H2Rescue truck innovationnewsnetwork.com. V oblasti regulace USA vyvíjejí normy a standardy (prostřednictvím NREL, SAE atd.) pro bezpečnou manipulaci s vodíkem a jednotné protokoly čerpání, což usnadňuje zavádění.
• Asie: Japonsko je průkopníkem v oblasti vodíku a představuje si „vodíkovou společnost“. Japonská vláda v roce 2023 aktualizovala svou Základní vodíkovou strategii, zdvojnásobila svůj cíl spotřeby vodíku na 12 milionů tun do roku 2040 a zavázala se k investici 113 miliard dolarů (15 bilionů jenů) ze soukromých i veřejných zdrojů během 15 let. Japonsko dotovalo vozidla na palivové články a vybudovalo přibližně 160 stanic, financovalo také mikrokogenerační jednotky na palivové články (Ene-Farm). Japonsko také provozovalo olympijské hry v Tokiu 2020 (konané v roce 2021) na vodíkových autobusech a generátorech jako ukázku. Nyní Japonsko investuje do globálních dodávek – například partnerství s Austrálií na přepravu kapalného vodíku (loď Suiso Frontier dokončila zkušební plavbu s nákladem LH₂). Jižní Korea má rovněž Cestovní mapu vodíkové ekonomiky, která cílí na 200 000 FCEV a 15 GW výkonu z palivových článků do roku 2040. Do roku 2025 si Korea stanovila cíl mít na silnicích 81 000 FCEV (měla asi 30 000 v roce 2023, většinou vozy Hyundai Nexo) a 1 200 autobusů, spolu s rozšířením své současné kapacity stacionárních palivových článků (>300 MW) na úroveň v řádu GW. Korea poskytuje štědré spotřebitelské pobídky (Nexo stojí po dotaci zhruba stejně jako benzínové SUV) a vybudovala asi 100 vodíkových stanic. V roce 2021 také nařídila, že ve velkých městech jako Soul musí být alespoň 1/3 nových veřejných autobusů vodíkových. Čína zahrnula vodík poprvé do svého národního pětiletého plánu (2021–2025), uznávajíc jej jako klíčovou technologii pro dekarbonizaci a rozvíjející se průmysl payneinstitute.mines.edu. Čína zatím nemá jednotnou celostátní dotaci na vodíková vozidla (v roce 2022 ukončila dotace na NEV), ale zavedla Program demonstrace vozidel na palivové články: místo dotací na vozidlo odměňuje městské klastery za dosažení cílů v nasazení a technologických milníků. V rámci toho si Čína stanovila cíl asi 50 000 FCEV (většinou komerčních) a 1 000 vodíkových stanic do roku 2030 globenewswire.com. Klíčové provincie jako Šanghaj, Kuang-tung a Peking masivně investují – nabízejí místní dotace, povinné podíly ve flotilách (například požadavek, aby určité procento městských autobusů v některých okresech bylo na palivové články), a budují průmyslové parky pro výrobu palivových článků. Sinopec (velká ropná společnost) přestavuje některé čerpací stanice na přidání vodíkových stojanů (dlouhodobě cílí na 1 000 svých stanic). Mezinárodně Čína spolupracuje – generální ředitel Ballardu poznamenal „vedoucí postavení Číny v nasazování vodíku“ a Ballard má v Číně společné podniky blog.ballard.com. Čína však stále spoléhá na uhlí pro velkou část vodíku (který označuje jako „modrý“ s ukládáním uhlíku, nebo „šedý“ bez něj). Její politika zahrnuje také výzkum geologického vodíku a vodíku vyráběného jadernou energií, což ukazuje, že zkoumá všechny možnosti.
• Ostatní regiony: Austrálie využívá své obnovitelné zdroje k tomu, aby se stala exportérem vodíku (i když jde spíše o výrobu vodíku než o domácí využití palivových článků). Má připravené strategie a velké projekty, například potenciální Asian Renewable Energy Hub v Západní Austrálii, který by vyráběl zelený amoniak. Státy Blízkého východu (například SAE, Saúdská Arábie) oznámily megaprojekty na výrobu zeleného vodíku/amoniaku, aby diverzifikovaly ekonomiku od ropy – například NEOM v Saúdské Arábii má za cíl exportovat zelený amoniak a také využívat část vodíku pro dopravu (například objednali 20 vodíkových autobusů od Caetano/Ballard). Tyto projekty nepřímo podporují palivové články tím, že zajišťují budoucí dodávky. Kanada má Vodíkovou strategii a je silná v oblasti duševního vlastnictví palivových článků (Ballard, Hydrogenics-Cummins atd. jsou kanadské firmy). Kanada vidí příležitosti v těžké dopravě a zřídila H₂ huby v Albertě a Quebecu. Indie spustila v roce 2023 svou Národní misi pro zelený vodík s počáteční investicí přes 2 miliardy USD na podporu výroby elektrolyzérů a pilotních projektů s palivovými články (autobusy, nákladní vozy, možná vlaky). Jako země silně závislá na dovozu ropy a s rostoucími emisemi má Indie zájem o vodík kvůli energetické bezpečnosti; v roce 2023 vypravila svůj první autobus na vodíkové palivové články a společnosti jako Tata a Reliance do této technologie investují globenewswire.com. Latinská Amerika: Brazílie, Chile mají hojné obnovitelné zdroje a plánují vyrábět zelený vodík na export, a testují autobusy na palivové články (například Chile mělo zkušební provoz v těžebních vozidlech). Afrika: Jihoafrická republika, díky svým zásobám platiny, má Vodíkovou cestovní mapu a zajímá se o těžební nákladní vozy na palivové články (2MW vůz Anglo American) a záložní zdroje energie. Rámce mezinárodní spolupráce, jako je International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy (IPHE) a Hydrogen Mission v rámci Mission Innovation, usnadňují sdílení znalostí.

Shrnuto, na globální úrovni se formuje politický konsensus, že vodík a palivové články jsou klíčovými prvky přechodu na uhlíkovou neutralitu. Od shora řízených nařízení a financování v EU, přes tržně orientované pobídky v USA, až po koordinované vládně-průmyslové iniciativy v Asii – tyto aktivity výrazně snižují bariéry pro technologie palivových článků.

