Revoluce v ukládání vodíku: Odemknutí chybějícího článku čisté energie

Koncem roku 2024 uvedly National Renewable Energy Laboratory (NREL) a GKN Hydrogen do provozu první svého druhu 500kg vodíkový „mega-tank“ na bázi kovových hydridů v Coloradu.
Japonský přepravník LH2 Suiso Frontier v roce 2022 předvedl přepravu kapalného vodíku z Austrálie do Japonska.
Společnost Hydrogenious LOHC Technologies staví v německém Dormagenu největší LOHC závod na světě, Project Hector, pro skladování asi 1 800 tun vodíku ročně v systému LOHC na bázi benzyl-toluenu, se schválením v dubnu 2025 a plánovaným otevřením v roce 2027.
Projekt Advanced Clean Energy Storage (ACES) v Utahu využije dvě solné kaverny ke skladování vodíku vyrobeného farmou elektrolyzérů o výkonu 220 MW, s počátečním 30% směsí vodíku plánovanou na rok 2025 a cílem 100% vodíku do roku 2045.
Pilotní projekt solné kaverny společnosti Uniper v Německu začal být plněn vodíkem v září 2024 a první výsledky ukazují úspěšné utěsnění a odběr.
Palivové vozy Toyota Mirai uchovávají vodík v nádržích při tlaku asi 700 bar, což umožňuje dojezd přibližně 500–600 km (300+ mil).
Podzemní skladovací kavernu na vodík HYBRIT ve švédském Luleå o objemu 100 m³ slavnostně otevřeli v roce 2022.
Evropská unie schválila v květnu 2024 projekt IPCEI Hy2Move na podporu vodíkového hodnotového řetězce, včetně inovací ve skladování.
Test NASA z konce roku 2024 prokázal izolaci, která snížila odpařování v nádržích na kapalný vodík asi o 50 %.
Zkapalnění vodíku spotřebuje asi 30 % jeho energetického obsahu, což ukazuje na energetickou náročnost kryogenního skladování.

Vodík je často označován za „palivo budoucnosti“ v čisté energetické ekonomice. Aby však tento slib splnil, musíme vyřešit zásadní výzvu: jak skladovat vodík efektivně, bezpečně a ve velkém měřítku. Proč je to tak důležité? Vodík lze vyrábět v neomezeném množství z vody a obnovitelné elektřiny (čímž vzniká „zelený vodík“) a při jeho použití nevznikají žádné skleníkové plyny – pouze voda. Navíc nese více energie na libru než jakékoli jiné palivo, ale jako plyn má extrémně nízkou hustotu energy.gov. V praxi to znamená, že nekomprimovaný vodík by potřeboval nádrž větší než dům, aby se vyrovnal energii v nádrži na benzin. Efektivní metody skladování jsou proto nezbytné, abychom dokázali zabalit dostatek vodíku do rozumných objemů pro použití ve vozidlech, energetických systémech a průmyslu energy.gov. Jak uvádí Mezinárodní energetická agentura, „Vodík je jednou z hlavních možností pro ukládání energie z obnovitelných zdrojů“, potenciálně za nejnižší cenu pro dlouhodobé skladování v řádu dnů až měsíců iea.org.

Role vodíku v globální energetické transformaci je mnohostranný. Nabízí způsob, jak dekarbonizovat sektory, které je obtížné elektrifikovat (jako je těžký průmysl, lodní doprava nebo letectví), a jak uchovávat přebytečnou obnovitelnou energii pro dobu, kdy nesvítí slunce nebo nefouká vítr iea.org. Mnoho odborníků považuje skladování vodíku za „chybějící článek“, který může propojit přerušovanou výrobu z obnovitelných zdrojů se stálou, nepřetržitou poptávkou po energii. „Vodík dnes zažívá bezprecedentní rozmach. Svět by neměl promarnit tuto jedinečnou příležitost učinit z vodíku důležitou součást naší čisté a bezpečné energetické budoucnosti,“ řekl Fatih Birol, výkonný ředitel IEA iea.org. Stručně řečeno, zvládnutí skladování vodíku je klíčem k odemčení jeho potenciálu jako čistého paliva a energetického zásobníku v ekonomice s nulovými emisemi.

Jak (a proč) skladujeme vodík

Na rozdíl od ropy nebo zemního plynu se vodík v přírodě nevyskytuje v hotové podobě pod zemí – musí být nejprve vyroben, poté skladován a přepravován před použitím. Ale skladování vodíku není lehký úkol, přestože je vodík nejlehčím prvkem nrel.gov. Za normálních podmínek je to rozptýlený plyn, a proto inženýři vyvinuli různé metody, jak vodík zabalit hustěji pro skladování. Obecně lze vodík skladovat fyzikálně jako stlačený plyn nebo kryogenní kapalinu, nebo chemicky v jiných materiálech.

Proč vynakládat tolik úsilí? Protože efektivní skladování vodíku nám umožňuje vytvářet zásoby čisté energie. Například přebytečná solární nebo větrná energie může rozkládat vodu na vodík, který je uložen a později přeměněn zpět na elektřinu v palivovém článku nebo turbíně, když je potřeba. Tato schopnost časově posouvat dodávku energie je zásadní pro sítě, kde převažují obnovitelné zdroje. Skladování vodíku také umožňuje vozidlům na palivové články přepravovat dostatečné množství paliva pro dlouhý dojezd a průmyslovým podnikům uchovávat záložní zásoby pro klíčové procesy. V podstatě skladování vodíku z něj činí flexibilní energetickou měnu – vyráběnou, když je přebytek zelené energie, a spotřebovávanou kdekoli a kdykoli je energie potřeba.

Klíčové metody skladování vodíku

Dnes se výzkumníci a průmysl zabývají několika metodami skladování vodíku, z nichž každá má své výhody a výzvy:

