Revolúcia palivových článkov: Ako vodíková energia mení dopravu, energetiku a technológie v roku 2025

Palivové články sa presunuli z laboratória do centra pozornosti v revolúcii čistej energie. V roku 2025 získava vodíkom poháňaná energia bezprecedentnú dynamiku naprieč odvetviami. Tieto zariadenia generujú elektrinu elektrochemicky – často s použitím vodíka – s nulovými emisiami z výfuku (iba vodná para) a vysokou účinnosťou. Všetky hlavné ekonomiky dnes považujú palivové články za kľúčové pre dekarbonizáciu sektorov, ktoré sú pre batérie a sieťovú energiu ťažko dostupné. Vlády zavádzajú vodíkové stratégie, spoločnosti investujú miliardy do výskumu, vývoja a infraštruktúry a vozidlá a energetické systémy na palivové články prichádzajú na trh v čoraz väčších počtoch. Táto správa poskytuje podrobný pohľad na dnešnú krajinu palivových článkov, pokrýva hlavné typy palivových článkov a ich aplikácie v doprave, stacionárnej výrobe elektriny a prenosných zariadeniach. Prehodnocujeme najnovšie technologické inovácie, ktoré zlepšujú výkon a znižujú náklady, hodnotíme environmentálny dopad a ekonomickú realizovateľnosť palivových článkov a skúmame najnovšie trendy na trhu, politiky a vývoj v odvetví na celom svete. Súčasťou sú pohľady vedcov, inžinierov a lídrov v odvetví, ktoré poukazujú na nadšenie aj výzvy na ceste vpred.

Palivové články nie sú novým nápadom – rané alkalické jednotky pomáhali poháňať vesmírne lode Apollo – no teraz sú konečne pripravené na masové prijatie. Ako poznamenala Dr. Sunita Satyapal, dlhoročná riaditeľka vodíkového programu Ministerstva energetiky USA, v rozhovore v roku 2025: výskum a vývoj podporovaný vládou umožnil viac ako „1000 amerických patentov… vrátane katalyzátorov, membrán a elektrolýzerov,“ a viedol k hmatateľným úspechom ako „približne 70 000 komerčných vysokozdvižných vozíkov na vodíkové palivové články v prevádzke vo veľkých spoločnostiach ako Amazon a Walmart“, čo dokazuje, že cielené financovanie „môže podporiť prelom na trhu.“ innovationnewsnetwork.com Dnešné palivové články sú efektívnejšie, odolnejšie a cenovo dostupnejšie než kedykoľvek predtým, no prekážky pretrvávajú. Náklady, vodíková infraštruktúra a životnosť sú stále „jednou z najväčších výziev“ podľa Satyapal innovationnewsnetwork.com, a skeptici poukazujú na to, že pokrok niekedy zaostával za očakávaniami. Napriek tomu, s robustnou podporou a inováciami, odvetvie palivových článkov zažíva významný rast a optimizmus, čím sa kladie základ pre budúcnosť poháňanú vodíkom. Slovami hlavného inžiniera pre vodík v Toyote, „Toto nebola ľahká cesta, ale je to tá správna cesta.“ pressroom.toyota.com

(V nasledujúcich sekciách preskúmame všetky aspekty revolúcie palivových článkov s aktuálnymi údajmi a citátmi odborníkov z celého sveta.)

Hlavné typy palivových článkov

Palivové články existujú v niekoľkých typoch, z ktorých každý má jedinečné elektrolyty, prevádzkové teploty a najvhodnejšie aplikácie energy.gov. Hlavné kategórie zahŕňajú:

• Palivové články s protónovou výmennou membránou (PEMFC) – Nazývané aj palivové články s polymérovou elektrolytickou membránou, PEMFC používajú ako elektrolyt pevnú polymérovú membránu a katalyzátor na báze platiny. Pracujú pri relatívne nízkych teplotách (~80°C), čo umožňuje rýchly štart a vysokú hustotu výkonu energy.gov. Palivové články PEM vyžadujú čistý vodík (a kyslík zo vzduchu) a sú citlivé na nečistoty ako oxid uhoľnatý energy.gov. Ich kompaktný, ľahký dizajn ich robí ideálnymi pre vozidlá – v skutočnosti väčšina dnešných vodíkových áut, autobusov a nákladných vozidiel je poháňaná PEMFC energy.gov. Výrobcovia automobilov strávili desaťročia zlepšovaním technológie PEM, znižovaním množstva platiny a zvyšovaním životnosti.
• Palivové články s tuhým oxidom (SOFC) – SOFC používajú tvrdý keramický elektrolyt a pracujú pri veľmi vysokých teplotách (600–1 000°C) energy.gov. To umožňuje vnútornú reformáciu palív – môžu fungovať na vodík, bioplyn, zemný plyn alebo dokonca oxid uhoľnatý, pričom tieto palivá premieňajú na vodík interne energy.gov. SOFC môžu dosiahnuť ~60% elektrickú účinnosť (a >85% v režime kombinovanej výroby tepla a elektriny) energy.gov. Vďaka vysokej prevádzkovej teplote nepotrebujú drahé kovové katalyzátory energy.gov. Extrémne teplo však znamená pomalý štart a materiálové výzvy (teplotné napätie a korózia) energy.gov. SOFC sa primárne používajú v stacionárnych zdrojoch energie (od 1 kW jednotiek až po viacmegawattové elektrárne), kde je ich flexibilita paliva a účinnosť veľkou výhodou. Spoločnosti ako Bloom Energy nasadili SOFC systémy pre dátové centrá a energetické spoločnosti a v Japonsku sú desaťtisíce malých SOFC v domácnostiach na kombinovanú výrobu tepla a elektriny.
• Palivové články s kyselinou fosforečnou (PAFC) – PAFC používajú ako elektrolyt kvapalnú kyselinu fosforečnú a typicky platinový katalyzátor. Ide o staršiu, „prvú generáciu“ technológie palivových článkov, ktorá sa ako prvá začala komerčne využívať na stacionárne účely energy.gov. PAFC pracujú pri teplote ~150–200°C a sú tolerantnejšie voči nečistému vodíku (napr. získanému reformovaním zemného plynu) ako PEMFC energy.gov. Používajú sa v stacionárnych aplikáciách, ako sú záložné generátory pre nemocnice a administratívne budovy, a dokonca aj v niektorých skorých skúškach autobusov energy.gov. PAFC môžu dosiahnuť ~40% elektrickú účinnosť (až 85% pri kogenerácii) energy.gov. Nevýhodou je ich veľká veľkosť, vysoká hmotnosť a vysoký obsah platiny, čo ich robí nákladnými energy.gov. Dnes sa PAFC stále vyrábajú firmami ako Doosan pre stacionárne napájanie, hoci čelia konkurencii novších typov.
• Alkalické palivové články (AFC) – Patria medzi prvé vyvinuté palivové články (používané NASA v 60. rokoch), AFC používajú ako elektrolyt alkalický roztok, napríklad hydroxid draselný. Majú vysoký výkon a účinnosť (viac ako 60% v kozmických aplikáciách) energy.gov. Tradičné AFC s kvapalným elektrolytom sú však mimoriadne citlivé na oxid uhličitý – dokonca aj CO₂ vo vzduchu môže znižovať ich výkon tvorbou uhličitanov energy.gov. To historicky obmedzovalo AFC na uzavreté prostredia (napríklad kozmické lode) alebo vyžadovalo čistený kyslík. Moderné vývojové trendy zahŕňajú alkalické membránové palivové články (AMFC), ktoré používajú polymérovú membránu a znižujú citlivosť na CO₂ energy.gov. AFC môžu využívať nekovové katalyzátory, čo ich potenciálne robí lacnejšími. Firmy sa k alkalickej technológii vracajú pre určité použitia (napríklad britská spoločnosť AFC Energy nasadzuje alkalické systémy pre ostrovné napájanie a nabíjanie elektromobilov). Výzvy zostávajú v oblasti tolerancie voči CO₂, životnosti membrán a kratšej životnosti v porovnaní s PEM energy.gov. AFC dnes nachádzajú uplatnenie v špecifických oblastiach, ale prebiehajúci výskum a vývoj by ich mohol sprístupniť v segmente malých a stredných výkonov (watty až kilowatty).
• Palivové články s taveným uhličitanom (MCFC) – MCFC sú vysokoteplotné palivové články (pracujúce pri ~650°C), ktoré používajú elektrolyt z tavených uhličitanových solí suspendovaný v keramickej matrici energy.gov. Sú určené pre veľké stacionárne elektrárne na zemný plyn alebo bioplyn – napríklad pre výrobu elektriny v energetike alebo priemyselnú kogeneráciu. MCFC môžu používať niklové katalyzátory (bez platiny) a pri prevádzkovej teplote interne reformovať uhľovodíky na vodík energy.gov. To znamená, že systémy MCFC môžu byť priamo napájané palivami ako zemný plyn, pričom vodík sa generuje priamo v zariadení, čím sa systém zjednodušuje (nie je potrebný externý reformér) energy.gov. Ich elektrická účinnosť môže dosahovať 60–65 % a pri kombinovanom využití odpadového tepla môže prekročiť 85 % energy.gov. Najväčšou nevýhodou je životnosť: horúci, korozívny uhličitanový elektrolyt a vysoká teplota urýchľujú degradáciu komponentov, čo v súčasných konštrukciách obmedzuje životnosť na približne 5 rokov (~40 000 hodín) energy.gov. Výskumníci hľadajú odolnejšie materiály a konštrukcie na predĺženie životnosti. MCFC boli nasadené v stomegawattovom meradle v Južnej Kórei (jednom zo svetových lídrov v oblasti stacionárnych palivových článkov, s viac ako 1 GW inštalovaného výkonu palivových článkov k polovici 20. rokov 21. storočia) fuelcellsworks.com. V USA ponúkajú spoločnosti ako FuelCell Energy elektrárne MCFC pre energetiku a veľké prevádzky, často v partnerstve s dodávateľmi zemného plynu.
• Priame metanolové palivové články (DMFC) – Podskupina technológie PEM palivových článkov, DMFC oxidujú tekutý metanol (zvyčajne zmiešaný s vodou) priamo na anóde palivového článku energy.gov. Produkujú CO₂ ako vedľajší produkt (keďže metanol obsahuje uhlík), ale ponúkajú pohodlné kvapalné palivo, ktoré sa ľahšie manipuluje ako vodík. Energetická hustota metanolu je vyššia ako stlačeného vodíka (hoci nižšia ako benzínu) a môže využívať existujúcu logistiku palív energy.gov. DMFC sú typicky nízkovýkonové jednotky (desiatky wattov až niekoľko kW) používané v prenosných a vzdialených aplikáciách: napríklad nabíjačky batérií mimo siete, prenosné napájacie zdroje pre armádu alebo malé mobilné zariadenia. Na rozdiel od vodíkových PEMFC, DMFC nepotrebujú vysokotlakové nádrže – palivo sa dá prenášať v ľahkých fľašiach. DMFC systémy však majú nižšiu účinnosť a hustotu výkonu a katalyzátor môže byť otrávený medziproduktmi reakcie. Tiež stále používajú drahé kovové katalyzátory. DMFC zaznamenali záujem v spotrebnej elektronike v 2000-tych rokoch (prototypy palivových článkov pre mobilné telefóny a notebooky), ale moderné lítiové batérie ich v tejto oblasti väčšinou prekonali. Dnes sa DMFC a podobné prenosné palivové články používajú tam, kde je potrebný dlhodobý výkon mimo siete bez spoliehania sa na ťažké batérie alebo generátory – napr. v armáde a pri vzdialených environmentálnych senzoroch. Trh s DMFC zostáva relatívne malý (stovky miliónov USD globálne imarcgroup.com), ale neustále sa dosahuje pokrok v zlepšovaní výkonu a životnosti metanolových palivových článkov techxplore.com.