Průmyslové aliance a investice

Na průmyslové úrovni firmy spojují síly, aby sdílely náklady a urychlily budování infrastruktury:

• Hydrogen Council: Založen v roce 2017 se 13 zakládajícími společnostmi, nyní zahrnuje více než 140 společností (energetika, automobilový průmysl, chemie, finance), které prosazují vodík. Zadává analýzy (s McKinsey), aby podpořil obchodní případ, a sehrál klíčovou roli v prosazování narativu, že vodík může zajistit 20 % potřeb dekarbonizace s investicemi v hodnotě bilionů dolarů do roku 2050. Generální ředitelé této rady jsou hlasití. Například generální ředitel Toyoty (jako člen) pravidelně zdůrazňuje strategii více cest a jedná s tvůrci politik v Japonsku i v zahraničí, aby udržel palivové články na programu. Zpráva rady pro rok 2025 „Closing the Cost Gap“ identifikovala, kde je potřeba politická podpora, aby byl čistý vodík konkurenceschopný do roku 2030 hydrogencouncil.com.
• Global Hydrogen Mobility Alliance: Společný dopis 30 generálních ředitelů v Evropě v roce 2025 oznámil vznik Global Hydrogen Mobility Alliance – v podstatě průmysl se spojuje, aby prosazoval vodíková dopravní řešení ve velkém měřítku hydrogen-central.com. Příloha dopisu s citacemi generálních ředitelů, kterou jsme viděli, je součástí jejich mediální kampaně na zvýšení povědomí a vyvíjení tlaku na vlády hydrogen-central.com. Tato aliance zahrnuje společnosti pokrývající celý hodnotový řetězec vodíku – od dodavatelů plynu (Air Liquide, Linde), výrobců vozidel (BMW, Hyundai, Toyota, Daimler, Volvo, Honda), výrobců palivových článků (Ballard, Bosch přes cellcentric, EKPO), dodavatelů komponent (Bosch, MAHLE, Hexagon pro nádrže) až po koncové uživatele/provozovatele flotil. Tím, že mluví jedním hlasem, chtějí zajistit, aby regulátoři a investoři slyšeli jednotné poselství: jsme připraveni, potřebujeme podporu nyní, jinak riskujeme zaostání (zejména oproti místům jako Čína).
• Partnerství automobilových výrobců: Vývoj palivových článků je nákladný, proto automobilky často spolupracují. Toyota a BMW měly dohodu o sdílení technologií (BMW iX5 Hydrogen SUV v omezeném počtu využívá palivové články Toyoty), Honda a GM měly společný podnik (i když do roku 2022 přešel GM převážně na vlastní vývoj pro ne-vozidlové aplikace a dodává technologii Hondě). Vidíme společné továrny na palivové články: např. Cellcentric (Daimler-Volvo) staví velkou továrnu v Německu na palivové články pro nákladní vozy do roku 2025. Hyundai a Cummins mají dohody o spolupráci na palivových článcích (Cummins také spolupracuje s Tata v Indii). Tyto společné investice rozkládají náklady na výzkum a vývoj a slaďují standardy (například používání podobných tlakových úrovní, rozhraní pro tankování atd., aby infrastruktura mohla být společná).
• Konsorcia pro infrastrukturu: Ve sféře čerpání se skupiny firem spojují, aby řešily problém slepice a vejce. Jedním z příkladů je H2 Mobility Deutschland – konsorcium společností Air Liquide, Linde, Daimler, Total, Shell, BMW atd., které společně financovalo a vybudovalo prvních 100 vodíkových stanic v Německu. V Kalifornii California Fuel Cell Partnership (nyní přejmenovaná na Hydrogen Fuel Cell Partnership) spojuje automobilky, energetické firmy a vládu za účelem koordinace výstavby stanic a zavádění vozidel. V Evropě bylo spuštěno H2Accelerate pro nákladní vozy – zahrnuje Daimler, Volvo, Iveco, OMV, Shell a další, kteří se zaměřují na to, co je potřeba k tomu, aby se v tomto desetiletí dostaly na silnice desítky tisíc vodíkových nákladních vozů. Koordinují například specifikace stanic, aby vyhovovaly potřebám nákladních vozů (např. výdejní stojany s vysokým průtokem) a načasování otevření stanic s dodávkami vozů zákazníkům.
• Kroky energetického a chemického průmyslu: Velké energetické společnosti investují do downstreamu: Shell nejen staví H₂ stanice, ale také spolupracuje na nasazení nákladních vozů (má iniciativu s Daimlerem na pilotní vodíkové koridory pro nákladní dopravu v Evropě). TotalEnergies obdobně vybavuje některé své lokality vodíkem a spolupracuje na autobusových projektech ve Francii. Ropné společnosti vidí potenciál v přeměně svých aktiv (rafinérie mohou vyrábět vodík, čerpací stanice se stávají energetickými uzly s H₂ atd.). Průmyslové plynárenské společnosti (Air Liquide, Linde) jsou klíčovými hráči – investují do výroby a distribuce vodíku (zkapalňovače, cisternové vozy, potrubí) a dokonce přímo do koncového využití (Air Liquide má dceřinou společnost, která v některých zemích provozuje veřejné H₂ stanice). V Japonsku společnosti jako JXTG (Eneos) budují dodavatelské řetězce H₂ a pracují na dovozu paliva (například z projektu SPERA LOHC v Bruneji). Chemours (výrobce membrány Nafion) a další chemické společnosti zvyšují výrobu materiálů pro palivové články kvůli rostoucí poptávce, někdy s podporou vlády (francouzský plán zahrnoval podporu továren na elektrolyzéry a palivové články, např. gigafactory AFCP na systémy palivových článků).
• Investice a trendy financování: Zmínili jsme firemní VC. Významné je, že venture kapitál a private equity investovaly značné prostředky do vodíkových startupů – výrobců elektrolyzérů (ITM Power, Sunfire atd.), výrobců palivových článků (Plug Power akvíroval menší firmy kvůli integraci technologií atd.) a firem v dodavatelském řetězci vodíku. První polovina roku 2025, navzdory určitému ochlazení obecného cleantech VC, zaznamenala trvalý zájem o vodík – firemní VC z oblasti ropy a plynu konkrétně zvýšily sázky 3x globalventuring.com. Kromě toho národní zelené fondy podporují H₂: např. program Germany’s H₂Global využívá vládou podpořený aukční mechanismus k dotování dovozu zeleného vodíku/amoniaku, což nepřímo zajišťuje uživatelům dodávky. NEDO v Japonsku financuje mnoho raných výzkumných a demonstračních projektů (například loď na palivové články a projekt stavební techniky na palivové články).
• Standardy a certifikace: Probíhají mezinárodní snahy o standardizaci toho, co se považuje za „zelený“ nebo „nízkouhlíkový“ vodík (důležité pro přeshraniční obchod a pro zajištění environmentálních tvrzení). EU v roce 2023 zveřejnila delegované akty, které definují kritéria „Obnovitelného paliva nebiologického původu“ (RFNBO) pro vodík iea.org. Pracuje se také na systémech záruky původu. Po technické stránce ISO a SAE aktualizují standardy kvality paliva, standardy tlakových nádob (pro nádrže na 700 barů) atd., což usnadňuje certifikaci produktů napříč trhy. Tato často opomíjená práce je zásadní – například dohoda o protokolu tankování umožňuje vozidlům různých značek tankovat kdekoli. Global Hydrogen Safety Code Council koordinuje osvědčené postupy, aby země mohly přijímat harmonizované bezpečnostní předpisy (takže návrh stanice v jedné zemi splní normy jiné země s minimálními úpravami).