Stlačený vodíkový plyn: Nejjednodušší způsob skladování vodíku je jako plyn ve vysokotlakých lahvích. Vodíkový plyn je stlačen do pevných nádrží při tlaku 350–700 bar (5 000–10 000 psi) energy.gov, což výrazně zvyšuje jeho hustotu. Takto skladují vodík auta na palivové články – například nádrže v Toyotě Mirai drží vodík při ~700 bar, což stačí na asi 500–600 km (300+ mil) jízdy. Skladování stlačeného plynu je osvědčené a umožňuje rychlé tankování, ale nádrže jsou objemné (silné stěny z uhlíkových vláken) a i při 700 bar má vodík energetickou hustotu na objem jen zlomek benzínu. Je to ideální metoda pro vozidla a malokapacitní skladování díky jednoduchosti, ale při větším měřítku je třeba použít mnoho velkých lahví nebo dokonce obrovské nádoby pro hromadné skladování.
Kapalný vodík (kryogenní skladování): Ochlazením vodíkového plynu na -253 °C (-423 °F) se změní na kapalinu, čímž se dosáhne mnohem vyšší energetické hustoty na litr energy.gov. Kapalný vodík (LH₂) se používá v nádržích raketového paliva už desítky let (například Saturn V a raketoplán NASA). Nyní se zkoumá pro hromadnou přepravu (cisternovými vozy nebo dokonce loděmi) a na čerpacích stanicích. Výhodou je, že kapalný vodík je asi 8krát hustší než plyn při 700 bar. Vyžaduje však drahé kryogenní nádrže se superizolací a část vodíku se časem odpařuje. Udržování tak nízké teploty je energeticky náročné. Kapalné skladování má smysl, když je potřeba maximální hustota – například japonská průkopnická loď na přepravu LH₂ Suiso Frontier v roce 2022 přepravila kapalný vodík z Austrálie do Japonska. Do budoucna může kapalný vodík pohánět letadla a lodě nebo sloužit jako distribuční forma, ale ztráty odpařováním a náklady na chlazení zůstávají hlavními překážkami.
Kovové hydridy (pevnostní skladování): Zajímavou metodou je ukládání vodíku uvnitř pevných materiálů. Některé kovy a slitiny (jako hořčík, titan nebo sloučeniny lanthan-nikl) snadno absorbují vodík do své krystalové struktury, čímž vznikají kovové hydridy – v podstatě kovové houby na vodík. Tímto způsobem se vodík mění na stabilní pevnou formu nrel.gov. Například některé slitiny na bázi niklu mohou nasáknout vodík při mírném tlaku a teplotě a uvolnit jej při zahřátí. Hlavní výhodou je bezpečnost a hustota: vodík je znehybněn v pevné matrici, není potřeba vysoký tlak ani extrémní chlad nrel.gov. To může odstranit potřebu silnostěnných nádrží a je to velmi kompaktní z hlediska objemu (kovové hydridy mohou dosáhnout vyšší objemové hustoty než kapalný H₂). Nevýhodou je hmotnost – kovy jsou těžké – a potřeba tepelného vstupu pro uvolnění vodíku. Systémy s kovovými hydridy jsou demonstrovány pro stacionární skladování. Koncem roku 2024 byla v Coloradu zprovozněna první svého druhu 500kg vodíková „mega-nádrž“ s kovovým hydridem v rámci partnerství vedeného NREL a GKN Hydrogen nrel.gov nrel.gov. „Ačkoli kovové hydridy jako technologie skladování vodíku existují již řadu let, v komerčním měřítku jsou stále poměrně nové,“ poznamenává Alan Lang z GKN Hydrogen. Demonstrace jako ta od NREL prokazují jejich životaschopnost a jedinečnou hodnotu z hlediska bezpečnosti, prostorové náročnosti a účinnosti pro velkokapacitní skladování energie nrel.gov.
Kapalné organické nosiče vodíku (LOHCs): Další novátorský přístup ukládá vodík do kapalných chemikálií, podobně jako dobíjecí palivo. Kapalné organické nosiče vodíku jsou stabilní kapaliny podobné oleji (například toluen nebo dibenzyltoluen), které lze chemicky „nabít“ vodíkem a poté „vybít“ jeho uvolněním. V podstatě je vodík chemicky vázán do kapaliny pomocí hydrogenační reakce, čímž vzniká kapalina bohatá na vodík; později proces dehydrogenace (za použití tepla a katalyzátoru) uvolní plyn H₂ na požádání en.wikipedia.org. Velkou výhodou LOHC je, že kapalina může být manipulována při okolní teplotě a tlaku – není potřeba kryogenika ani vysokotlaké nádrže. Kapaliny LOHC využívají stávající infrastrukturu pro paliva: mohou být čerpány a přepravovány v cisternách jako benzín. Jsou neexplozivní a mohou hustě ukládat velké množství vodíku (některé LOHC obsahují ~6–7 % vodíku podle hmotnosti). Nevýhodou jsou energetické náklady chemických reakcí – k uvolnění vodíku je potřeba zahřívání a katalyzátory. To snižuje účinnost cyklu (obvykle pouze 60–70 % účinnosti při uvolnění bez rekuperace tepla) en.wikipedia.org. Výzkum to však zlepšuje a bezpečnostní i logistické výhody jsou přesvědčivé pro dálkovou přepravu vodíku. Ve skutečnosti v roce 2020 Japonsko spustilo první mezinárodní dodavatelský řetězec vodíku na světě, využívající LOHC na bázi toluenu k přepravě vodíku z Bruneje do Kawasaki en.wikipedia.org. Velké společnosti jako německá Hydrogenious LOHC Technologies rozšiřují LOHC. Hydrogenious staví největší LOHC závod na světě (projekt „Hector“) v Dormagenu v Německu, aby ukládal přibližně 1 800 tun vodíku ročně v systému LOHC na bázi benzyl-toluenu h2-international.com. Zařízení právě získalo povolení v dubnu 2025 a má být otevřeno v roce 2027 h2-international.com. Generální ředitel Hydrogenious Andreas Lehmann to označuje za důkaz „zralosti a průmyslové použitelnosti naší LOHC technologie“ h2-international.com.
Chemické nosiče (amoniak a další): Vodík lze také skladovat nepřímo jeho přeměnou na jiné chemikálie bohaté na vodík, jako je amoniak (NH₃) nebo methanol. Amoniak – sloučenina vodíku a dusíku – se již široce vyrábí a přepravuje po celém světě (jako hnojivo) a obsahuje více vodíku na litr než kapalný H₂ bez nutnosti kryogenních nádrží (amoniak se zkapalňuje při -33 °C, což je mnohem jednodušší než -253 °C pro H₂). Myšlenka je vyrábět „zelený amoniak“ ze zeleného vodíku, přepravovat nebo skladovat amoniak (který se snáze manipuluje než čistý vodík), a poté buď amoniak použít jako palivo (některé elektrárenské turbíny a lodě jsou upravovány na spalování amoniaku), nebo ho na místě opět „štěpit“ na vodík. Výhodou je využití stávající infrastruktury pro amoniak – potrubí, nádrže, lodě – ale štěpení amoniaku na vodík je energeticky náročné a zatím není rozšířené. Podobně methanol nebo jiné syntetické paliva mohou sloužit jako kapalné nosiče vodíku uhlíkově neutrálním způsobem (pokud jsou vyrobeny z CO₂ + H₂). Tyto chemické nosiče jsou slibné pro mezinárodní obchod s vodíkem: například obří projekty zeleného amoniaku na Blízkém východě a v Austrálii plánují přepravovat amoniak do zemí dovážejících energii jako náhradu za vodík. Volba nosiče často závisí na koncovém použití: pro palivové články a vozidla vyžadující čistý H₂ může být preferován LOHC nebo stlačený vodík, zatímco pro palivo pro lodě nebo elektrárny může být amoniak použit přímo.

Každá z těchto metod skladování řeší základní problém zvyšování energetické hustoty vodíku a zvládání jeho obtížných vlastností, ale žádná metoda není nejlepší pro všechny situace. V praxi bude koexistovat kombinace technologií skladování – od tlakových nádrží na čerpacích stanicích, přes LOHC cisternové vozy, až po pevné úložiště pro záložní zdroje energie.

Technické výzvy a nedávné pokroky

Skladování vodíku urazilo dlouhou cestu, ale stále přetrvávají významné technické výzvy. Základním problémem je dosáhnout vysoké hustoty bez neúnosně těžkých nebo drahých systémů. Například tlakové nádoby pro vozidla musí být vyrobeny z uhlíkových kompozitů, aby vydržely 700 bar, což je drahé a zabírá hodně místa v autě. I tak typická 700barová nádrž pojme jen asi 5–6 kg H₂ – což stačí na několik set kilometrů jízdy. U aplikací jako letadla nebo dálkové kamiony jsou hmotnost a objem úložiště velkou výzvou ve srovnání s energeticky hustou naftou nebo leteckým palivem. Kapalný vodík zlepšuje hustotu, ale ztráty odpařováním (boil-off) a energie spotřebovaná na zkapalnění vodíku (asi 30 % jeho energetického obsahu) jsou nevýhodou. Vodík je také nechvalně známý úniky – molekula H₂ je velmi malá a může pronikat těsněními, která by jiným plynům zabránila v úniku. Zajištění těsných systémů a detekce úniků je hlavním bezpečnostním zaměřením, protože vodík je hořlavý.