Každý typ palivového článku má výhody vhodné pre konkrétne použitie – od rýchlo štartujúcich motorov áut (PEMFC) po megawattové elektrárne (MCFC a SOFC). Tabuľka 1 nižšie sumarizuje kľúčové vlastnosti a typické použitia:

(Tabuľka 1: Porovnanie hlavných typov palivových článkov – PEMFC, SOFC, PAFC, AFC, MCFC, DMFC) energy.gov

Typ palivového článku	Elektrolyt & teplota	Kľúčové aplikácie	Výhody	Nevýhody
PEMFC	Polymérová membrána; ~80°C	Vozidlá (autá, autobusy, vysokozdvižné vozíky); niektoré stacionárne a prenosné aplikácie	Vysoká hustota výkonu; rýchly štart; kompaktné energy.gov	Vyžaduje čistý H₂ a platinový katalyzátor; citlivé na nečistoty energy.gov.
SOFC	Keramický oxid; 600–1000°C	Stacionárna výroba elektriny (mikro-KVET, veľké elektrárne); potenciál pre lode, predlžovače dojazdu	Palivová flexibilita (možnosť použiť zemný plyn, bioplyn); veľmi vysoká účinnosť (60%+); nevyžaduje drahé kovy energy.gov.	Pomalý štart; výzvy s materiálmi pri vysokej teplote; potreba izolácie a riadenia tepelného cyklovania energy.gov.
PAFC	Kvapalná kyselina fosforečná; ~200°C	Stacionárne KVET jednotky (200 kW trieda); rané demonštrácie autobusov	Zrelá technológia; tolerantná na reformované palivo (prítomnosť CO) energy.gov; dobrá účinnosť KVET (85% pri využití tepla).	Veľké a ťažké; vysoký obsah platiny (drahé) energy.gov; ~40% elektrická účinnosť; postupný pokles využívania.
AFC	Alkalické (KOH alebo membrána); ~70°C	Vesmírne aplikácie; špeciálne prenosné a záložné systémy	Vysoká účinnosť a výkon (v prostredí bez CO₂) energy.gov; možnosť použitia bežných katalyzátorov.	Netolerantné voči CO₂ (okrem vylepšených AMFC verzií) energy.gov; tradičné dizajny vyžadujú čistý O₂; nové typy membrán ešte zlepšujú životnosť energy.gov.
MCFC	Tavený uhličitan; ~650°C	Elektrárne v meradle utility; priemyselné KVET (stovky kW až multi-MW)	Palivová flexibilita (vnútorná reformácia CH₄); vysoká účinnosť (~65% elektrická) energy.gov; používa lacné katalyzátory (nikel).	Krátka životnosť (~5 rokov) kvôli korózii <a href=“https://www.energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells#:~:text=itself%20by%20a%20process%20called,reformingenergy.gov; veľmi vysoká prevádzková teplota; iba pre veľké stacionárne použitie (nevhodné pre vozidlá).
DMFC	Polymérová membrána (napájaná metanolom); ~60–120°C	Prenosné generátory; náhrada vojenských batérií; malé mobilné zariadenia	Používa kvapalné palivo metanol (ľahká preprava, vysoká hustota energie v porovnaní s H₂) energy.gov; jednoduché dopĺňanie paliva.	Nižší výkon a účinnosť; emituje určité množstvo CO₂; problémy s prienikom metanolu a otravou katalyzátora.

(Poznámka: Existujú aj iné špecializované typy palivových článkov, ako napríklad Regeneračné/reverzibilné palivové články, ktoré môžu pracovať opačne ako elektrolýzery, alebo mikrobiálne palivové články, ktoré využívajú baktérie na výrobu energie, ale tieto sú mimo rozsahu tejto správy. Zameriavame sa na hlavné komerčné/výskumné kategórie uvedené vyššie.)

Palivové články v doprave

Možno najviditeľnejšie využitie palivových článkov je v doprave. Elektrické vozidlá s vodíkovým palivovým článkom (FCEV) dopĺňajú batériové elektromobily tým, že ponúkajú rýchle tankovanie a dlhý dojazd s nulovými emisiami z výfuku. V roku 2025 sa palivové články používajú v čoraz väčšom počte autobusov, nákladných áut, osobných áut a dokonca aj vlakov, najmä v prípadoch, kde je hmotnosť batérií alebo čas nabíjania problematický. Ako uviedla koalícia viac ako 30 generálnych riaditeľov priemyslu v spoločnom liste európskym lídrom, „vodíkové technológie sú kľúčové pre zabezpečenie diverzifikovanej, odolnej a nákladovo efektívnej dekarbonizácie cestnej dopravy,“ pričom tvrdia, že dvojkoľajný prístup s batériami aj palivovými článkami „bude pre Európu lacnejší, než spoliehať sa len na elektrifikáciu.“ hydrogen-central.com

Autá a SUV s palivovými článkami

Osobné FCEV, ako Toyota Mirai a Hyundai Nexo, sú na trhu už niekoľko rokov. Tieto používajú PEM palivové články na pohon elektromotorov, podobne ako batériové elektromobily, ale tankujú sa vodíkovým plynom za 3-5 minút. Toyota, Hyundai a Honda spoločne uviedli na cesty desiatky tisíc áut s palivovými článkami po celom svete (stále však ide o okrajový segment v porovnaní s batériovými elektromobilmi). K roku 2025 je globálny trh s FCEV ohodnotený na približne 3 miliardy dolárov, pričom sa predpokladá rast o viac ako 20 % ročne globenewswire.com. Najväčší záujem spotrebiteľov je v regiónoch s infraštruktúrou na tankovanie vodíka: Kalifornia (USA), Japonsko, Južná Kórea a niektoré krajiny Európy (Nemecko, Spojené kráľovstvo atď.). Napríklad Nemecko má už viac ako 100 vodíkových čerpacích staníc v prevádzke po celej krajine globenewswire.com, a Japonsko má približne 160 staníc, vďaka čomu sú tieto krajiny hlavnými trhmi pre FCEV. Francúzsko spustilo národný vodíkový plán v hodnote 7 miliárd eur, ktorý zahŕňa nasadenie vodíkových autobusov a ľahkých úžitkových vozidiel pre vládne a verejné použitie globenewswire.com.

Automobilky zostávajú odhodlané technológii palivových článkov ako súčasti stratégie viacerých ciest. Toyota v roku 2025 predstavila širokú cestovnú mapu pre „vodíkovú spoločnosť“, rozširujúc palivové články za hranice sedanu Mirai aj do ťažkých nákladných vozidiel, autobusov a dokonca aj stacionárnych generátorov pressroom.toyota.com. „Mnohé z úsilia Toyoty o dekarbonizáciu sa zameriavali na batériové elektromobily, ale vodíkové palivové články zostávajú dôležitou súčasťou našej stratégie viacerých ciest,“ potvrdila spoločnosť pressroom.toyota.com. Prístup Toyoty zahŕňa spoluprácu na stanovovaní štandardov: „Spolupracujeme so spoločnosťami, ktoré by tradične boli našou konkurenciou, na vývoji štandardov pre vodíkové tankovanie… uvedomujúc si, že priemyselný štandard je väčším prínosom než naša vlastná konkurenčná výhoda,“ povedal Jay Sackett, hlavný inžinier pre pokročilú mobilitu v Toyote pressroom.toyota.com. Táto spolupráca v odvetví má za cieľ zabezpečiť jednotné protokoly tankovania a bezpečnostné postupy, čo môže urýchliť prijatie technológie.

Čo sa týka výkonu, najnovšie autá s palivovými článkami sa vyrovnajú bežným vozidlám. Hyundai NEXO SUV (model 2025) uvádza dojazd cez 700 km na jedno natankovanie vodíka globenewswire.com. Tieto vozidlá nevypúšťajú žiadne znečisťujúce látky a ich jediným vedľajším produktom je voda – Mirai slávne kvapkala vodu na cestu, aby to dokázala. Automobilky pracujú na znižovaní nákladov: druhá generácia modelu Mirai zlacnela a čínski výrobcovia tiež vstupujú na trh s lacnejšími modelmi (často s vládnymi dotáciami). Stále však infraštruktúra na tankovanie zostáva problémom slepačieho vajca pre spotrebiteľské FCEV – k roku 2025 je na svete približne 1 000 vodíkových staníc, čo je zanedbateľné v porovnaní s čerpacími stanicami alebo nabíjacími bodmi pre elektromobily. Mnohé krajiny financujú výstavbu staníc; napríklad nemecká iniciatíva H2 Mobility cieli na celoštátnu sieť vodíkových diaľnic a kalifornské štátne programy dotujú desiatky staníc na podporu viac ako 10 000 FCEV.

Autobusy a verejná doprava

Tranzitné autobusy boli jedným z hlavných skorých zameraní pre palivové články. Autobusy sa vracajú do dep (čo zjednodušuje tankovanie) a jazdia dlhé hodiny, čo vyhovuje rýchlemu tankovaniu a dlhému dojazdu palivových článkov. V Európe bolo k januáru 2023 v prevádzke 370 autobusov na palivové články, s plánmi na viac ako 1 200 do roku 2025 sustainable-bus.com. Toto rozširovanie je podporované programami financovania EÚ (ako JIVE a projekty Clean Hydrogen Partnership), ktoré pomáhajú mestám obstarávať vodíkové autobusy. Pokrok je viditeľný: Európa zaznamenala 426% medziročný nárast registrácií H₂ autobusov v prvej polovici 2025 (279 kusov v H1 2025 vs 53 v H1 2024) sustainable-bus.com. Tieto autobusy zvyčajne používajú PEM palivové články (od dodávateľov ako Ballard Power Systems, Toyota alebo Cummins) v kombinácii s hybridnými batériami. Ponúkajú dojazd 300–400 km na jedno natankovanie a vyhýbajú sa hmotnostným a dojazdovým obmedzeniam, ktorým čelia batériové elektrické autobusy na dlhších trasách alebo v chladnejšom podnebí.

Mestá ako Londýn, Tokio, Soul a Los Angeles už nasadili vodíkové autobusy do prevádzky. Viedeň napríklad zvolila vodíkové autobusy pre niektoré trasy v centre mesta, aby sa vyhla inštalácii nabíjacej infraštruktúry v centre; použitím H₂ autobusov „už nepotrebujú nabíjaciu infraštruktúru v centre mesta a mohli znížiť veľkosť flotily (vodíkové autobusy pokryjú trasy s menším počtom vozidiel vďaka rýchlemu tankovaniu a dlhšiemu dojazdu)”, uviedol dopravca sustainable-bus.com. Skutočné výsledky sú povzbudivé – dopravné podniky hlásia, že autobusy na palivové články dosahujú dostupnosť a časy tankovania porovnateľné s dieselovými, pričom výfukom je vodná para, ktorá zlepšuje kvalitu ovzdušia. Hlavnou nevýhodou zostáva cena: autobus na palivové články môže stáť 1,5–2× viac ako dieselový autobus. Veľké objednávky a nové modely však ceny znižujú. V roku 2023 objednala Bologna v Taliansku 130 vodíkových autobusov (modely Solaris Urbino) – najväčšiu jednorazovú zákazku na H₂ autobusy doteraz sustainable-bus.com, čo signalizuje dôveru v rozširovanie. Čína má už tisíce autobusov na palivové články na cestách (Šanghaj a ďalšie mestá ich nasadili na mestské linky a pre Zimné olympijské hry 2022). V skutočnosti Čína predstavuje viac ako 90 % svetových FCEV autobusov a rýchlo nasadzuje vodíkové tranzitné a logistické vozidlá s výraznou štátnou podporou globenewswire.com.