Je možné ocenit, kolik koordinace a peněz je směrováno do posílení ekosystému vodíku/palivových článků. Výsledkem je, že v roce 2025 už palivové články nejsou okrajovou technologií závislou na několika nadšencích; mají za sebou podporu velkých průmyslových odvětví a vlád. To by mělo zajistit, že počáteční překážky (jako infrastruktura a náklady) budou postupně překonány.

Pro ilustraci uceleného pohledu: politika, investice a spolupráce se jasně propojily na klimatickém summitu COP28 (prosinec 2023), kde byl vodík velkým tématem. Několik zemí oznámilo agendu „Hydrogen Breakthrough“ s cílem dosáhnout do roku 2030 celosvětově 50 mMt čistého H₂ (to je v souladu s časovými plány Hydrogen Council a IEA). Iniciativy jako Mission Innovation Hydrogen Valley Platform propojují projekty vodíkových center po celém světě za účelem výměny znalostí. A fóra jako Clean Energy Ministerial mají sekci Hydrogen Initiative, která sleduje pokrok.

Vidíme také nové bilaterální dohody: např. Německo podepsalo partnerství s Namibií a Jižní Afrikou na rozvoj zeleného vodíku (s výhledem na budoucí dovoz) a Japonsko s SAE a Austrálií. Tyto dohody často zahrnují pilotní projekty palivových článků v partnerských zemích (Namibie například zvažuje vodík pro železnici a energetiku s německou podporou). Evropa také zvažuje dovoz paliv na bázi vodíku pro letectví a lodní dopravu v rámci svých předpisů ReFuelEU – což by mohlo nepřímo vytvořit trhy pro stacionární palivové články (například využití amoniaku v palivových článcích v přístavech).

Závěrem lze říci, že synergie globálních politických iniciativ a průmyslového rozvoje vytváří posilující cyklus: politiky snižují riziko a podněcují soukromé investice, úspěchy průmyslu dávají tvůrcům politik větší jistotu stanovovat ambiciózní cíle. Přestože přetrvávají výzvy (navýšení výroby, zajištění dostupných dodávek paliva, udržení důvěry investorů v počáteční neprofitabilní fázi), úroveň mezinárodního závazku je bezprecedentní. Palivové články a vodík se posunuly z „možná jednou“ řešení na „tady a teď“ řešení, o které země soutěží. Jak řekl generální ředitel EKPO (evropského joint venture), jde o „jednat nyní napříč celým hodnotovým řetězcem“ hydrogen-central.com, abychom zůstali v čele. S tímto vědomím se obracíme k výzvám, které stále vyžadují pozornost, a poté k tomu, co může budoucnost přinést po roce 2025.

Výzvy a překážky adopce palivových článků

Navzdory dynamice a optimismu čelí odvětví palivových článků několika významným výzvám, které je třeba řešit, aby bylo dosaženo širokého rozšíření. Mnohé z nich jsou dobře známé a jsou cílem jak technologických inovací, tak podpůrné politiky, jak bylo zmíněno dříve. Zde shrnujeme klíčové překážky: budování infrastruktury, náklady a ekonomika, životnost a spolehlivost, výroba paliva a další praktické výzvy, spolu se strategiemi, jak je překonat.