Další výzvou je kompatibilita materiálů: vodík může časem způsobit křehnutí některých kovů (jev zvaný vodíkové křehnutí), což může oslabit nádrže nebo potrubí energy.ec.europa.eu. Inženýři musí používat speciální oceli nebo kompozity a pečlivě testovat zařízení – například nové vodíkové potrubí nebo materiály nádrží procházejí přísnými tlakovými cykly a testy na křehnutí, aby byla zajištěna dlouhodobá bezpečnost energy.ec.europa.eu. Otázkou je také účinnost: každý krok skladování (stlačování, chlazení, absorbování atd.) stojí energii, což snižuje celkovou účinnost systému „zeleného vodíku“. Snižování těchto ztrát pomocí lepších technologií je neustálým úsilím.

Dobrou zprávou je, že na mnoha frontách dochází k rychlému pokroku. Výzkumníci vyvíjejí nové materiály, jako jsou kovově-organické sítě (MOF) – v podstatě krystalické houby s nanometrovými póry – které mohou adsorbovat vodík ve vysokých hustotách. Již bylo objeveno přes 95 000 MOF materiálů, z nichž mnohé slibují využití pro skladování plynů southampton.ac.uk. V roce 2024 vytvořil tým na University of Southampton nový porézní materiál z organických solí, který by mohl skladovat vodík jako houba, potenciálně s nižšími náklady a větší stabilitou než běžné MOF southampton.ac.uk. Mezitím startupy jako H2MOF (spoluzaložený nositelem Nobelovy ceny Sirem Fraserem Stoddartem) závodí o komercializaci skladování vodíku na bázi MOF, které může fungovat při téměř pokojové teplotě a nízkém tlaku, což by znamenalo zásadní průlom gasworld.com gasworld.com. Jak poznamenal Sir Fraser Stoddart, „Vodíkové palivo má nejvyšší hustotu energie ze všech spalovacích paliv; zároveň má nulové emise.“ gasworld.com Z toho vyplývá, že pokud vyřešíme problém skladování pomocí pokročilých materiálů, vodík by mohl skutečně konkurovat fosilním palivům v pohodlí a zároveň poskytovat čistou energii.

Technologie nádrží a infrastruktury se také zlepšuje. U stlačeného plynu nové návrhy kompozitních nádrží (válce typu IV a V) snižují hmotnost a zvyšují kapacitu pro vozidla. Firmy testují kryostlačený vodík – hybrid studeného a stlačeného vodíku – aby se do nádrží vešlo více plynu bez úplné zkapalnění. V oblasti pevného skladování nedávný projekt NREL–GKN Hydrogen ukázal, že odpadní teplo z provozu lze efektivně využít k uvolnění vodíku z kovových hydridů, což zlepšuje účinnost systému nrel.gov nrel.gov. Uvedení této 500kg hydridové skladovací jednotky do provozu v roce 2024 ukazuje, že skladování v pevném stavu se posouvá z laboratorní úrovně na praktickou, do sítě připojenou škálu nrel.gov. Podobně technologie LOHC postupuje: vyvíjejí se nové katalyzátory a nosné kapaliny, které snižují teplotu a energii potřebnou k uvolnění vodíku, zatímco pilotní projekty v reálném provozu (například LOHC skladovací jednotky Hydrogenious s kapacitou 5 tun/den) ověřují dlouhodobou cyklovatelnost a ekonomiku. Každé dílčí zlepšení – nádrž, která pojme více H₂ na litr, materiál, který uvolní H₂ při o 10 °C nižší teplotě, čerpadlo, které snižuje ztráty odpařováním – přibližuje skladování vodíku výkonu potřebnému pro masové rozšíření.

Infrastruktura a bezpečnostní aspekty

Vybudování energetického systému založeného na vodíku není jen o skladovacích médiích; vyžaduje podpůrnou infrastrukturu a přísná bezpečnostní opatření. Z hlediska infrastruktury si představte budoucí dodavatelský řetězec vodíku – začíná výrobou (elektrolyzéry nebo reformery), poté distribucí (potrubí, nákladní auta nebo lodě), následně skladováním a nakonec koncovým využitím (palivové články, turbíny atd.). Každý článek tohoto řetězce se dnes vyvíjí.

Potrubí: Nejúčinnějším způsobem, jak přepravovat velké objemy vodíku na domácím trhu, mohou být potrubí, podobně jako u zemního plynu. Některé země plánují vyhrazené vodíkové potrubí (v Evropě je navrhován „Vodíkový páteřní systém“ napříč kontinentem) a mezitím se testuje míchání vodíku do stávajících plynovodů. V mnoha systémech je možné přimíchat až přibližně 20 % vodíku objemově do zemního plynu, což může snížit emise CO₂ z dodávaného plynu (avšak vyšší podíl často vyžaduje nové potrubí nebo úpravy kvůli křehnutí materiálu a kompatibilitě spotřebičů). Například ve Velké Británii provedly energetické společnosti zkušební provoz v sousedstvích s 20% směsí vodíku v plynové síti pro běžné domácnosti, bez znatelného rozdílu pro spotřebitele kromě mírně nižších emisí. V USA má SoCalGas projekt „H2 Hydrogen Home“, který demonstruje míchání vodíku v potrubí pro vaření a vytápění v domácnostech uci.edu. Dlouhodobým cílem je vybudovat čistě vodíková potrubí pro průmyslové klastery a vodíkové „huby“. Stávající plynovody lze někdy přizpůsobit – je však nutné vyměnit části, které nezvládnou vlastnosti vodíku. EU již v tomto podniká kroky: směrnice EU z roku 2024 připravila půdu pro provozovatele vodíkových sítí (ENNOH) a standardy potrubí oddělené od zemního plynu energy.ec.europa.eu.

Zařízení pro hromadné skladování: Stejně jako skladujeme zemní plyn v obrovských podzemních kavernách, abychom vyrovnali sezónní poptávku, můžeme totéž udělat s vodíkem. Ve skutečnosti podzemní solné kaverny se ukazují jako řešení pro masivní skladování vodíku, protože solné formace mají vhodné vlastnosti (jsou vzduchotěsné a lze je vylouhovat, aby vznikly velké dutiny). Významným příkladem je severovýchodní Německo: energetická společnost Uniper v září 2024 otevřela pilotní projekt „HPC Krummhörn“, solnou kavernu přestavěnou na skladování až 500 000 metrů krychlových vodíku pod tlakem gasworld.com. Tato kaverna bude sloužit k testování reálného provozu sezónního skladování vodíku ve velkém měřítku, kdy se zelený vodík vyrobený v létě bude skladovat pro zimní využití gasworld.com. Ve Spojených státech se staví ještě větší projekt s názvem Advanced Clean Energy Storage (ACES) v Utahu. Podpořen zárukou půjčky DOE ve výši 504 milionů dolarů energy.gov, ACES využije dvě obrovské solné kaverny (každá o velikosti několika Empire State Building) ke skladování čistého vodíku vyrobeného farmou elektrolyzérů o výkonu 220 MW energy.gov energy.gov. Uskladněný vodík bude napájet turbíny projektu Intermountain Power – zpočátku směs s 30 % vodíku v roce 2025, s cílem dosáhnout 100% vodíkového paliva do roku 2045 energy.gov. Tyto projekty ukazují, jak vodík může poskytovat dlouhodobé skladování pro elektrickou síť, podobně jako obrovská baterie, která uchovává přebytečnou obnovitelnou energii po celé měsíce.

Doprava a čerpání: Pro distribuci v menším měřítku jsou dnes běžné přepravníky stlačeného vodíku (nákladní vozy přepravující svazky vysokotlakých lahví), které dodávají H₂ průmyslu a čerpacím stanicím. Každý přepravník může převážet 300–400 kg H₂. V budoucnu mohou cisterny na kapalný vodík (izolované kryogenní vozy podobné LNG cisternám) přepravovat větší množství (~3 500 kg na vůz) pro zásobování čerpacích stanic. Japonsko dokonce, jak již bylo zmíněno, spustilo demonstrační loď na kapalný vodík, aby prozkoumalo přepravu po moři. Vybudování sítě vodíkových čerpacích stanic je klíčové pro vozidla na palivové články – do roku 2025 je jich po celém světě více než 1 000 (vedou Japonsko, Německo, Kalifornie a Jižní Korea), ale pokud se vodíková vozidla rozšíří, bude jich potřeba mnohem více. Vlády podporují rozšiřování těchto stanic, často umístěných u stávajících čerpacích stanic, navržených se speciálními bezpečnostními senzory, ventilací a nouzovým vypínáním.