Odborníci z odvetvia veria, že palivové články budú dominovať v diaľkových autobusoch a ťažkej verejnej doprave. „Technológia vodíkových palivových článkov si získava pozíciu preferovanej možnosti pre ‘post-dieselovú’ budúcnosť v diaľkovej doprave,“ píše magazín Sustainable Bus, pričom cituje viacero projektov na vývoj autobusov s palivovými článkami pre medzimestské cestovanie sustainable-bus.com. Napríklad FlixBus (hlavný európsky prevádzkovateľ diaľkových autobusov) testuje autobus s palivovým článkom s cieľovým dojazdom viac ako 450 km sustainable-bus.com. Výrobcovia ako Van Hool a Caetano tiež vyvíjajú H₂ autobusy. Náročné využitie v ťažkej prevádzke si vyžaduje zlepšenú životnosť: súčasné palivové články z osobných áut vydržia približne 5 000–8 000 hodín, no autobus alebo nákladné vozidlo potrebuje približne 30 000+ hodín. Freudenberg, ktorý vyvíja palivové články pre autobusy, má „špeciálny dizajn pre ťažkú prevádzku s cieľom minimálnej životnosti 35 000 hodín,“ čo odráža násobný nárast životnosti potrebný pre komerčné flotily sustainable-bus.com. Toto je jedna z inžinierskych výziev, ktoré sa prekonávajú, aby palivové články splnili náročné prevádzkové cykly verejnej dopravy a nákladnej prepravy.

Nákladné vozidlá a ťažká doprava

Ťažké nákladné vozidlá sú považované za jednu z najsľubnejších a najpotrebnejších aplikácií pre palivové články. Tieto vozidlá vyžadujú dlhý dojazd, rýchle tankovanie a vysokú nosnosť – oblasti, v ktorých majú batérie problémy kvôli hmotnosti a času nabíjania. Nákladné vozidlá s palivovými článkami je možné natankovať za 10–20 minút a prejsť s nimi viac ako 500 km, pričom si zachovávajú nosnosť (keďže vodíkové nádrže sú ľahšie ako masívne batériové balíky s ekvivalentnou energiou). Hlavní výrobcovia nákladných vozidiel majú svoje programy: Daimler Truck a Volvo vytvorili spoločný podnik (cellcentric) na výrobu systémov palivových článkov pre nákladné vozidlá, pričom hromadnú výrobu plánujú na neskoršiu časť tohto desaťročia. Nikola, Hyundai, Toyota, Hyzon a ďalší majú prototypy alebo skoré komerčné palivové článkové ťahače na cestách v roku 2025. Európska aliancia pre vodíkovú mobilitu jednoznačne uviedla, že „Ťažká diaľková nákladná doprava je hlavný automobilový prípad použitia vodíka a ťažké palivové článkové systémy sú kľúčovou technológiou“ potrebnou hydrogen-central.com. Tento názor zdieľa aj generálna riaditeľka Daimler Truck, Karin Rådström, ktorá povedala „Vodíkové nákladné vozidlá sú dokonalým doplnkom k batériovým – ponúkajú dlhý dojazd, rýchle tankovanie a veľkú príležitosť pre Európu. Vedieme vo vodíkovej technológii a zostaneme vpredu, ak budeme konať teraz – naprieč celým hodnotovým reťazcom.“ hydrogen-central.com Jej poznámka zdôrazňuje, že európski výrobcovia výrazne investovali do know-how v oblasti palivových článkov (Daimler začal s výskumom a vývojom palivových článkov v 90. rokoch) a nemienia sa vzdať vedenia, no vyzývajú tvorcov politík, aby vybudovali infraštruktúru pre vodíkové nákladné vozidlá teraz, aby využili tento náskok.

Skúšky v reálnom svete potvrdzujú tento koncept. Hyundai nasadil flotilu 47 ťažkých nákladných vozidiel na palivové články vo Švajčiarsku od roku 2020 (model XCIENT) a do roku 2025 tieto vozidlá spoločne najazdili viac ako 4 milióny km. Na tomto základe viceprezident Hyundai Jaehoon Chang oznámil, že ich H₂ nákladné vozidlá v Európe „spoločne najazdili viac ako 15 miliónov kilometrov… čo dokazuje spoľahlivosť a škálovateľnosť vodíka v komerčnej logistike.“ hydrogen-central.com Toto je silný dôkaz, že nákladné vozidlá na palivové články zvládnu intenzívne každodenné používanie. V Severnej Amerike startup Nikola dodal polonákladné vozidlá na palivové články prvým zákazníkom (hoci spoločnosť čelila finančným problémom a reštrukturalizácii v roku 2023 h2-view.com). Toyota postavila vodíkové nákladné vozidlá triedy 8 (s palivovými článkami na báze Mirai) pre prepravu v prístavoch Los Angeles, kde flotila asi 30 H₂ nákladných vozidiel prepravuje náklad s tankovaním z dedikovaného vodíkového závodu „Tri-Gen“ v Long Beach pressroom.toyota.com. Tento závod, postavený s FuelCell Energy, premieňa obnoviteľný bioplyn na vodík, elektrinu a vodu priamo na mieste – produkuje 2,3 MW energie a až 1 200 kg vodíka denne pressroom.toyota.com. Vodík poháňa nielen Toyotiny nákladné vozidlá, ale aj osobné FCEV, zatiaľ čo elektrina zabezpečuje prevádzku prístavu a dokonca aj vedľajší produkt – voda – sa používa na umývanie áut vykladaných z lodí pressroom.toyota.com. Toyota zdôraznila, že tento systém sám „kompenzuje 9 000 ton emisií CO₂ ročne“ v prístave, čím nahrádza to, čo by vypustili dieselové nákladné vozidlá pressroom.toyota.com. „Každý deň je až 20 000 príležitostí vyčistiť vzduch pomocou nákladných vozidiel na vodíkové palivové články,“ poznamenal Jay Sackett z Toyoty, pričom narážal na denné jazdy dieselových nákladných vozidiel v prístavoch LA/Long Beach, ktoré by mohli byť nahradené pressroom.toyota.com.

Tankovanie vodíka pre nákladné vozidlá získava podporu prostredníctvom partnerstiev. V EÚ spustili spoločnosti iniciatívu H2Accelerate na zosúladenie zavádzania vodíkových koridorov pre nákladnú dopravu a čerpacích staníc pre diaľkové kamióny koncom 20. rokov 21. storočia. Kalifornská energetická komisia financuje niekoľko vysokokapacitných vodíkových staníc pre nákladné vozidlá (schopných natankovať desiatky kamiónov denne) na podporu prístavnej dopravy a neskôr aj diaľkových trás do vnútrozemských logistických centier. Čínska vláda agresívne podporuje nákladné vozidlá s palivovými článkami vo vybraných provinciách prostredníctvom dotácií a nariadení, pričom cieľom je 50 000 vozidiel s palivovými článkami na cestách do roku 2025 a 100 000–200 000 do roku 2030 spolu s 1 000 H₂ stanicami globenewswire.com. Čína už nasadila ťažké nákladné vozidlá s palivovými článkami do prevádzky v oceliarňach a baniach, pričom využíva domáce technológie (spoločnosti ako Weichai a REFIRE dodávajú systémy palivových článkov).

Vlaky, lode a lietadlá

Okrem cestných vozidiel nachádzajú palivové články uplatnenie aj v iných druhoch dopravy:

• Vlaky: Niekoľko vodíkových vlakov s palivovými článkami prepravu cestujúcich je už v prevádzke, čo je významný míľnik pre dekarbonizáciu železníc. Najmä Alstomov Coradia iLint s palivovým článkom vstúpil do komerčnej prevádzky v Nemecku v roku 2018 a do roku 2022 jazdil na regionálnych tratiach v Dolnom Sasku, kde nahradil dieselové vlaky. V roku 2022 začala v regióne Frankfurt premávať flotila 14 Alstom vlakov s palivovými článkami a pilotné projekty prebiehajú v Taliansku, Francúzsku a Spojenom kráľovstve. Tieto vlaky prepravujú vodík v nádržiach priamo na palube a na jedno natankovanie dokážu prejsť viac ako 1000 km, čo je vhodné pre neelektrifikované trate (približne polovica železničnej siete Európy nie je elektrifikovaná). Vlaky s palivovými článkami odstraňujú potrebu nákladných nadzemných elektrických vedení na málo frekventovaných tratiach. Od roku 2025 sa Európa zaviazala rozširovať vodíkové vlaky: napríklad Taliansko objednalo 6 vlakov s palivovými článkami pre Lombardiu, Francúzsko testuje jednotky Alstom a Spojené kráľovstvo vyskúšalo vlak HydroFLEX. V USA je vývoj pomalší, ale spoločnosti ako Stadler dodávajú vodíkový vlak pre Kaliforniu. Čína predstavila v roku 2021 aj prototyp vodíkovej lokomotívy. Pre nákladnú dopravu predstavila ťažobná spoločnosť Anglo American v roku 2022 2MW hybridnú lokomotívu s palivovým článkom. Celkovo sa palivové články osvedčujú na tratiach, kde by boli batérie príliš ťažké alebo by nemali dostatočný dojazd.
• Námorná doprava (Lode a člny): Námorný sektor skúma využitie palivových článkov ako pre pomocné, tak aj hlavné napájanie. Malé osobné trajekty a plavidlá boli medzi prvými, ktorí ich začali používať. V roku 2021 sa MF Hydra v Nórsku stala prvým trajektom na svete poháňaným kvapalným vodíkom s palivovým článkom, ktorý prepravuje autá a cestujúcich s 1,36 MW palivovým článkom Ballard. Japonsko testovalo trajekt na palivové články (HydroBingo) a zvažuje vodík pre pobrežnú lodnú dopravu. Európska únia financuje projekty ako H2Ports a FLAGSHIPS na demonštráciu plavidiel na H₂ a vodíkového bunkrovania v prístavoch. Pre väčšie lode je súčasný konsenzus používať palivové články s palivami odvodenými z vodíka, ako je amoniak alebo metanol (ktoré je možné „krakovať“ alebo použiť v palivových článkoch so správnym dizajnom). Napríklad nórsky prevádzkovateľ výletných lodí Hurtigruten vyvíja výletnú loď s SOFC palivovými článkami na zelený amoniak do roku 2026. Ďalšou špecifickou oblasťou sú podvodné vozidlá a ponorky: palivové články (najmä PEM) môžu poskytovať tichý, na vzduchu nezávislý pohon – nemecké ponorky typu 212A používajú vodíkové palivové články na tichú prevádzku. Zatiaľ čo diaľkové kontajnerové lode sa v blízkej budúcnosti pravdepodobne budú spoliehať na spaľovacie motory spaľujúce amoniak alebo metanol, palivové články ich môžu dopĺňať pri manévrovaní v prístave alebo sa časom rozšíriť, keď budú vyvinuté vysokovýkonné palivové články (niekoľko MW). Keď sa vyriešia otázky bezpečnosti a skladovania, palivové články ponúkajú lodiam prísľub bezemisného pohonu bez hluku a vibrácií dieselových motorov.
• Letecká doprava: Letecká doprava je najnáročnejším sektorom na dekarbonizáciu a vodíkové palivové články sú aktívne skúmané pre určité špecifické oblasti. Palivové články pravdepodobne nikdy nebudú priamo poháňať obrovské lietadlá (na to by mohol slúžiť spaľovací vodík alebo iné palivá), ale majú potenciál v menších lietadlách alebo ako súčasť hybridných systémov. Niekoľko startupov (ZeroAvia, Universal Hydrogen, H2Fly) už lietalo s malými lietadlami prerobenými na pohon vodíkovými palivovými článkami, ktoré poháňajú vrtule. V roku 2023 spoločnosť ZeroAvia uskutočnila let s testovacím lietadlom pre 19 cestujúcich (Dornier 228), kde jeden z dvoch motorov nahradili elektrickým pohonom na báze palivového článku. Ich ďalším cieľom sú regionálne lietadlá pre 40–80 cestujúcich na vodík do roku 2027. Airbus, najväčší svetový výrobca dopravných lietadiel, pôvodne skúmal vodíkové spaľovacie turbíny, no v roku 2023 oznámil zmenu zamerania na „plne elektrické lietadlo poháňané vodíkom s motorom na palivové články“ ako hlavný smer pre svoj program ZEROe airbus.com. V júni 2025 Airbus podpísal významné partnerstvo s výrobcom motorov MTU Aero Engines na vývoj a zdokonalenie pohonu na palivové články pre letectvo. „Náš dôraz na plne elektrický pohon na palivové články pre budúce lietadlá poháňané vodíkom podčiarkuje našu dôveru a pokrok v tejto oblasti,“ povedal Bruno Fichefeux, vedúci budúcich programov Airbusu airbus.com. „Spolupráca s MTU… nám umožní spojiť naše znalosti, urýchliť vývoj kľúčových technológií a napokon dodať revolučný pohonný systém na vodíkový pohon pre budúce komerčné lietadlá. Spoločne sme aktívnymi priekopníkmi v tejto oblasti.“ airbus.com Podobne aj Dr. Stefan Weber z MTU zdôraznil ich „víziu revolučného pohonného konceptu, ktorý umožní prakticky bezemisné lietanie,“ pričom spoločné úsilie označil za kľúčový krok k realite dopravných lietadiel poháňaných palivovými článkami airbus.com. Toto partnerstvo načrtáva viacročnú cestovnú mapu: najprv zlepšovanie komponentov (vysokovýkonné palivové články, kryogénne skladovanie H₂ atď.), potom pozemné testovanie plnohodnotného pohonného systému na palivové články s cieľom certifikovaného leteckého motora na palivové články v 30. rokoch 21. storočia airbus.com. Cieľovou aplikáciou bude pravdepodobne najskôr malé regionálne lietadlo, no konečnou métou je rozšírenie na úzke krátkodobé lietadlá. Palivové články produkujú iba vodu a majú výhodu vysokej účinnosti vo výškach letovej hladiny. Výzvami sú hmotnosť (palivové články a motory vs. prúdové motory) a uskladnenie dostatočného množstva vodíka (pravdepodobne vo forme kvapalného vodíka) na palube lietadla. Verejný záväzok Airbusu naznačuje silnú vieru, že tieto výzvy je možné vyriešiť. Medzitým palivové článkyPalivové články sa tiež používajú v lietadlách aj inými spôsobmi: ako APU (pomocné energetické jednotky) na tiché poskytovanie elektriny na palube a dokonca aj na výrobu vody pre posádku (regeneračné palivové články). NASA a ďalší skúmali využitie regeneračných palivových článkov ako úložiska energie pre elektrické lietadlá. Celkovo, hoci sú vodíkové lietadlá v počiatočnom štádiu, koncom 20. rokov 21. storočia pravdepodobne uvidíme prvé komerčné trasy obsluhované lietadlami poháňanými palivovými článkami, najmä keď spoločnosti ako Airbus, MTU, Boeing a Universal Hydrogen zintenzívňujú výskum, vývoj a testovanie prototypov.
• Drony a špeciálne vozidlá: Menšou, ale rastúcou kategóriou sú drony a špeciálne vozidlá na palivové články. Spoločnosti ako Intelligent Energy a Doosan Mobility vyvinuli PEM palivové články pre drony, ktoré umožňujú oveľa dlhší let než lítiové batérie. Sady na vodíkové drony dokážu udržať UAV vo vzduchu 2–3 hodiny oproti 20–30 minútam na batériách, čo je cenné pre dohľad, mapovanie alebo doručovacie aplikácie. V roku 2025 Južná Kórea dokonca predviedla dron s vodíkovým palivovým článkom multi-copter nesúci 5 kg náklad viac než hodinu. Na zemi poháňajú palivové články aj vysokozdvižné vozíky (ako bolo spomenuté vyššie) a letiskové zariadenia (ťahače, chladiarenské vozidlá), kde je výmena batérií zdĺhavá. Sektor manipulácie s materiálom sa potichu stal úspešným príbehom palivových článkov: viac než 70 000 vysokozdvižných vozíkov na palivové články je teraz denne používaných v skladoch innovationnewsnetwork.com, čo firmám prináša „nulové emisie v skladových priestoroch“ a vyššiu produktivitu (žiadne prestoje na nabíjanie batérií). Veľkí maloobchodníci ako Walmart a Amazon do týchto riešení výrazne investovali prostredníctvom dodávateľov ako Plug Power. Táto skorá adopcia podčiarkuje, že palivové články si môžu nájsť miesto tam, kde ich jedinečné výhody (rýchle tankovanie, nepretržitý výkon) prekonávajú batérie alebo spaľovacie motory.

Zhrnuté, palivové články si nachádzajú cestu naprieč dopravou: od osobných áut po najväčšie vozidlá a dokonca aj do vzduchu. Ťažká doprava je jasným silným segmentom – odborníci sa zhodujú, že vodíkové palivové články budú hrať „zásadnú úlohu pri dekarbonizácii dopravy, najmä v sektoroch, kde batériové riešenia nemusia stačiť“ hydrogen-central.com. Nasledujúce roky ukážu rozsah; veľa závisí od vybudovania dostatočnej infraštruktúry na tankovanie vodíka a dosiahnutia úspor z rozsahu na zníženie nákladov na vozidlá. Prítomnosť vozidiel na palivové články vo verejných flotilách, nákladnej doprave a špecifických využitiach však už teraz pomáha zvyšovať dopyt po vodíku a normalizovať túto technológiu. Ako Oliver Zipse, generálny riaditeľ BMW, povedal: „V dnešnom kontexte nie je vodík len klimatickým riešením – je to nástroj odolnosti. … V BMW vieme, že bez vodíka nie je možná úplná dekarbonizácia ani konkurencieschopný európsky sektor mobility.“ hydrogen-central.com

Stacionárna výroba elektriny s palivovými článkami

Zatiaľ čo vodíkové autá priťahujú pozornosť médií, stacionárne systémy palivových článkov potichu menia spôsob, akým vyrábame a využívame energiu. Palivové články môžu poskytovať čistú, efektívnu elektrinu a teplo pre domácnosti, budovy, dátové centrá a dokonca aj dodávať energiu do siete. Ponúkajú alternatívu ku spaľovacím generátorom (a s nimi spojeným emisiám/hluku) a môžu stabilizovať siete s vysokým podielom obnoviteľných zdrojov vďaka dodávke energie na požiadanie. Kľúčové stacionárne aplikácie zahŕňajú:

• Záložné napájanie a diaľkové napájanie – Telekomunikačné veže, dátové centrá, nemocnice a vojenské zariadenia vyžadujú spoľahlivé záložné napájanie. Tradične túto úlohu plnia dieselové generátory, no alternatívy s palivovými článkami (poháňané vodíkom alebo kvapalnými palivami) sú čoraz populárnejšie pre záložné napájanie bez emisií. Napríklad Verizon a AT&T nasadili záložné systémy s vodíkovými palivovými článkami na mobilných vežiach, aby predĺžili dobu prevádzky nad rámec batériových UPS systémov. V roku 2024 spoločnosť Microsoft oznámila, že úspešne otestovala generátor s palivovým článkom s výkonom 3 MW, ktorý má nahradiť dieselové agregáty pre zálohovanie dátových centier, pričom beží na vodík vyrobený priamo na mieste carboncredits.com. Palivové články sa spúšťajú okamžite a vyžadujú minimálnu údržbu v porovnaní s motormi. Navyše, v interiérových zariadeniach (alebo v mestských oblastiach) je prevádzka bez emisií obrovskou výhodou – žiadne emisie CO₂, NOx ani prachových častíc. Americký a európsky telekomunikačný priemysel začal implementovať palivové články najmä tam, kde hlukové alebo environmentálne predpisy obmedzujú používanie dieselových agregátov. Dokonca aj menšie, prenosné generátory s palivovými článkami (napríklad od SFC Energy alebo GenCell) môžu poskytovať diaľkové napájanie pre vojenské stanovištia alebo záchranné operácie pri katastrofách. Napríklad projekt americkej armády využíva vozidlo „H2Rescue“ vybavené generátorom s palivovým článkom pre zóny katastrof – dokáže poskytovať 25 kW energie počas 72 hodín nepretržite a nedávno vytvorilo svetový rekord prejdením 1 806 míľ na jedno natankovanie vodíka innovationnewsnetwork.com. Takéto možnosti priťahujú záchranné agentúry, aby zvážili palivové články pre odolné záložné napájanie.
• Rezidenčné a komerčné mikro-KVET – V Japonsku a Južnej Kórei sú desiatky tisíc domácností vybavené mikro jednotkami kombinovanej výroby tepla a elektriny (KVET) s palivovými článkami. Dlhodobý japonský program Ene-Farm (podporovaný spoločnosťami Panasonic, Toshiba atď.) nasadil od roku 2009 viac ako 400 000 domácich jednotiek PEMFC a SOFC. Tieto jednotky (~0,5–1 kW elektrický výkon) vyrábajú elektrinu pre domácnosť a ich odpadové teplo sa využíva na ohrev vody alebo vykurovanie, pričom dosahujú celkovú účinnosť 80–90 %. Zvyčajne bežia na vodík získaný zo zemného plynu pomocou malého reforméra. Výrobou elektriny priamo na mieste znižujú zaťaženie siete a uhlíkovú stopu (najmä ak sú spojené s plynom z obnoviteľných zdrojov). Južná Kórea má podobne stimuly pre rezidenčné palivové články. Európa a USA majú pilotné projekty (napr. mikro-KVET jednotky s palivovými článkami v Nemecku v rámci programu KfW), ale adopcia je pomalšia kvôli vysokým počiatočným nákladom a historicky nižším cenám zemného plynu. Avšak s postupným ukončovaním vykurovania zemným plynom z klimatických dôvodov by palivové články KVET mohli nájsť uplatnenie ako efektívny zdroj energie pre domácnosti, najmä ak budú poháňané zeleným vodíkom alebo bioplynom.
• Primárne elektrárne a palivové články v rozsahu verejných sietí – Palivové články môžu byť zoskupené do elektrární v megawattovom rozsahu, ktoré napájajú elektrickú sieť alebo zásobujú fabriky/nemocnice/univerzitné kampusy. Medzi výhody patrí vysoká účinnosť, mimoriadne nízke emisie (najmä pri použití vodíka alebo bioplynu) a malá zastavaná plocha v porovnaní s inými elektrárňami. Napríklad palivový park s výkonom 59 MW v Hwasung, Južná Kórea (využívajúci MCFC jednotky od POSCO Energy) dodáva energiu do siete už roky researchgate.net. Južná Kórea je v tomto smere svetovým lídrom: má viac ako 1 GW inštalovanej kapacity stacionárnych palivových článkov, ktoré zásobujú rozptýlené zdroje v mestách a priemyselných lokalitách fuelcellsworks.com. Jedným z dôvodov sú kórejské ciele v oblasti obnoviteľných zdrojov – palivové články sa tam podľa určitých predpisov kvalifikujú ako čistá energia a zároveň zlepšujú kvalitu ovzdušia nahradením uhoľných/naftových generátorov. V USA firmy ako Bloom Energy (so SOFC systémami) a FuelCell Energy (s MCFC systémami) postavili projekty od 1 MW až po ~20 MW pre energetické spoločnosti a veľké firemné kampusy. V roku 2022 Bloom a SK E&S uviedli do prevádzky 80 MW inštaláciu Bloom SOFC v Južnej Kórei – najväčšie pole palivových článkov na svete bloomenergy.com. Tieto systémy môžu sledovať zaťaženie a niektoré poskytujú aj kombinovanú výrobu tepla (užitočné pre centrálny ohrev alebo priemyselnú paru). V Európe je palivových elektrární menej, ale ich počet rastie – v Nemecku, Taliansku a Spojenom kráľovstve boli inštalácie v rozsahu jednotiek MW, často s využitím PEM alebo SOFC jednotiek na bioplyn. V roku 2025 nórska spoločnosť Statkraft plánovala 40 MW vodíkovú elektráreň na palivové články (na vyrovnávanie obnoviteľných zdrojov), no niektoré nové H₂ projekty pozastavila pre obavy z nákladov ts2.tech. Trendom je, že palivové články sa stávajú súčasťou mixu distribuovaných energetických zdrojov, poskytujú spoľahlivú energiu s menším znečistením. Dobre dopĺňajú prerušované obnoviteľné zdroje; napríklad palivový článok môže využívať vodík vyrobený z prebytočnej solárnej/veternej energie (buď priamo, alebo cez pripojený elektrolyzér) a potom bežať, keď je produkcia z obnoviteľných zdrojov nízka, čím efektívne funguje ako zásobník energie. Tento koncept „Power-to-Hydrogen-to-Power“ sa testuje v mikro-sieťach. Americké Národné laboratórium pre obnoviteľnú energiu nainštalovalo v roku 2024 na svojom kampuse v Colorade 1 MW PEM palivový článok (od Toyoty) na výskum využitia palivových článkov na zvýšenie energetickej odolnosti a integráciu so solárnymi/akumulačnými systémami pressroom.toyota.com.
• Priemyselné a komerčné kogeneračné jednotky (CHP) – Okrem domácností sa väčšie palivové články v kogeneračných systémoch využívajú v nemocniciach, univerzitách a firemných zariadeniach. 1,4 MW PAFC elektráreň môže napájať nemocnicu, pričom odpadové teplo poskytuje paru a dosahuje celkovú účinnosť nad 80 %. Univerzity ako Yale a Cal State prevádzkujú na svojich kampusoch viacmegawattové palivové články (jednotky FuelCell Energy MCFC), čím znižujú svoju spotrebu zo siete a emisie. Firmy ako IBM, Apple a eBay nainštalovali farmy palivových článkov v dátových centrách (napr. Apple mal 10 MW farmu palivových článkov Bloom Energy v Severnej Karolíne, primárne poháňanú bioplynom). Tieto systémy nielenže poskytujú čistú energiu priamo na mieste, ale slúžia aj ako záloha a podpora siete. Vlády takéto projekty podporujú prostredníctvom stimulov; v USA bol federálny investičný daňový kredit (ITC) na palivové články (30 % kredit) predĺžený minimálne do roku 2025 fuelcellenergy.com, a štáty ako Kalifornia poskytujú ďalšie kredity cez SGIP. V Európe môžu v niektorých krajinách kogeneračné jednotky s palivovými článkami získavať výkupné tarify alebo granty. Výsledkom je, že stacionárne inštalácie palivových článkov smerujú k rekordnému roku 2023–2024 s prírastkom ~400 MW ročne a prognózami viac ako 1 GW ročne celosvetovo do 30. rokov 21. storočia fuelcellsworks.com. V kontexte energetického sektora je to stále málo, ale rast sa zrýchľuje.
• Vyvažovanie siete a akumulácia energie – Novým využitím palivových článkov je vyvažovanie sietí s vysokým podielom obnoviteľných zdrojov. Regióny s množstvom solárnej a veternej energie skúmajú skladovanie energie vo forme vodíka: keď je k dispozícii prebytočná energia, použije sa na elektrolýzu vody na vodík; ten sa potom uskladní a neskôr sa vodík využije v palivových článkoch na opätovnú výrobu elektriny v čase vysokej spotreby alebo nízkej produkcie z obnoviteľných zdrojov. Palivové články v tomto režime v podstate fungujú ako vysoko pohotové, bezemisné špičkové elektrárne. Napríklad projekt v Utahu, USA (Intermountain Power) plánuje do roku 2030 stovky MW reverzibilných tuhých oxidových palivových článkov, ktoré môžu prepínať medzi elektrolýzou a výrobou elektriny, čím pomáhajú Los Angeles dosiahnuť 100 % čistú energiu skladovaním energie vo vodíkových kavernách. Európske energetické spoločnosti testujú podobné menšie pilotné systémy. Zatiaľ čo batériové úložiská zvyčajne pokrývajú krátkodobé vyvažovanie (hodiny), vodík + palivové články by mohli pokryť viacdňové alebo sezónne výpadky, čo je nevyhnutné pre úplnú dekarbonizáciu siete. Cieľ Hydrogen Earthshot amerického ministerstva energetiky je spraviť takéto dlhodobé skladovanie ekonomicky výhodným znížením nákladov na vodík. Dr. Sunita Satyapal poznamenala, že „vodík môže byť jednou z mála možností na skladovanie energie počas týždňov alebo mesiacov“, čo umožňuje hlbšiu integráciu obnoviteľných zdrojov iea.orgiea.org.

Politická podpora tiež podporuje stacionárne palivové články. Napríklad, štát New York v roku 2025 oznámil 3,7 milióna dolárov na financovanie inovatívnych projektov vodíkových palivových článkov na zvýšenie spoľahlivosti siete a dekarbonizáciu priemyslu nyserda.ny.gov. „Pod vedením guvernérky Hochul štát New York skúma každý zdroj, vrátane pokročilých palív, na dodanie čistej energie,“ povedala Doreen Harris, generálna riaditeľka NYSERDA, pričom investíciu do vodíkových palivových článkov označila za „vysoko hodnotný návrh, ktorý má potenciál znížiť závislosť od fosílnych palív, prispieť k spoľahlivosti siete a urobiť naše komunity zdravšími.“ nyserda.ny.gov Program vyzýva na návrhy systémov palivových článkov, ktoré môžu slúžiť ako „pevná kapacita pre vyváženú elektrickú sieť“ alebo dekarbonizovať priemyselné procesy nyserda.ny.gov. Toto poukazuje na uznanie, že palivové články môžu poskytovať energiu na požiadanie (kapacitu) bez emisií, čo je čoraz dôležitejšia vlastnosť s odstavovaním uhoľných elektrární. Podobne, United States Hydrogen Alliance poznamenáva, že štáty ako NY „ukazujú, ako môže cielená štátna akcia urýchliť národný pokrok smerom k odolnej, nízkouhlíkovej energetickej ekonomike“ podporou škálovateľnej technológie palivových článkov pre sieťové a priemyselné využitie nyserda.ny.gov. V Ázii nová vodíková stratégia Japonska (2023) požaduje väčšie využitie palivových článkov v energetike aj mobilite a 14. päťročný plán Číny výslovne zahŕňa vodík ako kľúčový prvok pre dekarbonizáciu priemyslu a podporu energetickej bezpečnosti payneinstitute.mines.edu.

Na záver, stacionárne palivové články sa stabilne posúvajú z pilotnej fázy do praktického nasadenia. Plnia dôležité úlohy: poskytujú čistú záložnú energiu, umožňujú výrobu energie na mieste s rekuperáciou tepla (zvyšujú účinnosť) a potenciálne pôsobia ako most medzi prerušovanými obnoviteľnými zdrojmi a spoľahlivými sieťami. Tiež decentralizujú výrobu energie, čím zvyšujú odolnosť – čo je veľká priorita po udalostiach, ako bol výpadok siete v Texase v roku 2021. S klesajúcimi nákladmi a zlepšujúcou sa dostupnosťou palív (najmä zeleného vodíka alebo bioplynu) môžeme očakávať, že palivové články budú poháňať viac našich budov a kritických zariadení. Výhľad je taký, že do 30. rokov 21. storočia by palivové články mohli tvoriť mnoho gigawattov kapacity distribuovanej výroby po celom svete a stať sa tichým, ale kľúčovým pilierom infraštruktúry čistej energie.

Prenosné a off-grid aplikácie palivových článkov

Nie všetky palivové články sú veľké alebo namontované vo vozidlách; významnou oblasťou vývoja sú prenosné palivové články pre použitie mimo siete, pre spotrebiteľov alebo armádu. Tieto siahajú od nabíjačiek do vrecka až po 1–5 kW generátory, ktoré môžete prenášať. Ich výhodou je poskytovať elektrinu na odľahlých miestach alebo pre zariadenia bez potreby ťažkých batérií alebo znečisťujúcich malých motorov.