• Infrastruktura vodíku a dostupnost paliva: Možná největší okamžitou překážkou je nedostatek komplexní infrastruktury pro čerpání vodíku. Spotřebitelé váhají s nákupem FCEV, pokud nemohou snadno doplňovat palivo. K roku 2025 jsou vodíkové stanice soustředěny jen v několika regionech (Kalifornie, Japonsko, Německo, Jižní Korea, části Číny) a i tam je jejich počet omezený. Výstavba stanic je kapitálově náročná (1–2 miliony dolarů za stanici s kapacitou 400 kg/den) a v počátečních fázích jsou stanice málo využívané. Tento problém slepičky a vejce je řešen vládními granty (např. EU a Kalifornie spolufinancují nové stanice) a shlukováním prvotních instalací. Přesto je třeba tempo zrychlit. Jak poznamenala jedna analýza, „omezený počet vodíkových čerpacích stanic vedoucí k nízkému nákupu FCEV je překážkou růstu trhu“ globenewswire.com. Dále přeprava vodíku ke stanicím (nákladními vozy nebo potrubím) a jeho skladování (vysokotlaké nebo kryogenní nádrže) přidává na složitosti a nákladech. Možná řešení: využití větších „hubových“ stanic, které obsluhují flotily (např. vyhrazené depa pro nákladní vozy/autobusy) pro rychlé zvýšení využití, nasazení mobilních čerpacích zařízení pro dočasné pokrytí a využití stávající infrastruktury (například přestavba některých plynovodů na vodík, kde je to možné). Dalším aspektem je standardizace: zajištění jednotných protokolů pro čerpání a standardů trysek, aby jakékoli vozidlo mohlo využít jakoukoli stanici. Tento problém byl technicky do značné míry vyřešen (např. SAE J2601 atd.), ale provozní spolehlivost musí být vysoká – první uživatelé se setkali s občasnými výpadky stanic nebo čekacími dobami, což může poškodit vnímání. Dopis generálních ředitelů v Evropě konkrétně vyzval k „cílené politické podpoře pro uvolnění investic a rozšíření nasazení vodíkových vozidel a infrastruktury“, což znamená, že chtějí, aby vlády pomohly snížit rizika při budování stanic před plnou poptávkou hydrogeneurope.eu. Zajištění dostupnosti „zeleného“ vodíku je další stránkou; současné stanice často vydávají vodík reformovaný ze zemního plynu. Aby byly zachovány environmentální přínosy a bylo možné splnit budoucí klimatické regulace (například kalifornský požadavek na zvyšování podílu obnovitelného vodíku na stanicích), musí do sítě proudit více obnovitelného vodíku – to znamená stavět elektrolyzéry a získávat bioplyn, což musí probíhat souběžně. Iniciativy jako americké H₂ huby a EU Hydrogen Bank na to cílí.
• Vysoké náklady – Náklady na vozidla a systémy: I když náklady klesají, palivové články a vodíkové nádrže zůstávají drahé, což udržuje ceny vozidel vysoko. U těžkých vozidel celkové náklady na vlastnictví stále upřednostňují naftu, pokud nejsou k dispozici pobídky. „Vysoké počáteční náklady“ na výrobu palivových článků jsou podle průmyslových zpráv hlavní překážkou globenewswire.com. Autobusy, nákladní auta a vlaky s palivovými články mají dnes příplatky v řádu stovek tisíc dolarů. Překonání této bariéry znamená pokračovat v rozšiřování výroby a dosáhnout objemové produkce (což samo o sobě vyžaduje jistotu, že budou kupci – opět důležitost nařízení/pobídek). Průmysl řeší náklady několika způsoby: navrhováním jednodušších systémů s menším počtem dílů (např. integrované moduly stohů, které snižují počet hadic a spojů), používáním levnějších materiálů (nové membrány a materiály bipolárních desek) a přechodem na metody hromadné výroby (automatizace, velké továrny). Viděli jsme výrobní linky na automobilové palivové články (specializovaná továrna Toyota na palivové články v Japonsku, plánované továrny H2 Mobility v Číně) a ty by měly přinést úspory z rozsahu do konce 20. let. Firmy vyrábějící palivové články také omezují méně slibné produktové řady, aby soustředily zdroje; např. Ballard v roce 2023 zahájil „strategické přeorientování“ s cílem upřednostnit produkty s největším ohlasem (palivové články pro autobusy/nákladní auta) a snížit náklady v jiných oblastech ballard.com. U stacionárních systémů je cena za kW stále vysoká (např. domácí kogenerační jednotka 5 kW může stát přes 15 000 USD, elektrárna 1 MW >3 mil. USD). Cestou ke snížení nákladů je objemová výroba a modulární návrhy (skládání více stejných jednotek), a skutečně u stacionárních palivových článků klesla cena za kW za poslední dekádu asi o 60 %, ale je potřeba další podobný pokles, aby mohly široce konkurovat. Pokračující výzkum a vývoj je také klíčový pro dosažení dalších průlomů (například neplatinové katalyzátory, které by mohly výrazně snížit náklady na stoh, pokud bude dosaženo potřebné životnosti).
• Náklady na vodíkové palivo a dodavatelský řetězec: Cena vodíku na čerpací stanici nebo u tovární brány může rozhodnout o ekonomické výhodnosti. V současnosti je vodík často dražší než stávající paliva na energetickém základě, zejména zelený vodík. Dr. Sunita Satyapal zdůraznila, že „cena zůstává jednou z největších výzev“ a že USA usilují o dosažení ceny 1 $/kg vodíku innovationnewsnetwork.com. Cíl je ambiciózní, ale i dosažení 2–3 $/kg bude vyžadovat rozšíření výroby elektrolyzérů, rozvoj obnovitelných zdrojů energie a případně zachytávání uhlíku pro modrý vodík. Výzvy zde zahrnují: zajištění surovin pro elektrolyzéry (například iridium pro PEM elektrolyzéry, ačkoliv se vyvíjejí alternativy), vybudování dostatečného množství obnovitelné energie určené pro výrobu H₂ a vybudování skladovacích/dopravních kapacit (např. solné kaverny pro hromadné skladování H₂ k vyrovnání sezónní výroby). Infrastruktura pro přepravu vodíku nákladními auty nebo potrubím je v počátcích. Existují také regulatorní výzvy: na některých místech není jasné, jak budou vodíková potrubí regulována nebo jak rychle povolit výstavbu velkých nových zařízení na výrobu H₂. V Evropě zpoždění v upřesnění definic obnovitelného vodíku zpomalila některé projekty iea.org. Průmysl si přeje „jasnost ohledně certifikace a regulace“, jak poznamenala IEA, protože nejistota může zabránit investičním rozhodnutím iea.org. Aby se v mezidobí zmírnily problémy s cenou paliva, některé demonstrační projekty využívají vodík jako vedlejší produkt z průmyslu nebo reformovaný plyn, což může být levnější, ale není to nízkouhlíkové řešení. Přechod na zelený vodík bude výzvou, pokud zůstane drahý – proto se nyní hlavní vládní pobídky zaměřují na výrobní kredity, které mají uměle překlenout rozdíl, dokud se cena přirozeně nesníží díky většímu objemu výroby. Dále bude důležité vytvořit globální obchod s vodíkem (například přeprava amoniaku nebo kapalného vodíku) pro regiony, které nemohou vyrobit dostatek lokálně; to přináší výzvy v podobě budování dovozních/vývozních terminálů a lodí. Ale několik projektů (Austrálie<->Japonsko, Blízký východ<->Evropa) již testuje tyto trasy.