Pokud jde o bezpečnost, je pochopitelně hlavním tématem vzhledem k pověsti vodíku (mýtus o Hindenburgu stále přetrvává v povědomí veřejnosti). Ve skutečnosti lze s vodíkem zacházet stejně bezpečně jako s jinými běžnými palivy, ale má odlišné vlastnosti, které vyžadují pečlivé inženýrské řešení. Vodík je extrémně hořlavý v širokém rozmezí koncentrací ve vzduchu (přibližně 4 % až 75 % H₂ ve vzduchu může vzplanout). Na druhou stranu má velmi vysokou teplotu samovznícení (to znamená, že k zapálení je potřeba významný zdroj tepla) a jeho molekuly jsou tak lehké, že pokud dojde k úniku venku, vodíkový plyn rychle stoupá a rozptyluje se – na rozdíl od benzínu nebo propanu, které se mohou hromadit u země. Toto rychlé rozptýlení může snížit riziko požáru ve venkovních prostorách. V uzavřených prostorách se však vodík může hromadit u stropu (protože je lehčí než vzduch), takže zařízení potřebují správné větrání a detektory vodíku. Jedním neobvyklým aspektem je, že vodík hoří téměř neviditelným plamenem za denního světla; proto se na vodíkových pracovištích používají detektory plamene (ultrafialové/infračervené senzory), které zachytí jakékoli vznícení, které oko nevidí.

Normy pro materiály a komponenty jsou také klíčové pro bezpečnost. Vodík má tendenci křehčit některé kovy, proto musí být nádrže, ventily a potrubí vyrobeny nebo opatřeny kompatibilními materiály (např. nerezová ocel, polymery, kompozity odolné proti pronikání vodíku). Všechny vodíkové nádrže pro vozidla procházejí testy v ohni, pádem a extrémním tlakem, aby bylo zajištěno, že neprasknou ani při vážných nehodách. Čerpací stanice používají vysoce kvalitní odpojovací spojky a uzemnění, aby se zabránilo vzniku statických jisker. Průmysl vyvinul důkladné normy a předpisy (jako jsou normy ISO a NFPA), které upravují návrh vodíkových systémů, obdobně jako dlouhodobě používané normy pro zemní plyn.

Osvěta veřejnosti je také součástí bezpečnosti – například informovat lidi, že v případě vodíkového auta nelze únik vodíku cítit (H₂ je bez zápachu, na rozdíl od zemního plynu s merkaptanem), a proto jsou instalovány automatické detektory. Celkově desetiletí zkušeností s manipulací s vodíkem v průmyslových provozech (rafinérie, továrny na hnojiva, zařízení NASA) dávají jistotu, že při správných opatřeních může být vodík stejně bezpečný jako běžná paliva. Při budování vodíkové infrastruktury přistupují regulátoři a firmy s přístupem „bezpečnost především“, volí konzervativní konstrukční řešení a důkladně testují systémy, aby si získali důvěru veřejnosti.

Hlavní hráči, projekty a investice

Celosvětové úsilí o rozvoj vodíku podnítilo širokou škálu průmyslových hráčů a velkých investic, od energetických gigantů přes technologické startupy až po vlády. Zde je přehled těch, kdo pohánějí boom skladování vodíku, a některých hlavních projektů:

Průmyslové plynárenské společnosti: Zavedené firmy jako Linde, Air Liquide a Air Products, které již dlouho dodávají vodík pro průmysl, výrazně investují do nové vodíkové infrastruktury. Jsou odborníky na velkokapacitní zkapalňování, stlačování a distribuci. Například Air Liquide oznámila investici 850 milionů dolarů do vodíkového projektu v Texasu s ExxonMobil v roce 2024, včetně výstavby nových jednotek pro separaci vzduchu a potrubí na podporu obřího zařízení na výrobu nízkouhlíkového vodíku a amoniaku v Baytownu, TX gasworld.com. Air Liquide a Linde společně provozují tisíce kilometrů vodíkových potrubí (zejména podél pobřeží Mexického zálivu v USA a v severní Evropě), která se dále rozšiřují. Tyto společnosti také vyvíjejí velkokapacitní skladování vodíku – Air Liquide postavila zkapalňovače vodíku (jeden z největších na světě je v Nevadě a zásobuje kapalným H₂ čerpací stanice na západním pobřeží USA). Air Products investuje do obřích projektů na výrobu a export „zeleného vodíku“ (například projekt za 5 miliard dolarů v Saúdské Arábii na výrobu zeleného amoniaku pro export). Tyto zavedené firmy přinášejí hluboké inženýrské know-how a jsou klíčové pro rozšiřování skladovacích technologií (například Linde vyrábí mnoho vysokotlakých nádrží a kryogenních nádob používaných ve vodíkových projektech po celém světě).
Energetické a ropné & plynárenské giganty: Mnoho tradičních ropných společností a utilit se přeorientovává na vodík. Shell, BP, TotalEnergies a Chevron založily vodíkové divize a pilotní projekty. Shell vybudoval vodíkové čerpací stanice v Evropě a je partnerem projektu REFHYNE (jeden z největších elektrolyzérů v EU v rafinerii v Německu). BP se podílí na plánovaném vodíkovém hubu v Austrálii. Chevron investoval do projektu ACES v Utahu a má podíl ve společnosti Hydrogenious LOHC. Blízkovýchodní ropné společnosti (Saudi Aramco, ADNOC v SAE) investují značné prostředky do plánů na export vodíku/amoniaku, aby zůstaly dodavateli energie v dekarbonizovaném světě. Velké utility jako Uniper, RWE, Enel vyvíjejí skladování vodíku pro vyvažování sítě a přestavují plynovou infrastrukturu pro H₂. Mitsubishi Power je dalším klíčovým hráčem: dodává plynové turbíny schopné spalovat vodík pro projekt ACES v Utahu a v roce 2023 dokončila přelomový test elektrárny v Japonsku, která běžela na směs paliva s 30% podílem vodíku. Tyto velké společnosti často působí jako integrátoři, kteří spojují výrobu, skladování a koncové využití v demonstračních projektech.
Inovativní startupy: Na druhé straně mnoho startupů a výzkumných spin-offů se zaměřuje na specifické technologie skladování. Zmínili jsme H2MOF (zaměřený na MOF materiály). Dalším příkladem je Hydrogenious LOHC (založený v roce 2013, nyní lídr v LOHC s podporou Chevronu a Mitsubishi). GKN Hydrogen (podporovaný britskou inženýrskou firmou) prosazuje systémy skladování na bázi kovových hydridů pro mikrosítě. Plug Power, ačkoliv je známý hlavně pro palivové články a elektrolyzéry, inovuje také v oblasti zkapalňování a skladování vodíku, aby podpořil svou celostátní síť dodávek vodíku pro pohon vysokozdvižných vozíků. Startupy také pracují na chemickém skladování vodíku, jako je Powerpaste (pasta na bázi hydridu hořečnatého vyvinutá Fraunhoferem pro malá vozidla) a nové katalyzátory pro štěpení amoniaku. Ekosystém sahá od malých firem podporovaných rizikovým kapitálem až po velké průmyslové konglomeráty, které všechny závodí o to, jak zlepšit skladování a přepravu vodíku.
Vlajkové projekty: Kromě firem stojí za zmínku některé projekty, které si zaslouží pozornost díky svému rozsahu a významu:
- Advanced Clean Energy Storage (Utah, USA): Jak bylo popsáno, půjde o jedno z největších světových úložišť energie z vodíku, s úložištěm v kavernách odpovídajícím denní spotřebě elektřiny velkého města. Propojuje solární/větrnou energii, masivní elektrolyzéry, úložiště v solných kavernách a elektrárnu na vodíkový pohon energy.gov energy.gov. Je příkladem využití vodíku pro sezónní skladování v síti.
- Hector LOHC Plant (Německo): Největší plánovaná LOHC úložiště na světě (1 800 tun H₂ ročně). Bude napojeno na projekt Green Hydrogen @ Blue Danube pro dovoz vodíku, což ukazuje využití LOHC pro meziregionální obchod s vodíkem h2-international.com.
- HyStock (Nizozemsko): Projekt společnosti Gasunie na vybudování solné kaverny pro vodík a souvisejícího potrubí, což je součást nizozemské strategie obnovitelného skladování vodíku jako vyrovnávacího prvku pro větrnou energii z moře.
- H₂H Saltend (UK): Navrhovaný vodíkový uzel v severovýchodní Anglii, kde bude přebytečný vodík z průmyslové výroby skladován (zpočátku v nadzemních nádržích, později v podzemních kavernách) pro pohon blízké elektrárny a průmyslu.
- Asian Renewable Energy Hub (Austrálie): Obří plánovaná operace na výrobu zeleného vodíku a amoniaku v Západní Austrálii pro export, vyžadující skladování a zkapalňování na místě. Ačkoliv je hlavně zaměřená na výrobu, její rozsah znamená, že budou nasazeny nové technologie skladování (například amoniakové nádrže velikosti ropných nádrží).
- Japonsko-Australský dodavatelský řetězec LH₂: Japonské demonstrační projekty nejenže přepravily LOHC z Bruneje, ale také kapalný vodík z Austrálie. Loď Suiso Frontier pro LH₂ v začátku roku 2022 přepravila zkapalněný vodík na vzdálenost ~9 000 km, čímž prokázala, že námořní přeprava je možná. Japonská společnost Kawasaki Heavy Industries postavila speciální skladovací nádrže, které dokážou udržet vodík při -253 °C během plavby.
- Vodíková údolí EU: EU financuje klastrové projekty (údolí), kde je výroba, skladování a využití vodíku integrováno. Mnohé z nich zahrnují inovativní skladování – například projekt v katalánském Španělsku buduje vodíkové údolí s podzemním skladováním v vytěženém plynovém ložisku, a švédské údolí integruje podzemní skladování vodíku projektu HYBRIT pro výrobu oceli.
- Projekt HYBRIT Steel (Švédsko): Tento projekt transformuje výrobu oceli využitím vodíku místo uhlí. Aby byla zajištěna stálá dodávka vodíku pro ocelárnu, HYBRIT vybudoval unikátní podzemní vodíkovou kavernu v Luleå ve Švédsku – v podstatě starou skalní kavernu, která je vyložena a natlakována pro uchovávání vodíku hybritdevelopment.se. V roce 2022 byla tato 100m³ skladovací kapacita slavnostně otevřena a od té doby úspěšně funguje, přičemž uchovává vodík vyrobený z obnovitelných zdrojů pro pilotní ocelárnu hybritdevelopment.se. Jde o menší měřítko než solné kaverny, ale o průkopnické využití skladování vodíku pro umožnění nepřetržitého průmyslového provozu. Příklad ocelářského průmyslu ukazuje, že skladování vodíku může přímo dekarbonizovat průmyslové procesy: pilot HYBRIT již vyrobil vysoce kvalitní ocel s nulovými emisemi uhlíku díky použití skladovaného bezfosilního vodíku fasken.com.
Vláda a veřejný sektor: V neposlední řadě jsou to samotné vlády, které hrají klíčovou roli prostřednictvím financování a politiky. Poslední dva roky přinesly bezprecedentní vlnu veřejných investic do vodíku. Ve Spojených státech přidělil Bipartisan Infrastructure Law z roku 2021 osm miliard dolarů na regionální centra čistého vodíku, což vedlo v říjnu 2023 k oznámení sedmi projektů vodíkových center, které obdrží sedm miliard dolarů z federálních prostředků bidenwhitehouse.archives.gov. Tato centra – rozprostřená po celé zemi od Pensylvánie přes Texas až po Kalifornii – přilákala více než 40 miliard dolarů v soukromých spoluinvesticích bidenwhitehouse.archives.gov. Dohromady si kladou za cíl vyrobit 3 miliony tun čistého vodíku ročně do roku 2030 (zhruba třetina amerického cíle pro tento rok) a vytvořit desítky tisíc pracovních míst bidenwhitehouse.archives.gov. Důležité je, že mnohá centra zahrnují plány na vodíkové zásobníky, potrubí a distribuční infrastrukturu, která propojí výrobce vodíku s uživateli. Americká vláda také zavedla štědré pobídky, jako je daňový kredit na výrobu čistého vodíku (45V) – až 3 dolary za kilogram vyrobeného čistého vodíku – aby podpořila investice do celého dodavatelského řetězce projectfinance.law. Tento daňový kredit (součást zákona Inflation Reduction Act z roku 2022) vedl k nárůstu o 247 % v plánovaných vodíkových projektech, protože developeři očekávají kredity, které činí zelený vodík mnohem konkurenceschopnějším. V Evropě postavily Zelená dohoda EU a plán REPowerEU vodík do centra pozornosti. EU si stanovila cíl vyrobit 10 milionů tun obnovitelného vodíku ročně do roku 2030 a dalších 10 milionů tun importovat energy.ec.europa.eu. Na podporu tohoto cíle zavedla EU a členské státy dotační programy, jako jsou Významné projekty společného evropského zájmu (IPCEI). V letech 2022–2024 byly schváleny tři programy IPCEI (Hy2Tech, Hy2Use, Hy2Infra), které směřují miliardy do vodíkových technologií a infrastruktury. Hy2Infra IPCEI (únor 2024) výslovně podporuje výstavbu „velkokapacitních zásobníků vodíku a potrubí“ napříč několika zeměmi energy.ec.europa.eu. Kromě toho EU zakládá „Evropskou vodíkovou banku“, která bude dotovat zelenýprodukce vodíku a zajištění odběru, což nepřímo pomáhá skladování tím, že garantuje poptávku. Jednotlivé evropské země mají své vlastní strategie: například Německo zdvojnásobilo své financování vodíku na 20 miliard € a spolufinancuje výzkum a vývoj skladování vodíku, zatímco Francie investuje do technologie nádrží na kapalný vodík pro letectví. Vlády v Asii a Tichomoří jsou také ve hře: Japonsko plánuje do roku 2030 využívat 5 milionů tun vodíku ročně a má strategii zaměřenou na budování přepravních lodí na LH₂ a skladovacích terminálů; Jižní Korea usiluje o mnoho vodíkových měst s výrobou elektřiny z palivových článků a vybudovala rozsáhlé zařízení na skladování vodíku a výrobu elektřiny z palivových článků (projekt „Hanam Fuel Cell“). Čína, která se v současnosti zaměřuje na vozidla a průmyslové využití, rychle rozšiřuje výrobu elektrolyzérů a pravděpodobně nasadí velkokapacitní skladování vodíku, jakmile integruje vodík do svého energetického systému.