• Vojenské a taktické využitie: Vojaci v teréne nosia ťažké batérie na napájanie rádií, GPS, nočného videnia a inej elektroniky. Palivové články na tekuté palivo môžu túto záťaž znížiť tým, že vyrábajú energiu na požiadanie z malej kartuše. Americká armáda testovala metanolové a propánové palivové články ako prenosné nabíjačky batérií – namiesto nosenia 9 kg náhradných batérií môže vojak niesť 1,5 kg palivový článok a niekoľko kanistrov s palivom. Spoločnosti ako UltraCell (ADVENT) a SFC Energy dodávajú jednotky v rozsahu 50–250 W pre vojenských používateľov. V roku 2025 SFC Energy predstavila novú generáciu prenosného taktického palivového článku s výkonom až 100 W (kapacita energie 2 400 Wh) – približne dvojnásobok výkonu predchádzajúcich modelov fuelcellsworks.com. Tieto metanolom poháňané systémy môžu ticho dodávať energiu celé dni, čo je neoceniteľné pre tajné operácie alebo senzorové stanovištia. Nemecká Bundeswehr napríklad široko používa SFC „Jenny“ palivové články na dobíjanie batérií pre vojakov v teréne, pričom uvádza dramaticky zníženú logistiku batérií. Podobne USA, Spojené kráľovstvo a ďalšie krajiny majú programy na vývoj „človekom prenosných“ palivových článkov. Hlavným palivom je metanol alebo kyselina mravčia (ako pohodlný nosič vodíka), hoci niektoré experimentálne návrhy používajú chemické hydridové balíčky na generovanie vodíka priamo na mieste. Ako sa tieto zariadenia stávajú robustnejšími a energeticky hustejšími, môžu nahradiť mnohé malé benzínové generátory a veľké batériové balíky, ktoré v súčasnosti používajú armáda a záchranári.
• Rekreačné a kempingové využitie: Vznikol špecifický spotrebiteľský trh pre kempingové generátory na palivové články. Ide v podstate o DMFC alebo PEM systémy, ktoré môžu napájať obytný automobil alebo chatu potichu a bez výparov, na rozdiel od benzínového generátora. Napríklad Efoy (od SFC Energy) ponúka metanolové palivové články (45–150 W nepretržite) určené pre majiteľov obytných áut, lodí a chát. Automaticky udržiavajú nabitú batériovú banku, pričom za týždeň spotrebujú niekoľko litrov metanolu na poskytovanie osvetlenia a energie pre spotrebiče mimo siete. Pohodlie len občasnej výmeny kartuše s metanolom (namiesto hlučného generátora alebo prenášania solárnych panelov) prilákalo malú, ale stabilnú klientelu, najmä v Európe. Tieto jednotky sú tiež atraktívne pre plachetnice, kde môžu potichu dobíjať batérie počas dlhých plavieb.
• Nabíjačky pre osobnú elektroniku: V priebehu rokov firmy predstavili malé palivové články na nabíjanie alebo napájanie notebookov, telefónov a iných zariadení. Napríklad Brunton a Point Source Power mali vodíkové a propánové palivové články ako nabíjačky na kempovanie a Toshiba v roku 2005 slávne ukázala prototyp notebooku s DMFC. Rozšírenie bolo obmedzené – lítiové batérie sa natoľko zlepšili, že palivový článok ako nabíjačka nebol pre väčšinu spotrebiteľov lákavý. Koncept sa však stále objavuje, najmä v oblasti núdzovej pripravenosti (malá palivová lampa/nabíjačka na USB, ktorá funguje na palivo do kempingových varičov atď.). Ako príklad, Lilliputian Systems vyvinuli butánovú nabíjačku na telefón s palivovým článkom (Nectar), ktorá dokonca získala schválenie FCC, ale na široký trh sa nedostala. Potenciál stále zostáva pre prenosné palivové články, ktoré by mohli poskytovať dlhšiu výdrž zariadení pre špecifických používateľov (napr. novinárov v teréne, expedície atď.). Možno ešte sľubnejším smerom je použitie vodíkových kaziet: firmy skúmajú malé kovové hydridové alebo chemické vodíkové kazety (veľkosti plechovky od sódy), ktoré by mohli napájať notebook desiatky hodín cez malý PEM palivový článok. V roku 2024 Intelligent Energy uviedla prototyp vodíkového palivového článku na predĺženie doletu pre drony a naznačila podobnú technológiu pre notebooky. Ak sa podarí úspešne zmenšiť úložisko a bezpečnosť vodíka, možno sa konečne dočkáme komerčnej nabíjačky s palivovým článkom pre bežnú elektroniku, najmä keď sa rozširujú USB zariadenia.
• Drony a robotika: Vodíkové drony sme spomenuli v sekcii dopravy, ale z pohľadu zdroja energie ide o prenosné palivové články. Operácie s vysokou hodnotou (dohľad, mapovanie, doručovanie) profitujú z dlhšieho času letu, ktorý palivové články umožňujú. Palivové články s výkonom 1–5 kW boli integrované do multikoptér a malých leteckých dronov. V roku 2025 kórejský Doosan Mobility dosiahol s vodíkovým dronom rekordný let 13 hodín (v konfigurácii multi-rotor) vďaka palivovému článku a energeticky hustému úložisku vodíka. To je prelomové pre aplikácie ako inšpekcia potrubí alebo pátracie a záchranné drony, ktoré by inak museli pristávať každých 20–30 minút na výmenu batérií. Ďalší príklad: Jet Propulsion Laboratory NASA experimentovalo s konceptom lietadla na Mars poháňaného palivovým článkom, kde by dlhá výdrž umožnila UAV preskúmať veľké oblasti povrchu Marsu (s použitím chemických hydridov na vodík, keďže na Marse nie je možné dotankovať!). Na Zemi palivové články poháňajú aj niektoré autonómne roboty a vysokozdvižné vozíky v interiéri, ako už bolo spomenuté – ich rýchle dotankovanie a absencia výfukových plynov ich robí vhodnými do skladov, kde môže robot alebo vozík pokračovať v práci len s 2-minútovým doplnením vodíka namiesto hodín nabíjania.
• Núdzové a zdravotnícke zariadenia: Prenosné palivové články boli testované aj pre zdravotnícke vybavenie (napr. prenosné kyslíkové koncentrátory alebo ventilátory, ktoré zvyčajne fungujú na batériové balíky). Myšlienkou je zdroj energie s predĺženou životnosťou pre poľné nemocnice alebo počas katastrof. Vyvíjajú sa tiež palivové články (s reformérmi), ktoré fungujú na logistické palivá ako propán alebo nafta, určené na reakciu pri katastrofách. Napríklad, už spomínaný H2Rescue kamión dokáže nielen dodávať energiu, ale aj vyrábať vodu – obe sú v núdzových situáciách kriticky dôležité innovationnewsnetwork.com. Spoločnosti ako GenCell ponúkajú alkalický generátor na palivové články, ktorý môže fungovať na amoniak – široko dostupnú chemikáliu – ako riešenie pre napájanie mimo siete v odľahlých komunitách alebo v núdzových situáciách. Krakovanie amoniaku produkuje vodík pre palivový článok a systém dokáže poskytovať nepretržitý výkon pre kritické záťaže, keď je infraštruktúra nefunkčná.

Trh s prenosnými palivovými článkami je stále relatívne malý, ale rastie. Jedna správa ho v roku 2024 ohodnotila na 6,2 miliardy dolárov s očakávaným ročným rastom okolo 19 % do roku 2030 maximizemarketresearch.com, keďže viac odvetví prijíma tieto špecifické riešenia. Dopyt je roztrieštený medzi armádu, rekreačné využitie, drony a záložné napájanie. Všetky však spája spoločná téma: palivové články dokážu poskytnúť čistý, tichý a dlhotrvajúci zdroj energie v situáciách, kde batérie nestačia a generátory sú nežiadúce. Technológia už dosiahla takú úroveň, že spoľahlivosť je vysoká (firmy často uvádzajú životnosť stohu 5 000–10 000 hodín pre svoje prenosné jednotky) a obsluha je zjednodušená (vymeniteľné palivové kazety za chodu, samospúšťacie systémy atď.). Napríklad novšie DMFC konštrukcie majú vylepšené katalyzátory a membrány, ktoré zvyšujú výkon; výskumníci nachádzajú spôsoby, ako zmierniť notoricky známy prienik metanolu a zvýšiť účinnosť techxplore.com. To robí produkty atraktívnejšími a nákladovo efektívnejšími. Ako poznamenala jedna technologická recenzia, DMFC a ďalšie prenosné palivové články majú „lepší výkon a nižšiu cenu ako predtým, vďaka čomu sú vhodné na rozsiahle použitie“ v určitých segmentoch ts2.tech.

Na záver, prenosné palivové články pravdepodobne čoskoro nenahradia batériu vo vašom smartfóne, no ticho umožňujú množstvo špecializovaných úloh – od vojakov, ktorí zostávajú napájaní počas dlhých misií, cez drony lietajúce ďalej, až po táborníkov využívajúcich tiché napájanie mimo siete či záchranárov, ktorí udržiavajú život zachraňujúce zariadenia v chode po búrke. S rastúcou dostupnosťou palív (najmä vodíkových a metanolových kaziet) a zvyšujúcimi sa objemami je pravdepodobné, že tieto prenosné a off-grid aplikácie sa budú ďalej rozširovať a dopĺňať širší ekosystém palivových článkov.

Technologické inovácie poháňajúce rozvoj palivových článkov

Pokroky v technológii palivových článkov v posledných rokoch boli kľúčové pri riešení minulých obmedzení týkajúcich sa nákladov, životnosti a výkonu. Výskumníci a inžinieri na celom svete inovujú v oblasti materiálovej vedy, inžinierskeho dizajnu a výroby, aby boli palivové články efektívnejšie, cenovo dostupnejšie a s dlhšou životnosťou. Tu zdôrazňujeme niektoré kľúčové technologické inovácie a prelomové objavy, ktoré urýchľujú vývoj palivových článkov:

• Zníženie množstva katalyzátora a alternatívy: Hlavným faktorom nákladov pre PEM palivové články je platinový katalyzátor používaný pri reakciách. Významný výskum a vývoj sa zameriava na zníženie obsahu platiny alebo jej nahradenie. V roku 2025 tím v SINTEF (Nórsko) oznámil pozoruhodný úspech: optimalizáciou usporiadania platinových nanočastíc a dizajnu membrány dosiahli zníženie množstva platiny o 62,5 % v PEM palivovom článku pri zachovaní výkonu norwegianscitechnews.com. „Znížením množstva platiny v palivovom článku nielenže pomáhame znižovať náklady, ale zároveň berieme do úvahy globálne výzvy týkajúce sa dodávok dôležitých surovín a udržateľnosti,“ vysvetlil Patrick Fortin, výskumník SINTEF norwegianscitechnews.com. Táto nimi vyvinutá „ultratenká“ nová membránová technológia je hrubá len 10 mikrometrov (asi 1/10 hrúbky listu papiera) a vyžadovala veľmi rovnomerné nanesenie katalyzátora, aby sa zabezpečil vysoký výkon norwegianscitechnews.com. Výsledkom je lacnejšia, ekologickejšia membránovo-elektrodová zostava, ktorá stále poskytuje potrebný výkon. Takéto prelomové objavy znižujú náklady a znižujú závislosť od vzácnej platiny (kritická surovina, ktorá sa ťaží najmä v Južnej Afrike a Rusku). Súčasne výskumníci skúmajú katalyzátory bez kovov platinovej skupiny (PGM-free) využívajúce nové materiály (napr. uhlíky dopované železom a dusíkom, perovskitové oxidy) s cieľom úplne eliminovať platinu. Niektoré experimentálne PGM-free katódy preukázali v laboratóriách slušný výkon, no výzvou zostáva životnosť – napriek tomu je pokrok stabilný.
• Nové membrány a materiály bez PFAS: PEM palivové články tradične používajú membrány Nafion a podobné fluorované polyméry. Tie však patria do kategórie PFAS („večné chemikálie“), ktoré predstavujú environmentálne a zdravotné riziká, ak sa rozkladajú. Prebiehajú snahy o vývoj membrán bez PFAS, ktoré budú rovnako účinné. Vyššie spomenutá inovácia SINTEF nielenže zmenšila hrúbku membrány o 33 % (zlepšila vodivosť a znížila spotrebu materiálu), ale tieto membrány obsahovali aj menej fluóru, čím sa znížilo potenciálne riziko PFAS norwegianscitechnews.com. EÚ dokonca zvažuje obmedzenia PFAS, takže je to aktuálne. Ďalšie spoločnosti testujú membrány na báze uhľovodíkov alebo kompozitné membrány, ktoré sa PFAS úplne vyhýbajú. Vylepšené membrány tiež umožňujú vyššie prevádzkové teploty (nad 120 °C pre PEM, čo pomáha využitiu odpadového tepla a tolerancii voči nečistotám). Jedným z vzrušujúcich vývojov sú aniónmeničové membrány (AEM) pre alkalické membránové palivové články – tie môžu využívať lacnejšie katalyzátory a možno umožnia použitie nečistého vodíka. Výzvou pri AEM bola chemická stabilita, no nedávny pokrok priniesol odolnejšie AEM polyméry, ktoré v testoch prekročili životnosť 5 000 hodín a približujú sa spoľahlivosti PEM.
• Zvýšenie životnosti: Palivové články musia vydržať dlhšie, aby boli ekonomicky životaschopné, najmä pre ťažkú dopravu a stacionárne aplikácie. Inovácie na zlepšenie životnosti zahŕňajú lepšie povlaky bipolárnych platní (na prevenciu korózie), podpory katalyzátorov odolné voči korózii uhlíka a použitie vlastných prísad v elektrolytoch na minimalizáciu degradácie. Napríklad najnovší palivový článok Toyota Mirai údajne zdvojnásobil životnosť oproti prvej generácii, teraz cieli na 8 000–10 000 hodín (čo zodpovedá viac ako 150 000 míľ v aute). V ťažkých článkoch spoločnosti ako Ballard a Cummins zaviedli robustné membrány a komponenty odolné voči korózii navrhnuté na 30 000 hodín. Ťažký palivový článok Freudenberg spomenutý vyššie používa špeciálny dizajn elektródy a zvlhčovací systém na zníženie degradácie pri vysokom zaťažení sustainable-bus.com. Program amerického DOE Million Mile Fuel Cell Truck stanovil cieľ 30 000-hodinových palivových článkov pre nákladné vozidlá (približne 1 milión míľ jazdy). V roku 2023 tento konzorcium oznámilo, že vyvinulo nový katalyzátor, ktorý poskytuje „2,5 kW na gram platiny“ – trojnásobok konvenčnej hustoty výkonu katalyzátora – pričom spĺňa ciele životnosti a nákladov innovationnewsnetwork.com. Teraz túto technológiu ponúkajú na licencovanie, čo by mohlo výrazne zvýšiť životnosť a znížiť náklady palivových článkov novej generácie pre nákladné vozidlá. Okrem toho pokročilá diagnostika a riadiace algoritmy pomáhajú predlžovať životnosť; moderné systémy môžu dynamicky upravovať prevádzkové podmienky, aby minimalizovali zaťaženie palivového článku (napríklad vyhýbaním sa rýchlemu zamrznutiu alebo obmedzením napäťových špičiek, ktoré spôsobujú degradáciu).
• PEM s vyššou teplotou a tolerancia voči CO: Prevádzka PEM palivových článkov pri teplotách nad 100 °C je žiaduca (lepšie využitie tepla, jednoduchšie chladenie a tolerancia voči niektorým nečistotám). Výskumníci vyvinuli membrány z polybenzimidazolu dopovaného kyselinou fosforečnou (PA-PBI), ktoré umožňujú prevádzku PEM palivových článkov pri 150–180 °C. Niekoľko firiem (napríklad Advent Technologies) komercializuje tieto vysokoteplotné PEM (HT-PEM) palivové články, ktoré môžu dokonca využívať reformovaný metanol alebo zemný plyn ako palivo, pretože tolerujú až 1–2 % oxidu uhoľnatého, ktorý by štandardný PEM otrávil energy.gov. HT-PEM systémy sa ukazujú ako sľubné najmä pre stacionárne a námorné APU, hoci ich životnosť zatiaľ nie je taká dlhá ako pri nízkoteplotných PEM.
• Výroba a škálovanie: Mnohé inovácie sa týkajú zjednodušenia a zlacnenia výroby palivových článkov. Firmy zdokonalili automatizovanú výrobu MEA (membránovo-elektrodové zostavy), vrátane kontinuálneho nanášania katalyzátora a vylepšenej kontroly kvality (strojové videnie kontroluje každú membránu na chyby). Zlepšila sa aj výroba bipolárnych platní – razenie tenkých kovových platní je teraz bežné (nahrádza drahšie obrábané grafitové platne) a testujú sa aj plastové kompozitné platne. Stohy sú navrhnuté pre veľkoobjemovú montáž. Najnovší stoh od Toyoty napríklad znížil počet dielov a používa lisované uhlíkovo-polymérové bipolárne platne, ktoré sú ľahšie a jednoduchšie. Tieto pokroky znižujú cenu za kilowatt. V roku 2020 DOE odhadovalo, že automobilový PEMFC stoh by mohol stáť približne 80 $/kW pri veľkých objemoch; do roku 2025 sú cieľom odvetvia menej ako 60 $/kW pri 100 000 kusoch ročne a do roku 2030 menej ako 40 $/kW, čo by urobilo FCEV cenovo konkurencieschopné so spaľovacími motormi innovationnewsnetwork.com. Za zmienku stojí aj inovácia vo výrobe – 3D tlač: výskumníci začali 3D tlačiť komponenty palivových článkov, ako sú zložité platne prietokových polí a dokonca aj vrstvy katalyzátora, čo môže znížiť odpad a umožniť nové návrhy zlepšujúce výkon (napr. optimalizované prietokové kanály pre rovnomerné rozloženie plynu).
• Recyklácia a udržateľnosť: S rastúcim nasadzovaním palivových článkov sa pozornosť obracia na recykláciu stohov na konci životnosti za účelom získania cenných materiálov (platina, membrány). Objavujú sa nové metódy – napríklad správa z roku 2025 zdôraznila techniku „zvukových vĺn“ na separáciu a získavanie katalytických materiálov z použitých palivových článkov fuelcellsworks.com. IEA poznamenáva, že recyklácia platiny z palivových článkov je uskutočniteľná a bude dôležitá na minimalizáciu potreby novej platiny, ak sa vyrobia milióny FCEV. Medzitým sa niektoré firmy zameriavajú na zelenú výrobu: elimináciu toxických chemikálií z výrobného procesu (najmä pri starších membránach obsahujúcich PFAS) a zabezpečenie, že palivové články budú počas celého životného cyklu spĺňať svoj čistý imidž.
• Integrácia systémov a hybridizácia: Mnohé palivové články sú dnes inteligentne integrované s batériami alebo ultrakapacitory na zvládanie prechodných záťaží. Tento hybridný prístup umožňuje, aby palivový článok bežal pri stabilnom optimálnom zaťažení (pre efektivitu a dlhú životnosť), zatiaľ čo batéria zvláda špičky, čím sa zlepšuje celková odozva a životnosť systému. Napríklad prakticky všetky autá na palivové články sú hybridy (Mirai má malú batériu na zachytávanie energie z rekuperačného brzdenia a zvýšenie akcelerácie). Dokonca aj autobusy a nákladné autá na palivové články často obsahujú lítium-iónový vyrovnávací článok. Pokroky v výkonovej elektronike a riadiacom softvéri to umožňujú bezproblémovo. Okrem toho je integrácia s elektrolyzérmi a obnoviteľnými zdrojmi horúcou oblasťou inovácií – vytvárajú sa virtuálne uzavreté okruhy, kde prebytočná solárna energia vyrába vodík elektrolýzou, uložený vodík poháňa palivové články v noci atď. Koncept reverzibilných palivových článkov (tuhý oxid alebo PEM, ktoré môžu pracovať aj ako elektrolyzéry) je jednou z najmodernejších technológií, ktoré sa skúmajú na zjednodušenie takýchto systémov energy.gov. Niekoľko startupov už má prototypy reverzibilných SOC (solid oxide cell) systémov.
• Nové palivá a nosiče: Inovácie sa neobmedzujú len na vodík v plynnej forme ako palivo. Skúmajú sa alternatívy ako palivové články na amoniak (štiepenie amoniaku na vodík v rámci systému palivového článku, alebo dokonca priame palivové články na amoniak so špeciálnymi katalyzátormi). Ak budú úspešné, mohli by využiť infraštruktúru amoniaku na prepravu energie. Ďalší nový nápad: kvapalné organické nosiče vodíka (LOHCs), ktoré uvoľňujú vodík do palivového článku na požiadanie pomocou katalyzátora. V roku 2023 vedci tiež demonštrovali priamy palivový článok na kyselinu mravčiu, ktorý by mohol dosiahnuť vysokú hustotu výkonu – kyselina mravčia nesie vodík v kvapalnej forme a mohla by byť jednoduchšia na manipuláciu ako H₂. Žiadna z týchto možností zatiaľ nie je komerčne dostupná, ale naznačujú flexibilné možnosti palív do budúcnosti, čo by mohlo urýchliť adopciu využívaním najvhodnejšieho nosiča vodíka pre danú aplikáciu.
• Recyklácia palivových článkov a druhý život: Z hľadiska udržateľnosti, keďže palivové články sa postupne degradujú, ďalším nápadom je opätovné využitie použitých automobilových palivových článkov v aplikáciách s nižšími nárokmi ako druhý život (podobne ako batérie z elektromobilov nachádzajú druhý život v stacionárnych úložiskách). Napríklad palivový článok z auta, ktorý klesol pod 80 % pôvodného výkonu (koniec životnosti pre jazdu), by sa mohol stále použiť v domácej jednotke kombinovanej výroby tepla a elektriny (CHP) alebo ako záložný generátor. To si vyžaduje modulárny dizajn na jednoduchú renováciu alebo preusporiadanie článkov. Niektorí výrobcovia automobilov už prejavili záujem o tento prístup na zlepšenie celkovej ekonomiky a udržateľnosti životného cyklu palivových článkov.

Mnohé z týchto inovácií sú podporované spoločnými iniciatívami. Spoločná iniciatíva pre palivové články a vodík v EÚ a konzorciá DOE v USA spájajú národné laboratóriá, akademickú sféru a priemysel na riešenie týchto technických výziev. Napríklad Fuel Cell Consortium for Performance and Durability (FC-PAD) ministerstva energetiky USA sa zameriava na pochopenie degradačných mechanizmov s cieľom navrhnúť lepšie materiály. V Európe projekty ako CAMELOT (spomenutý v prípade SINTEF) sa snažia posunúť hranice výkonu PEMFC pomocou nových dizajnov norwegianscitechnews.com.

Stojí tiež za zmienku rýchly pokrok v oblasti elektrolyzérov (zrkadlová technológia na výrobu vodíka). Hoci nejde priamo o palivové články, zlepšenia v technológii elektrolyzérov (ako lacnejšie katalyzátory, nové typy membrán a schopnosť využívať nečistú vodu ts2.tech) priamo prospievajú ekosystému palivových článkov tým, že zelený vodík robia lacnejším a dostupnejším. IEA uviedla, že globálna výroba elektrolyzérov sa rozširuje 25-násobne, čo zníži cenu zeleného vodíka a tým podporí širšie prijatie palivových článkov innovationnewsnetwork.com. Techniky ako využívanie AI na riadenie systému a digitálne dvojčatá na predikciu údržby sa tiež aplikujú na systémy palivových článkov s cieľom maximalizovať prevádzkový čas a výkon.