• Odolnost a spolehlivost: Palivové články musí dosáhnout nebo překonat odolnost stávajících technologií, aby si skutečně získaly zákazníky. To znamená, že palivové články v autech by ideálně měly vydržet více než 150 000 mil s minimální degradací, v nákladních vozech možná více než 30 000 hodin a stacionární palivové články více než 80 000 hodin (téměř 10 let) nepřetržitého provozu. Zatím tam ale ve všech ohledech nejsme. Typické současné hodnoty: PEM články pro osobní vozy prokázaly životnost přibližně 5 000–8 000 hodin s degradací <10 %, což odpovídá asi 150–240 tisícům mil v autě – což ve skutečnosti splňuje cíle mnoha výrobců automobilů, i když v extrémně horkém nebo chladném klimatu se životnost může zkrátit. U těžkých vozidel se stále zlepšuje; některé palivové články v autobusech vydržely v testech více než 25 000 hodin, ale dosažení 35 000 hodin konzistentně je dalším krokem sustainable-bus.com. U stacionárních článků je často nutná generální oprava po 5 letech kvůli problémům s katalyzátorem a elektrolytem; SOFC články mohou degradovat kvůli tepelným cyklům nebo kontaminantům. Zlepšení životnosti je klíčové pro snížení celkových nákladů (pokud je třeba palivový článek příliš často měnit, ztrácí to ekonomický smysl nebo to komplikuje údržbu). Jak bylo zmíněno, firmy a konsorcia DOE dosáhly pokroku v oblasti katalyzátorů a materiálů pro prodloužení životnosti (například odolnější katalyzátory, které zvládnou časté starty a zastavení bez slinování, povlaky proti korozi atd.). Stále to však zůstává výzvou, zejména při tlačení na výkon (často je zde kompromis mezi hustotou výkonu a životností kvůli většímu zatížení materiálů). Kvalita paliva (zajištění absence síry, CO nad toleranci) je také zásadní pro odolnost; proto je nutné vybudovat spolehlivý dodavatelský řetězec vodíku s konzistentní čistotou (norma ISO 14687) – kontaminace na stanici, která otráví palivové články, by mohla způsobit selhání více vozidel, což je noční můra, které je třeba se vyhnout. Proto je nutná přísná kontrola kvality a senzory v celém dodavatelském řetězci.
• Veřejné vnímání a bezpečnost: Vodík musí překonat obavy veřejnosti ohledně bezpečnosti („syndrom Hindenburg“) a neznalosti. Studie ukazují, že správně navržené H₂ systémy mohou být stejně bezpečné nebo bezpečnější než benzín (vodík se rychle rozptyluje a nové nádrže jsou neuvěřitelně pevné), ale jakákoli mediálně sledovaná nehoda by mohla odvětví poškodit. Bezpečnost je tedy v praxi výzvou: jsou potřeba přísné normy, školení záchranářů a transparentní komunikace. V roce 2019 vedla exploze vodíkové stanice v Norsku (kvůli úniku a selhání zařízení) k dočasnému pozastavení prodeje aut na palivové články a určité skepsi veřejnosti. Průmysl reagoval vylepšením návrhu stanic a bezpečnostních protokolů. Je zásadní udržet vynikající bezpečnostní bilanci, aby se neztratila podpora veřejnosti a politiků. Je také potřeba veřejné vzdělávání: mnoho spotřebitelů stále neví, co je auto na palivové články, nebo si to plete s „vodíkovým spalováním“. Osvětu se snaží šířit skupiny jako Fuel Cell & Hydrogen Energy Association (FCHEA) v USA nebo Hydrogen Europe v EU. Také je důležité, aby první uživatelé měli pozitivní zkušenost (žádné nedostatky paliva, snadná údržba atd.), což pomůže šířit dobrou pověst.
• Konkurence a nejisté tržní signály: Palivové články se nevyvíjejí ve vakuu – čelí konkurenci ze strany bateriové elektrifikace a dalších technologií. Někteří odborníci tvrdí, že baterie se zlepší natolik, že pokryjí i těžké nákladní vozy, nebo že syntetická e-paliva by mohla pohánět letectví a lodní dopravu, což by pro palivové články znamenalo menší roli. Například studie z roku 2023 od některých ekologických skupin tvrdila, že vodík v osobních autech je neefektivní ve srovnání s přímou elektrifikací, a některá města jako Curych se rozhodla zaměřit pouze na bateriové autobusy, nikoli na vodíkové, s odkazem na náklady a efektivitu. CleanTechnica často zveřejňuje kritiky jako „Vodíkové autobusy škodí lidem, kterým mají pomáhat“, přičemž tvrdí, že vysoké náklady by mohly snížit úroveň dopravní obslužnosti orrick.com. Takové narativy mohou ovlivnit politiku – např. pokud vláda uvěří, že baterie zvládnou vše potřebné, může omezit financování vodíku (někteří poukazují na to, že v klimatickém dokumentu EU pro rok 2040 byl vodík vynechán, což bylo vnímáno jako změna zaměření a znepokojilo průmysl fuelcellsworks.com). Výzvou je tedy přesvědčivě doložit (pomocí dat a pilotních projektů), kde jsou palivové články nejlepší volbou. Průmysl se zaměřuje na těžkou a dálkovou dopravu, aby se jasně odlišil od BEV, a skutečně mnoho politiků i tradičně skeptických nevládních organizací nyní uznává nezbytnost vodíku v těchto segmentech. Pokud by však technologie baterií nečekaně výrazně pokročila (například mnohem vyšší hustota energie nebo ultra-rychlé nabíjení, které by vyřešilo problémy dálkové kamionové dopravy), tržní potenciál palivových článků by se mohl zmenšit. Pro zmírnění tržní nejistoty firmy jako Ballard diverzifikovaly do více aplikací (autobusy, železnice, lodní doprava), aby v případě zaostávání jednoho segmentu mohl jiný vyrovnat ztrátu. Další nejistotou jsou ceny energií: pokud by se obnovitelná elektřina stala extrémně levnou a dostupnou, nahrávalo by to vodíku (levná surovina pro elektrolýzu); pokud by naopak zůstaly levné fosilní paliva a nízké ceny uhlíku, motivace pro vodík by byla menší. Proto je dlouhodobá klimatická politika (například uhlíkové zpoplatnění nebo povinné kvóty) klíčová pro udržení obchodního případu palivových článků jako nástroje dekarbonizace.
• Škálování výroby a dodavatelského řetězce: Splnění ambiciózních cílů nasazení bude vyžadovat navýšení výroby palivových článků, vodíkových nádrží, elektrolyzérů atd. tempem, které může být omezeno dodavatelskými řetězci. Například současná světová produkce uhlíkových vláken by mohla být úzkým hrdlem, pokud bude potřeba miliony vodíkových nádrží. Průmysl palivových článků bude soutěžit s dalšími sektory (větrná energie, solární energie, baterie) o některé suroviny a výrobní kapacity. Školení pracovní síly také není triviální – jsou potřeba kvalifikovaní technici pro montáž článků, údržbu stanic atd. Vlády začínají investovat do školicích programů (DOE zmiňuje rozvoj pracovní síly jako součást své agendy innovationnewsnetwork.com). Lokalizace dodavatelských řetězců je trendem (EU a USA chtějí domácí výrobu pro tvorbu pracovních míst a zajištění dodávek). To je jak výzva, tak příležitost: nové továrny stojí peníze a čas na vybudování, ale jakmile jsou v provozu, sníží náklady a omezí závislost na dovozu.
• Kontinuita a podpora politiky: I když jsou nyní politiky převážně příznivé, vždy existuje riziko politických změn. Dotace mohou skončit příliš brzy nebo se mohou změnit regulace, pokud by například jiná vláda dala vodík na nižší prioritu. Průmysl je do určité míry závislý na trvalé podpoře v tomto desetiletí, aby dosáhl soběstačnosti. Zajištění bipartisánní nebo široké podpory zdůrazněním pracovních míst a ekonomických přínosů může pomoci (proto je důraz na to, že vodík vytvoří 500 tisíc pracovních míst v EU do roku 2030 hydrogen-central.com a oživí průmysl). Dalším aspektem je zjednodušení povolovacích procesů – velké infrastrukturní projekty může zpomalit byrokracie, takže některé vlády (například Německo) pracují na rychlejším schvalování vodíkových projektů, což by v opačném případě mohlo být překážkou.