Všichni tito hráči a projekty zdůrazňují klíčový bod: skladování vodíku přitahuje velký kapitál a talenty po celém světě. Propojení zavedeného průmyslu, inovativních startupů a veřejných investic urychluje pokrok. Tato široká podpora je důvodem, proč si mnoho analytiků myslí, že vodík tentokrát zůstane (na rozdíl od předchozích vln nadšení). Jak to vyjádřil jeden z pozorovatelů odvětví, příběh vodíku dosáhl skutečného bodu zlomu – technologie dozrává a proudí do ní obrovské investice, takže vodík je připraven hrát stále důležitější roli v globální energetické transformaci fasken.com.

Aplikace: Doprava, skladování v síti a průmyslové využití

K čemu vlastně budeme veškerý tento uložený vodík používat? Skvělou vlastností vodíku je jeho univerzálnost – tentýž vodík může pohánět auto, vytápět pec v továrně nebo zásobovat elektrárnu. Zde jsou některé z klíčových oblastí použití a jak je umožňuje skladování vodíku:

Doprava: Vozidla na vodíkové palivové články (FCEV) jsou pilířem vize vodíkové ekonomiky. Patří sem osobní automobily (například Toyota Mirai, Hyundai Nexo), autobusy, nákladní vozy (např. prototypy od Nikola, Toyota/Kenworth, Hyundai Xcient), vlaky a dokonce i vysokozdvižné vozíky. U vozidel je kompaktní palubní úložiště zásadní. Většina FCEV používá tlakové nádoby na stlačený plyn o tlaku 700 bar, jak bylo zmíněno. Tyto pokročilé nádrže umožňují automobilům dojezd 300–400 mil, což činí FCEV konkurenceschopnými s benzínem z hlediska dojezdu energy.gov. Těžké nákladní vozy a autobusy často používají systémy o tlaku 350 bar (větší nádrže při nižším tlaku), ale stále spoléhají na úložiště s vysokou hustotou, aby měly přijatelný dojezd/frekvenci tankování. Technologie skladování vodíku přímo ovlivňuje životaschopnost vozidel: lepší nádrže znamenají lehčí vozidla nebo delší dojezd. Výhodou vodíku oproti bateriím je rychlé tankování a nižší hmotnost při stejném dojezdu, což je důvod, proč je zvažován pro dálkovou a vysoce vytíženou dopravu. Například v roce 2023 začaly v Německu jezdit vodíkové vlaky Alstom na regionálních tratích – každý vlak má na střeše nádrže s vodíkem a ujede 1 000 km na jedno naplnění, čímž nahrazuje dieselové vlaky na neelektrifikovaných tratích. V letectví firmy testují drony a malá letadla na vodík a dokonce zvažují kapalný vodík pro středně velká letadla ve 30. letech 21. století. Lodní doprava zkoumá paliva odvozená z vodíku: některé demonstrační lodě používají palivové články s palubním úložištěm vodíku, ale mnohé směřují spíše k amoniaku nebo metanolu (které vyžadují jiné typy nádrží). Důležité je, že je potřeba i infrastruktura pro skladování vodíku mimo vozidla: síť čerpacích stanic a vodíkových skladů pro obsluhu těchto vozidel. Pro nákladní trasy průmysl zvažuje „vodíkové koridory“ s čerpacími stanicemi každých cca 100 mil. V přístavech a na letištích může skladování vodíku (pravděpodobně jako kapalina nebo amoniak) pohánět budoucí lodě a letadla. Sektor vysokozdvižných vozíků a skladů je raným úspěchem vodíku – firmy jako Amazon a Walmart již používají tisíce vysokozdvižných vozíků na palivové články ve svých distribučních centrech. Tyto vozíky mají malé 350barové nádrže, které obsluha natankuje během několika minut u místního vodíkového výdejního stojanu (zásobovaného buď kapalným vodíkem, nebo kompresorem a lahvemi na místě). Rychlé tankování a nepřetržitý provoz (není třeba výměny baterie) se ukázaly jako vítězný případ použití. To ukazuje, jak skladování vodíku umožňuje zvýšení produktivity v určitých segmentech již nyní.
Skladování energie v síti: S rostoucím podílem solární a větrné energie v elektrických sítích roste i potřeba dlouhodobého skladování, které by vyrovnalo jejich proměnlivost. Baterie jsou skvělé na několik hodin, ale pro ukládání energie na dny nebo týdny je vodík silným kandidátem. Myšlenka je využít přebytečnou obnovitelnou energii (například větrné dny nebo slunečné víkendy, kdy je nízká poptávka) k výrobě vodíku elektrolýzou, uložit tento vodík do nádrží nebo kaveren a poté jej použít v palivových článcích nebo turbínách k výrobě elektřiny, když je potřeba (například při dlouhém období zatažené oblohy nebo zimním bezvětří). Tím se v podstatě vytváří rezerva obnovitelné energie. Probíhají pilotní projekty: kromě ACES v Utahu v Evropě projekt „BigBattery“ v Rakousku ukládá obnovitelný vodík do kaverny, aby zásoboval plynovou turbínu při špičkovém odběru. Německý projekt Uniper, který jsme zmínili, otestuje, jak může solná kaverna pomoci vyrovnávat síť a zajistit energetickou bezpečnost tím, že bude uchovávat zelený vodík, který lze rychle využít. Pokud se to osvědčí, mohly by státy udržovat strategické zásoby vodíku podobně jako strategické zásoby ropy – ale pro čistou energii. Dalším využitím v síti je power-to-gas: přeměna obnovitelné elektřiny na vodík a jeho vstřikování do plynárenské sítě (jako směs nebo přeměněný na syntetický metan) pro ukládání energie v existující plynárenské infrastruktuře. Některé energetické společnosti to nyní dělají v malém měřítku, v podstatě využívají síť zemního plynu jako obří „baterii“ sezónním vstřikováním vodíku. Vodík může také poskytovat služby pro síť: elektrárny s palivovými články mohou zvyšovat nebo snižovat výkon pro stabilizaci frekvence, nebo distribuované generátory s palivovými články mohou poskytovat záložní napájení nemocnicím a datovým centrům (palivové články s místním skladováním vodíku byly instalovány pro kritické zálohování, protože mohou mít vícedenní zásobu paliva na místě, což v některých případech překonává dieselové generátory).
Průmyslové využití: Vodík se již v průmyslu používá (rafinérie, továrny na hnojiva, chemické závody) – ale většinou jde o „šedý“ vodík z fosilních paliv. Cílem je přechod na čistý vodík v těchto stejných procesech, aby se eliminovaly emise CO₂. Například rafinérie používají vodík k odsiřování paliv; mohly by využívat zelený vodík z blízkého elektrolyzéru a skladovat ho na místě pro stálou dodávku. Továrny na výrobu amoniaku potřebují vodík jako surovinu; nové projekty si kladou za cíl vyrábět zelený amoniak pomocí skladovaného vodíku z proměnlivých obnovitelných zdrojů. Výroba oceli je průlomová aplikace: tradičně se ocel vyrábí pomocí uhlí ve vysokých pecích, ale použití vodíku v procesu přímé redukce železa (DRI) může snížit emise CO₂ o více než 90 %. Projekt HYBRIT ve Švédsku v letech 2021–2022 prokázal, že fosilně bezuhlíkový vodík může vyrábět vysoce kvalitní ocel fasken.com. Vodík zde dočasně skladují na místě, aby mohla ocelárna běžet 24/7, i když elektrolyzéry nebo větrná energie kolísají. ArcelorMittal a další ocelářští giganti je následují, s demonstračními pecemi na vodík v Německu, Kanadě atd. Zde je skladování vodíku (i kdyby šlo jen o zásobníky na několik hodin provozu) klíčové pro udržení nepřetržitého průmyslového procesu a zabránění prostojům. Další průmyslové využití zahrnuje vysokoteplotní teplo při výrobě cementu nebo skla – vodík lze skladovat a poté spalovat v pecích pro dosažení velmi vysokých teplot bez CO₂. Některé experimentální sklárny (např. v Německu) již provozovaly pece na směsi s vodíkem. Vstřikování do sítě pro vytápění: vodíkové kotle by jednou mohly zajišťovat teplo pro budovy nebo průmyslovou páru. Ve Velké Británii pilotní projekt „Hydrogen Homes“ ukazuje kotle a sporáky na 100% vodík; pokud by městská plynová síť přešla na vodík, vyžadovalo by to centrální výrobu a skladování vodíku pro zvládání výkyvů poptávky (například velký zásobník pro ranní špičky vytápění). Rostoucí průmyslovou aplikací je využití vodíku pro ukládání energie na vzdálených místech nebo v mikrosítích – v podstatě nahrazení dieselových generátorů vodíkovými řešeními. Například telekomunikační věže nebo izolované laboratoře mohou využívat solární panely + elektrolyzér k výrobě vodíku, skladovat ho v lahvích nebo v kovových hydridových zásobnících a poté použít palivový článek, když je v noci potřeba energie. Dokonce i některá datová centra testují vodíkové palivové články jako záložní zdroj místo dieselových agregátů, což zahrnuje skladování vodíku na místě (obvykle v tlakových nádržích).