Navzdory těmto výzvám se žádná nejeví jako nepřekonatelná vzhledem ke koordinovanému úsilí, které probíhá. Jak poznamenala Dr. Sunita Satyapal, kromě nákladů „klíčová výzva spočívá v zajištění poptávky po vodíku. Je nezbytné nejen zvýšit produkci, ale také stimulovat tržní poptávku napříč sektory… musíme škálovat, abychom dosáhli komerční životaschopnosti.“ innovationnewsnetwork.com Tento problém slepičky a vejce mezi nabídkou a poptávkou je skutečně jádrem mnoha výzev. Přístup, který se uplatňuje (huby, flotily, koordinované rozšiřování vozidel a stanic), má za cíl tento pat prolomit.

Je poučné vidět, že podobné výzvy existovaly u bateriových elektromobilů před deseti lety – vysoké náklady, málo nabíječek, obavy z dojezdu – a díky trvalému úsilí se je postupně daří řešit. Palivové články jsou možná 5–10 let za bateriemi, pokud jde o vyspělost, ale s ještě větší klimatickou naléhavostí dnes a s poučením z rozvoje elektromobilů je naděje, že tyto překážky bude možné překonat rychleji.

Shrnuto, hlavními výzvami pro palivové články jsou infrastruktura, náklady, životnost, výroba paliva a vnímání/konkurence. Každá z nich je řešena kombinací technologického výzkumu a vývoje, politických pobídek a průmyslové strategie. Následující část se bude zabývat tím, jak by se tyto snahy mohly v budoucnu vyvíjet a jaké jsou vyhlídky pro palivové články.

Budoucí vyhlídky

Budoucnost palivových článků je stále slibnější, když se díváme k roku 2030 a dále, i když se bude v jednotlivých sektorech vyvíjet odlišně. Pokud budou pokračovat současné trendy ve zlepšování technologií, podpoře politiky a přijímání trhu, můžeme očekávat, že palivové články přejdou z dnešní fáze raného zavádění do fáze masového trhu v příštím desetiletí. Zde je přehled toho, co lze očekávat:

• Škálování a masové přijetí do roku 2030: Do roku 2030 by se palivové články mohly stát běžným jevem v určitých segmentech. Mnoho odborníků předpovídá, že těžká doprava bude průlomovou oblastí: tisíce nákladních vozidel na vodíkové palivové články na dálnicích v Evropě, Severní Americe a Číně, podporované speciálními vodíkovými koridory. Hlavní logistické společnosti a provozovatelé vozových parků již testují a pravděpodobně rozšíří využití vodíkových nákladních vozidel, jakmile budou k dispozici. Například konsorcium H2Accelerate předpokládá, že těžká FCEV dosáhnou cenové parity s dieselem ve 30. letech 21. století při dostatečných objemech hydrogen-central.com. Můžeme očekávat, že nákladní vozidla na palivové články budou do konce 30. let dominovat novým prodejům pro dálkovou dopravu, pokud technologie splní své sliby – a doplní bateriové nákladní vozy, které budou obsluhovat krátké a regionální trasy. Autobusy na palivové články by se rovněž mohly stát běžnou součástí městských vozových parků, zejména na delších trasách a v chladnějším klimatu, kde baterie ztrácejí dojezd. Cíl Evropy 1 200 autobusů do roku 2025 je jen začátek; s financováním a klesajícími náklady by toto číslo mohlo do roku 2030 snadno vzrůst na 5 000+ v Evropě a podobně i v Asii (Čína a Korea mají každý za cíl tisíce). Vlaky na palivové články se pravděpodobně rozšíří na neelektrifikovaných tratích v Evropě (Německo, Francie, Itálie již oznámily rozšíření) a případně v Severní Americe (pro příměstskou železnici nebo průmyslové trasy) vzhledem k úspěchům v Evropě. Alstom a další mají další objednávky a do roku 2030 by vodíkové vlaky mohly být zralou produktovou řadou, která se rozšíří za hranice novinky.
• Expanze stacionárních palivových článků: V oblasti výroby elektřiny se palivové články chystají získat významné postavení. Očekávejte, že více datových center přijme palivové články jako záložní nebo dokonce primární zdroj energie, protože společnosti jako Microsoft a Google usilují o cíle 24/7 čisté energie. Úspěch Microsoftu s 3MW palivovými články carboncredits.com naznačuje, že do roku 2030 by dieselové generátory v datových centrech mohly být ve velkém nahrazovány systémy palivových článků, zejména pokud se náklady na uhlík nebo obavy o spolehlivost (kvůli extrémnímu počasí atd.) stanou pro diesel méně atraktivními. Energetické společnosti by mohly instalovat velké parky palivových článků pro distribuovanou výrobu – Jižní Korea již má elektrárny o výkonu 20–80 MW a plánuje další. Další země s omezenými sítěmi (např. Japonsko, části Evropy) by mohly využít palivové články k zajištění lokální výroby a zvýšení odolnosti. Mikro-KVET palivové články v domácnostech pravděpodobně zůstanou převážně fenoménem Japonska/Koreje, pokud náklady dramaticky neklesnou nebo pokud by evropské plynárenské společnosti nepřešly na vodík a nezačaly prosazovat kotle na palivové články. Koncept reverzibilních palivových článků (elektřina <-> skladování vodíku) by se však mohl stát důležitým prvkem pro sítě s velmi vysokým podílem obnovitelných zdrojů, v podstatě jako dlouhodobé skladování energie. Do roku 2035 si někteří analytici představují stovky megawattů těchto systémů, které vyrovnávají sezónní výrobu ze slunce/větru v místech jako Kalifornie nebo Německo.
• Ekonomika zeleného vodíku: Úspěch palivových článků je spojen s rozvojem zeleného vodíku. Povzbudivě všechny signály ukazují na masivní rozšíření výroby zeleného vodíku. IEA předpovídá 5násobné zvýšení produkce nízkouhlíkového vodíku do roku 2030, pokud oznámené projekty budou pokračovat iea.org. Díky IRA a podobným pobídkám můžeme být svědky toho, že zelený vodík dosáhne vysněné ceny 1 $/kg již na počátku 30. let (v oblastech bohatých na obnovitelné zdroje), nebo alespoň 2 $/kg ve většině míst, což by provoz palivových článků učinilo extrémně konkurenceschopným z hlediska nákladů na palivo. Toto množství levného zeleného vodíku by nejen pohánělo vozidla a elektrárny, ale také otevřelo nové trhy pro palivové články – například palivové články na nákladních lodích využívající na palubě štěpený amoniak, nebo palivové články pro vzdálené vesnice, které nyní běží na diesel (protože zelený H₂ by mohl být přepravován nebo vyráběn lokálně pomocí solární energie). Pokud by se vodík stal obchodovanou komoditou jako LNG, i země bez obnovitelných zdrojů by jej mohly dovážet a využívat palivové články k výrobě čisté energie.
• Technologické průlomy: Probíhající výzkum a vývoj může přinést zásadní změny. Například pokud katalyzátory bez drahých kovů dosáhnou stejné výkonnosti, omezení v dodávkách platiny a její cena přestanou být problémem – náklady na palivové články by mohly prudce klesnout a žádná země by neměla kontrolu nad zdroji (platina je silně koncentrována v JAR a Rusku, takže snížení této potřeby má i geopolitický přínos). Účinnost palivových článků s pevným oxidem by se mohla dále zlepšit a nízkoteplotní SOFC by se mohly stát životaschopnými, což by překlenulo mezeru mezi PEM a SOFC pro určité použití. V oblasti skladování vodíku by pokroky (možná v oblasti skladování v pevném stavu nebo levnějšího uhlíkového vlákna) mohly usnadnit a zefektivnit skladování H₂, prodloužit dojezd FCEV nebo umožnit menší aplikace. Existuje také potenciál nových typů palivových článků – např. proton-keramické palivové články pracující při středních teplotách, které kombinují některé výhody PEM a SOFC – což by mohlo rozšířit možnosti využití.
• Propojení s obnovitelnými zdroji a bateriemi: Místo soupeření budou palivové články, baterie a obnovitelné zdroje pravděpodobně spolupracovat v mnoha systémech. Například budoucí bezemisní síť by mohla využívat solární/větrnou energii (přerušovanou), bateriové úložiště (krátkodobě) a generátory s palivovými články na uložený vodík nebo amoniak (dlouhodobě, při špičkách). Ve vozidlech bude mít každé vozidlo s palivovým článkem stále baterii (hybrid), aby zachytilo rekuperaci a zvýšilo výkon. Můžeme také vidět plug-in FCEV: vozidla, která primárně jezdí na vodík, ale mohou se také nabíjet ze sítě jako plug-in hybrid. To by mohlo nabídnout provozní flexibilitu a potenciálně snížit potřebu paliva – některé koncepty aut již tuto schopnost ukázaly.
• Výhled trhu a objem: V polovině 30. let by mohly být na světě miliony vozidel s palivovými články, pokud budou přetrvávat příznivé podmínky. Pro představu, odhady se liší: optimistické hovoří o 10 milionech FCEV do roku 2030 celosvětově (většinou v Číně, Japonsku, Koreji), konzervativnější odhady uvádějí možná 1–2 miliony. Těžká vozidla budou tvořit část tohoto počtu – desítky tisíc nákladních aut a autobusů ročně prodávaných do konce 20. let. Příjmy z odvětví palivových článků by mohly dosáhnout desítek miliard ročně, přičemž mnoho firem by bylo v té době ziskových. Regiony jako Evropa se snaží vybudovat domácí šampiony, kteří by mohli konkurovat Ballardu nebo Plugu, což se může stát (například Bosch by se mohl stát velkým hráčem s vlastní výrobou palivových článků). Mohou se také objevit zcela noví hráči – např. v Číně se REFIRE a Weichai během několika let stali hlavními výrobci systémů palivových článků díky vládní podpoře a brzy by mohli být globálními konkurenty.
• Politika a klimatické cíle: Palivové články jsou klíčové pro mnoho cestovních map k dosažení uhlíkové neutrality do roku 2050. Pokud se podíváme na rok 2050: v scénáři uhlíkové neutrality by vodík a palivové články mohly poskytovat 10–15 % konečné světové energie commercial.allianz.com, pohánět velkou část těžké dopravy, lodní dopravy (možná prostřednictvím amoniakových palivových článků nebo spalování), letectví (možná spalováním vodíku pro velká letadla, ale palivové články pro regionální letadla) a část výroby elektřiny. Do té doby by palivové články mohly být stejně rozšířené, jako kdysi spalovací motory – nacházely by se ve všem od domácích spotřebičů (například generátory na palivové články ve sklepích nebo APU v domácnostech) až po obrovské elektrárny. Mohly by se také stát poměrně neviditelnými pro uživatelský zážitek – například cestující by mohl jet ve vlaku nebo autobusu poháněném vodíkem a ani by si neuvědomil, že jde o palivový článek a ne o napájení z elektrické sítě nebo baterie, protože zážitek (plynulý, tichý) je podobný nebo lepší. Narativ se může posunout: místo „palivový článek vs baterie“ to může být jednoduše tak, že elektrická vozidla budou ve dvou variantách (baterie nebo palivový článek) podle potřebného dojezdu, obě pod záštitou elektrického pohonu.
• Názory expertů: Lídři v oboru zůstávají optimističtí, ale realističtí. Například Tom Linebarger (výkonný předseda Cummins) v roce 2024 řekl: „Věříme, že vodíkové palivové články budou hrát klíčovou roli zejména v těžkých aplikacích, ale úspěch bude záviset na snížení nákladů a vybudování vodíkové infrastruktury – obojí se nyní děje.“ Tento názor sdílí mnoho lidí: palivové články nenahradí baterie nebo spalovací motory všude, ale zaplní klíčové segmenty a budou fungovat vedle dalších řešení. Vědci jako prof. Yoshino (vynálezce lithiové baterie) dokonce uvedli, že vodík a baterie musí koexistovat, aby plně nahradily ropu. Mezitím hlasy opatrnosti jako Elon Musk (který slavně nazval palivové články „hloupými články“) jsou stále více izolované, protože i Tesla zkoumá využití vodíku při výrobě oceli ve svých továrnách.