Shrnuto, skladování vodíku odemyká flexibilitu: odděluje výrobu vodíku od jeho spotřeby. To znamená, že vozidla na vodík mohou rychle tankovat, protože palivo bylo předem vyrobeno a uskladněno; elektrárny mohou zvyšovat výkon pomocí uloženého vodíku vyrobeného v levnějších časech mimo špičku; továrny mohou běžet bez přerušení, protože mají zásoby vodíku po ruce. Jak se tyto aplikace rozšiřují, posilují poptávku po lepších a levnějších řešeních skladování vodíku, což vytváří pozitivní cyklus technologického zlepšování a rozšiřování.

Nejnovější zprávy, trendy a politické kroky (2024–2025)

Oblast skladování vodíku se rychle vyvíjí a často se objevují zprávy o nových projektech a podpůrných politikách. Zde jsou některé z nejvýznamnějších nedávných událostí z uplynulého roku:

Vodíkové uzly a finanční injekce: Koncem roku 2023 americké Ministerstvo energetiky oznámilo vítěze svého programu Regionálních čistých vodíkových uzlů – sedm projektů po celé zemi, od Kalifornie po Pensylvánii, které si rozdělí 7 miliard dolarů z federálního financování bidenwhitehouse.archives.gov. Očekává se, že tyto uzly přilákají dalších více než 40 miliard dolarů v soukromých investicích bidenwhitehouse.archives.gov a dostanou USA na cestu k produkci více než 3 milionů tun vodíku ročně během deseti let bidenwhitehouse.archives.gov. Klíčové je, že mnoho uzlů zahrnuje vyhrazené komponenty pro skladování vodíku (např. plánované jeskyně v Texasu a Louisianě, velké farmy nádrží v Kalifornii) pro řízení nabídky a poptávky. Tento příliv kapitálu je jedním z největších v historii vodíkové infrastruktury v USA a signalizuje silnou politickou vůli. Důvěru dále posílilo, že americké ministerstvo financí v roce 2023 upřesnilo pravidla pro daňový kredit na výrobu vodíku (45V), což zajišťuje, že výrobci mohou získat až 3 dolary/kg za čistý vodík projectfinance.law – což je zásadní změna v ekonomice. Výsledkem je, že společnosti jako Plug Power, Air Products a několik obnovitelných developerů dramaticky zvýšily své vodíkové projektové plány v Severní Americe.
Evropské urychlení vodíku: Evropa zdvojnásobila své úsilí v oblasti vodíku v reakci na obavy o energetickou bezpečnost (po plynové krizi v roce 2022) a klimatické cíle. V květnu 2024 EU schválila IPCEI Hy2Move, vícestátní projekt pokrývající celý hodnotový řetězec vodíku včetně inovací v oblasti skladování energy.ec.europa.eu. EU také zavedla v letech 2023–2024 nová pravidla (prostřednictvím balíčku pro trh s vodíkem a dekarbonizovanými plyny), která usnadňují rozvoj infrastruktury a obchodování s vodíkem energy.ec.europa.eu. Jednou z nových iniciativ EU je European Hydrogen Bank, která připravuje první aukce na dotování cenového rozdílu pro zelený vodík – fakticky tak zaručuje trh s vodíkem, aby projekty (a skladovací zařízení) mohly fungovat se stabilními příjmy. Několik evropských zemí aktualizovalo své vodíkové strategie: Německo zvýšilo svůj cíl poptávky po vodíku do roku 2030 a financuje národní vodíkovou síť; Spojené království oznámilo v roce 2023 strategii, která zahrnuje pilotní projekty pro 100% vytápění domácností vodíkem a vyčlenilo finance na soutěže v oblasti skladování vodíku (např. Net Zero Innovation Portfolio). Itálie a Španělsko pokročily s pilotními projekty, které míchají vodík do plynových sítí až do 10 %. A pro řešení technických překážek vydala EU na konci roku 2024 pokyny pro urychlení povolování skladovacích míst pro vodík, přičemž je uznává jako klíčovou infrastrukturu.
Kroky v Asii a Pacifiku: Japonsko, průkopník v oblasti vodíku, revidovalo v červnu 2023 svou Základní vodíkovou strategii, zdvojnásobilo svůj cíl dodávek vodíku do roku 2030 na 12 milionů tun (včetně dováženého amoniaku) a zavázalo se k veřejně-soukromému financování ve výši 107 miliard dolarů během 15 let na budování dodavatelských řetězců. To zahrnuje financování dalších přepravců kapalného vodíku, skladovacích terminálů a případně i sítě vodíkovodů v průmyslových regionech Japonska. Jižní Korea přijala zákon o vodíkovém hospodářství, který poskytuje pobídky pro výstavbu zařízení na výrobu a skladování vodíku a usiluje o široké nasazení palivových článků v energetice (což vyžaduje robustní dodávky a skladování vodíku). Austrálie v roce 2023 přidělila další prostředky na svůj program regionálních vodíkových center, přičemž projekty jako Western Sydney Hydrogen Hub se zaměřují na skladování vodíku pro místní průmysl a dopravu. A Čína, která již vede ve výrobě elektrolyzérů, oznámila začátkem roku 2025 sérii „vodíkových průmyslových parků“ v různých provinciích – ačkoliv podrobnosti jsou zatím skromné, tyto parky pravděpodobně nabídnou velkokapacitní skladování pro průmyslový vodík a čerpání do vozidel, což odpovídá čínskému cíli mít do roku 2025 na silnicích 50 000 FCEV.
Průlomové technologie a demonstrace: Dříve jsme viděli některé průlomy v materiálech (například MOF a nové hydridy) oznámené v roce 2024. Kromě toho firmy navyšují výrobu osvědčených technologií: v dubnu 2025 Hydrogenious LOHC získal povolení pro skladovací závod Hector LOHC (největší na světě) h2-international.com, což znamená přechod LOHC z pilotního do plně komerčního měřítka. Také v roce 2024 evropské konsorcium předvedlo pevné skladování vodíku pro nabíjení elektromobilů mimo síť: v podstatě přívěs s nádržemi na kovové hydridy, které uchovávají vodík pro provoz palivového článku, jenž lze zaparkovat a nabíjet elektromobily na odlehlých místech – kreativní vedlejší využití. V oblasti kryogenního skladování NASA a soukromé vesmírné společnosti pokračovaly v inovacích ultra-chladného skladování: pozdní test NASA v roce 2024 prokázal novou izolační techniku, která snížila odpařování v nádržích na kapalný vodík o 50 %, což by mohlo znamenat efektivnější skladování a přepravu LH₂ na zemi. A za zmínku stojí, že pilotní solná kaverna společnosti Uniper v Německu se začala plnit vodíkem v září 2024 gasworld.com, čímž se stala jednou z prvních aktivních vodíkových kaveren na světě. První výsledky ukazují úspěšné utěsnění a zpětné získání vodíku, což je povzbudivý signál pro podobné projekty. Každý z těchto milníků – povolení, demonstrace, zvýšení efektivity – posiluje důvěru, že rozšiřování skladování vodíku je nejen možné, ale už probíhá.
Citace od lídrů v oboru: Nálada v odvětví je silně optimistická, ale zároveň realistická ohledně výzev. Například Sanjiv Lamba, generální ředitel společnosti Linde, v roce 2024 upozornil, že technologie a náklady na elektrolyzéry se musí ještě zlepšit, aby bylo možné skutečně masivní rozšíření zeleného vodíku gasworld.com gasworld.com. Jeho poznámka zdůrazňuje, že snížení nákladů na výrobu vodíku učiní skladovací projekty ekonomicky životaschopnějšími. Na optimističtější notu Ben Nyland, generální ředitel Loop Energy (společnost vyrábějící palivové články), na konci roku 2023 řekl: „Jsme na bodu zlomu, kdy se vodíková řešení rychle rozšíří – technologie je připravena a vůle k nasazení existuje.“ Podobně Jorgo Chatzimarkakis, generální ředitel Hydrogen Europe (průmyslová asociace), často zdůrazňuje, že množství evropských projektů „dokazuje, že se vodíková ekonomika stává realitou“ a že nyní je důraz na realizaci: stavět nádrže, kaverny, potrubí, nákladní auta a vše ostatní, nejen o tom mluvit. A abychom se vrátili k dříve zmíněnému tempu, Globální přehled vodíku IEA z roku 2023 poznamenal, že poptávka po vodíku a projekty rostou rychleji než kdy dříve, ale také vyzval vlády, aby „se zaměřily na infrastrukturu a skladování“, protože by se tyto oblasti mohly stát úzkým hrdlem, pokud budou opomíjeny.
Výzvy v oblasti politiky: Stojí za zmínku několik protisměrných proudů. Někteří analytici a ekologické skupiny vyzývají k opatrnosti u určitých způsobů využití vodíku (například tvrdí, že přimíchávání do domácího vytápění je neefektivní ve srovnání s přímou elektrifikací). Ozývají se hlasy, aby byl vodík cílen na sektory, které ho skutečně potřebují (jako je průmysl a těžká doprava), a aby se neplýtvalo zdroji tam, kde existují alternativy. Tato debata může ovlivnit politickou podporu konkrétních projektů skladování – např. zda vlády budou dotovat vodík pro rezidenční vytápění (což by znamenalo investice do distribuce a skladování), nebo se zaměří na průmyslová centra. Navíc bezpečnostní incidenty (naštěstí vzácné) slouží jako připomínka nutnosti dodržovat přísné standardy – exploze na vodíkové čerpací stanici v Norsku v roce 2019 a výbuch vodíkového přívěsu v Kalifornii v roce 2022 vedly k dočasnému zpomalení výstavby stanic, dokud nebyly objasněny příčiny a provedena nápravná opatření (v těchto případech byly identifikovány výrobní vady). Tvůrci politik nadále zpřesňují předpisy, aby zajistili, že vodík bude zaváděn bezpečně a udržitelně. Celkově je trend v politice podpůrný, ale s důrazem na to, aby byl vodík směřován tam, kde má největší dopad.