Lze očekávat určitou konsolidaci v odvětví, jak bude dozrávat: ne všechny současné startupy s palivovými články přežijí – ty, které mají skutečný úspěch, budou koupeny nebo překonají ostatní. Například v roce 2025 jsme viděli, jak Honeywell koupil divizi JM ts2.tech – pravděpodobně přijdou další obchody, jak velké firmy získávají schopnosti. To by mohlo urychlit vývoj tím, že technologie palivových článků přejde pod křídla výrobních gigantů s velkými zdroji.

• Přijetí spotřebiteli: Aby měly FCEV pro spotřebitele skutečný úspěch, musí být tankování vodíku téměř stejně pohodlné jako tankování benzínu. Do roku 2030 se k tomu mohou přiblížit regiony jako Kalifornie, Německo, Japonsko – se stovkami stanic, takže řidič FCEV nebude muset plánovat trasy. Pokud k tomu dojde, doporučení od majitelů (kteří si užívají rychlé doplňování paliva a dlouhý dojezd) může inspirovat další, zejména ty, kterým nevyhovuje současná rychlost nabíjení nebo dojezd elektromobilů pro jejich potřeby. Pomůže také větší nabídka modelů – v současnosti je výběr omezený (jen několik modelů aut, i když přicházejí další, například nová generace Hyundai nebo možná modely z Číny či Lexus na palivové články). Pokud budou mít koncem 20. let běžné značky ve své nabídce SUV nebo pickup na palivové články, změní to situaci. Objevují se zvěsti, že Toyota by mohla použít palivové články ve větších SUV a pickupech, což by mohlo tuto technologii zpopularizovat mezi jinou skupinou než ekologicky smýšlejícími kupci Mirai.
• Globální rovnost: Jak technologie palivových článků dozrává, může být přenesena a využita i v rozvojových zemích, nejen v bohatých. Zejména pro napájení odlehlých oblastí nebo čistou veřejnou dopravu ve znečištěných městech v Indii, Africe, Latinské Americe. Náklady musí nejprve klesnout, ale do roku 2035 bychom například mohli vidět vodíkové autobusy v afrických městech jezdící na lokálně vyráběný zelený vodík z hojného slunce. Pokud to podpoří mezinárodní financování, mohou palivové články v těchto místech přeskočit starší špinavé technologie.

Závěrem lze říci, že vyhlídky pro palivové články jsou rostoucí integrace do oblasti čisté energie. Existuje opatrný optimismus podložený konkrétním pokrokem, že palivové články překonají současné výzvy a najdou své právoplatné místo. Jak řekl Oliver Zipse (BMW), vodík není jen o klimatu, je to také o „odolnosti a průmyslové suverenitě“ hydrogen-central.com – což znamená, že země a firmy vidí ve využití palivových článků a vodíkové technologie strategickou hodnotu (snížení závislosti na ropě, vytváření průmyslu). Tento strategický záměr zajišťuje dlouhodobý závazek.

Ačkoliv nikdo nemůže s jistotou předpovědět budoucnost, je příznačné, že v podstatě každá velká ekonomika a výrobce vozidel má nyní plán na vodík/palivové články – což před deseti lety neplatilo. Vše do sebe začíná zapadat: technologie se zlepšuje, trhy vznikají, politiky se slaďují, investice proudí. Pokud byly roky 2010 dekádou průlomu baterií a raného přijetí, pozdní 20. léta a 30. léta by mohly být obdobím, kdy vodík a palivové články prorazí a rozšíří se. Výsledkem by mohl být svět v roce 2050, kde jsou doprava a energetika z velké části bez emisí, a to nemalou měrou díky všudypřítomné technologii palivových článků, která tiše plní svou roli – v autech, nákladních vozech, domácnostech i elektrárnách – a naplňuje dávný slib vodíkové ekonomiky.

Na závěr stojí za to připomenout slova jednoho z vedoucích pracovníků Toyoty, Thierry de Barros Conti, který na semináři v roce 2025 vyzval k trpělivosti a vytrvalosti: „Tato cesta nebyla snadná, ale je to ta správná cesta.“ pressroom.toyota.com Cesta palivových článků měla své zvraty, ale díky vytrvalému úsilí nás vede k čistší a udržitelnější budoucnosti poháněné vodíkem.

Zdroje

• Fortin, P. (2025). Výzkum SINTEF na snižování množství platiny v palivových článcích – Norwegian SciTech News norwegianscitechnews.com
• Satyapal, S. (2025). Rozhovor o úspěších a výzvách amerického vodíkového programu – Innovation News Network innovationnewsnetwork.com
• Globe Newswire. (2025). Trendy trhu s elektromobily na palivové články 2025 – Precedence Research globenewswire.com
• Sustainable Bus. (2025). Nasazení a trendy autobusů na palivové články v Evropě sustainable-bus.com
• Airbus Press Release. (2025). Partnerství Airbus a MTU v oblasti palivových článků v letectví, citace odborníků airbus.com
• Hydrogen Central. (2025). Citace generálního ředitele Global Hydrogen Mobility Alliance (Air Liquide, BMW, Daimler, atd.) hydrogen-central.com
• NYSERDA Press Release. (2025). New York financuje projekty vodíkových palivových článků, oficiální citace nyserda.ny.gov
• IEA. (2024). Zjištění a hlavní body politiky z Globálního přehledu vodíku iea.org
• H2 View. (2025). Přehled trhu s vodíkem v polovině roku 2025 (realismus investorů, novinky o Nikola) h2-view.com
• Ballard Power. (2025). Firemní oznámení (objednávky autobusů, strategické zaměření) money.tmx.com, cantechletter.com