Při pohledu na vývoj je druhá polovina 20. let 21. století předurčena stát se průlomovým obdobím pro skladování vodíku. Po celém světě pravděpodobně vzniknou desítky vícemegawattových nebo kilotunových skladovacích míst, která budou zásobovat rostoucí síť uživatelů vodíku. Díky silné politické podpoře, technologickému pokroku a zájmu firem investovat se vodík postupně posouvá od slibů k reálným technologiím.

Závěr: Směrem k budoucnosti poháněné vodíkem

Skladování vodíku, dříve okrajové technické téma, se nyní stalo základním kamenem plánů na čistou energii po celém světě. Schopnost bezpečně a efektivně skladovat vodík nám umožňuje přehodnotit naše energetické systémy – od aut a nákladních vozů, které vypouštějí pouze vodu, přes elektrické sítě, které mohou uchovávat zimní vítr pro letní teplo, až po těžký průmysl, jako je výroba oceli a chemikálií, který může fungovat bez emisí uhlíku. Výzvy samozřejmě zůstávají, včetně snižování nákladů a dalšího zlepšování hustoty skladování. Jak jsme však viděli, globální vlna inovací a investic tyto výzvy řeší přímo.

Každá metoda skladování – vysokotlaké nádrže, kryogenní kapaliny, kovové hydridy, chemické nosiče – přispívá k řešení části této skládačky. V příštích letech pravděpodobně uvidíme, jak se tyto řešení zdokonalují a chytře kombinují (představte si například budoucí vodíkovou čerpací stanici, která používá kryopumpu k plnění aut, nádrže s kovovými hydridy k vyrovnávání dodávek a LOHC kamion, který pravidelně přiváží vodík zachycený z větrné farmy na dálku). Revoluce ve skladování vodíku není o tom, že by jedna technologie zvítězila, ale o nasazení správné kombinace řešení pro každou aplikaci.

Impuls za vodík je skutečný a stále sílí. „Nastal čas vodíku,“ jak prohlásila jedna energetická zpráva fasken.com, a zdůraznila, že souběh klimatických potřeb, technologické připravenosti a politické podpory nikdy nebyl silnější. Hlavní ekonomiky investují miliardy do vodíkové infrastruktury a soukromý sektor je v tom krok za krokem následuje. To znamená, že to, co bylo dříve teoretické – například provozování celé ocelárny na vodík nebo napájení města během týdenního výpadku proudu uloženým vodíkem – je nyní prakticky na dosah.

Pro veřejnost se mohou brzy stát pokroky v oblasti skladování vodíku viditelnými v každodenním životě: možná v podobě více vodíkových autobusů s palivovými články tiše projíždějících městskými ulicemi, nových značek „H₂“ na čerpacích stanicích nebo zpráv v místních médiích o projektu skladování energie, který místo obřích bateriových polí využívá podzemní vodík. To jsou známky posunu v paradigmatu, jak přemýšlíme o palivech. Vodík, nejjednodušší prvek, je připraven hrát složitou a neocenitelnou roli v našem přechodu na čistou energii. Ovládnutím způsobu jeho skladování odemykáme jeho plný potenciál jako čistého a flexibilního nosiče energie.

Cesta vpřed bude zahrnovat pokračující spolupráci mezi vědci, inženýry, průmyslem a vládami, aby byly systémy skladování vodíku bezpečné, cenově dostupné a integrované do širších energetických sítí. Pokud však současný vývoj něco naznačuje, tyto snahy se vyplatí. Skladování nejlehčího plynu ve vesmíru není lehký úkol, ale s vynalézavostí může právě ono osvětlit cestu k udržitelné energetické budoucnosti. Jak často říkají lídři vodíkového průmyslu, tentokrát je to opravdu jiné – jsme svědky zrodu éry poháněné vodíkem a robustní skladování vodíku je klíčem, který to všechno drží pohromadě. fasken.com iea.org

Zdroje: energy.gov, iea.org, energy.gov, nrel.gov, en.wikipedia.org, en.wikipedia.org, h2-international.com, nrel.gov, southampton.ac.uk, gasworld.com, energy.gov, gasworld.com, energy.gov, energy.ec.europa.eu, gasworld.com, bidenwhitehouse.archives.gov, projectfinance.law, <a href=“https://energy.ec.europa.eu/topiPrioritou EU je , fasken.com, gasworld.com.