Celkovo neustála inovácia priniesla hmatateľné zlepšenia: moderné palivové články majú približne 5× dlhšiu životnosť a 3× vyššiu hustotu výkonu pri zlomku ceny v porovnaní s tými spred 20 rokov. Ako prof. Gernot Stellberger, CEO EKPO Fuel Cell Technologies, zhrnul v liste pre odvetvie: „V EKPO robíme palivový článok konkurencieschopným – z hľadiska výkonu, ceny a spoľahlivosti.“ Dodáva však, že na realizáciu výhod „je vodíková mobilita pripravená na nasadenie, ale vyžaduje si rozhodnú politickú podporu na prekonanie počiatočného cenového rozdielu.“ hydrogen-central.com To zdôrazňuje, že technológia je len jednou stranou mince; na rozšírenie výroby sú potrebné podporné politiky, aby sa tieto inovácie skutočne prejavili v znížení nákladov. Politické a ekonomické aspekty preskúmame nabudúce, no z technologického hľadiska je oblasť palivových článkov živá, pričom prelomové objavy prichádzajú z materiálových laboratórií, startupových garáží aj korporátnych výskumných centier. Tieto inovácie dávajú dôveru, že klasické výzvy palivových článkov (náklady, životnosť, závislosť na katalyzátoroch) je možné prekonať, čím sa otvárajú dvere pre ich široké využitie.

Environmentálny dopad palivových článkov

Palivové články sú často prezentované ako „bezemisné“ energetické zariadenia – a skutočne, pri prevádzke na čistý vodík je ich jediným vedľajším produktom vodná para. To prináša obrovské environmentálne výhody, najmä v eliminácii znečisťujúcich látok a skleníkových plynov v mieste použitia. Na úplné zhodnotenie environmentálneho dopadu je však potrebné zvážiť cestu výroby paliva a faktory životného cyklu. Tu rozoberáme environmentálne výhody a nevýhody palivových článkov a ich miesto v širšej dekarbonizačnej skladačke:

• Nulové emisie z výfuku/miestne emisie: Vozidlá na palivové články (FCEV) a elektrárne na palivové články neprodukujú žiadne emisie zo spaľovania priamo na mieste. Pre vozidlá to znamená žiadne CO₂, žiadne NOₓ, žiadne uhľovodíky, žiadne pevné častice vychádzajúce z výfuku – iba vodu. V mestských oblastiach, ktoré zápasia s kvalitou ovzdušia, je to obrovská výhoda. Každý autobus na palivové články, ktorý nahradí dieselový autobus, eliminuje nielen CO₂, ale aj škodlivé dieselové sadze a NOₓ, ktoré spôsobujú respiračné problémy. To isté platí pre stacionárne aplikácie: palivový článok poháňaný vodíkom v centre mesta poskytuje čistú energiu bez znečistenia, ktoré spôsobuje dieselový generátor alebo mikroturbína. To môže výrazne zlepšiť kvalitu ovzdušia a verejné zdravie, najmä v husto obývaných alebo uzavretých priestoroch (napr. vysokozdvižné vozíky v skladoch – výmena propánových vozíkov za palivové články znamená, že už nedochádza k hromadeniu oxidu uhoľnatého v interiéri). Systémy na palivové články sú tiež tiché, čím znižujú hlukové znečistenie v porovnaní s generátormi alebo vozidlami so spaľovacím motorom.
• Emisie skleníkových plynov: Ak je vodík (alebo iné palivo) vyrábaný z obnoviteľných alebo nízkouhlíkových zdrojov, palivové články ponúkajú cestu k hlbokej dekarbonizácii spotreby energie. Napríklad auto na palivové články poháňané vodíkom z elektrolytického rozkladu napájaného solárnou energiou má takmer nulové celoživotné emisie CO₂ – skutočne zelená mobilita. Scenár Medzinárodnej energetickej agentúry pre uhlíkovú neutralitu do roku 2050 sa spolieha na vodík a palivové články na dekarbonizáciu ťažkej dopravy a priemyslu, kde je priama elektrifikácia náročná iea.org. Avšak, zdroj vodíka je kľúčový. Dnes je približne 95 % vodíka vyrábaných z fosílnych palív (reformovanie zemného plynu alebo splyňovanie uhlia) bez zachytávania CO₂ iea.org. Tento „sivý“ vodík produkuje významné množstvo CO₂ už pri výrobe, približne 9-10 kg CO₂ na 1 kg H₂ zo zemného plynu. Použitie takéhoto vodíka v aute na palivové články by v skutočnosti viedlo k celoživotným emisiám porovnateľným alebo vyšším ako pri hybridnom aute na benzín – v podstate by sa emisie presunuli z výfuku do vodíkovej továrne. Preto, aby sa dosiahli klimatické prínosy, vodík musí byť nízkouhlíkový: buď „zelený vodík“ cez elektrolýzu s obnoviteľnou elektrinou, alebo „modrý vodík“ cez výrobu z fosílnych palív so zachytávaním a ukladaním uhlíka. V súčasnosti má nízkoemisný vodík len okrajovú úlohu (<1 Mt z ~97 Mt celkového vodíka v roku 2023) iea.org, ale vlna nových projektov je v príprave, ktorá by to mohla do roku 2030 zásadne zmeniť iea.org. IEA uvádza, že ak by sa ohlásené projekty realizovali, viedlo by to k päťnásobnému zvýšeniu produkcie nízkouhlíkového vodíka do roku 2030 iea.org. Okrem toho politiky ako americký daňový kredit na vodík v rámci Inflation Reduction Act (až do 3 $/kg pre zelený H₂) a európska vodíková stratégia sa snažia urýchliť rozvoj čistého H₂ iea.org. Medzitým niektoré projekty palivových článkov využívajú „prechodné“ palivá: napríklad mnohé stacionárne palivové články bežia na zemný plyn, ale dosahujú zníženie CO₂ vďaka vyššej účinnosti v porovnaní so spaľovacou elektrárňou (a v režime kogenerácie aj nahradením samostatnej výroby tepla). Napríklad 60 % účinný palivový článok vyprodukuje približne polovicu CO₂ na kWh v porovnaní s 33 % účinnou elektrárňou na rovnaké palivo energy.gov. Ak sa použije bioplyn (obnoviteľný zemný plyn z odpadu), palivový článok môže byť dokonca uhlíkovo neutrálny alebo uhlíkovo negatívny. Mnohé zariadenia Bloom Energy sú napríklad poháňané bioplynom zo skládok. V Kalifornii sa v projektoch palivových článkov často používa smerovaný bioplyn na dosiahnutie veľmi nízkej uhlíkovej stopy.
• Ťažko dekarbonizovateľné sektory: Palivové články (a vodík) umožňujú dekarbonizáciu tam, kde iné spôsoby zlyhávajú. Pre ťažký priemysel (oceľ, chemikálie, diaľková doprava) je priama elektrifikácia náročná a biopalivá majú svoje limity. Vodík môže nahradiť uhlie pri výrobe ocele (cez priamu redukciu) a palivové články môžu poskytovať vysokoteplotné teplo alebo energiu bez emisií. Pri kamiónovej doprave batérie nemusia zvládnuť 40-tonové náklady na vzdialenosť 800 km bez nepraktickej hmotnosti; vodík v palivových článkoch to dokáže. IEA zdôrazňuje, že vodík a palivá na báze vodíka „môžu zohrávať dôležitú úlohu v sektoroch, kde sú emisie ťažko znižovateľné a iné riešenia nie sú dostupné alebo sú náročné“, ako je ťažký priemysel a diaľková doprava iea.org. Do roku 2030 v scenári IEA s nulovými emisiami tieto sektory predstavujú 40 % dopytu po vodíku (oproti <0,1 % dnes) iea.org. Palivové články sú zariadenia, ktoré tento vodík premenia na využiteľnú energiu pre tieto sektory bez emisií.
• Energetická účinnosť a CO₂ na km: Z hľadiska účinnosti sú vozidlá s palivovými článkami vo všeobecnosti energeticky účinnejšie ako spaľovacie motory, ale menej účinné ako batériové elektromobily. Auto s PEM palivovým článkom môže mať ~50–60 % účinnosť pri premene energie vodíka na pohon kolies (plus určité straty pri výrobe vodíka). BEV má 70–80 % účinnosť od siete po kolesá, zatiaľ čo benzínové auto možno 20–25 %. Takže aj pri použití vodíka z zemného plynu v aute s palivovým článkom dochádza k zníženiu CO₂ v porovnaní s podobným benzínovým autom, vďaka vyššej účinnosti, ale nie tak výrazne ako pri použití obnoviteľného vodíka. S obnoviteľným vodíkom je CO₂ na km prakticky nulové. Navyše, keďže palivové články si udržiavajú vysokú účinnosť aj pri čiastočnom zaťažení, FCEV v mestskej premávke môže mať menšiu stratu účinnosti ako vozidlo so spaľovacím motorom v hustej premávke.
• Znečisťujúce látky a kvalita ovzdušia: Hovorili sme o znečisťujúcich látkach z výfukov, ale treba zvážiť aj tie, ktoré vznikajú pri výrobe paliva. Výroba vodíka zo zemného plynu síce produkuje CO₂ (pokiaľ nie je zachytený), ale nevypúšťa lokálne znečisťujúce látky, ktoré ovplyvňujú zdravie ľudí. Splyňovanie uhlia na výrobu vodíka, ktoré sa používa na niektorých miestach, má významné emisie znečisťujúcich látok, pokiaľ nie sú odstránené – tento spôsob však ustupuje kvôli vysokej uhlíkovej stope. Na druhej strane, elektrolýza má takmer nulové environmentálne emisie, ak je poháňaná obnoviteľnými zdrojmi (môže vzniknúť trochu vodnej pary z chladiacich veží pri veľkých závodoch, ale to je zanedbateľné). Spotreba vody je ďalší aspekt: samotné palivové články vodu produkujú, nie spotrebúvajú (PEM palivový článok vyprodukuje asi 0,7 litra vody na 1 kg spotrebovaného H₂). Elektrolýza na výrobu vodíka vyžaduje vstup vody – približne 9 litrov na 1 kg H₂. Ak sa vodík vyrába zo zemného plynu, voda sa produkuje, nie spotrebúva (CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O). Vplyv na vodu teda závisí od spôsobu výroby: zelený vodík spotrebuje vodu (ale v relatívne malom množstve; napr. výroba 1 tony H₂ (čo je veľa energie) spotrebuje asi 9-10 ton vody, čo je porovnateľné s výrobou 1 tony ocele). Niektoré firmy hľadajú spôsoby, ako na elektrolýzu použiť odpadovú alebo dokonca morskú vodu (nedávny prelom umožnil PEM elektrolýzam pracovať s nečistou vodou ts2.tech). Celkovo, vodík/palivové články nie sú veľmi náročné na vodu v porovnaní napríklad s biopalivami alebo tepelnými elektrárňami, a v niektorých aplikáciách môžu palivové články dokonca vodu poskytovať. Napríklad systém Toyota Tri-gen produkuje ako vedľajší produkt 1 400 galónov vody denne, ktorú používajú na umývanie áut pressroom.toyota.com.
• Vplyv na materiály a zdroje: Palivové články síce využívajú niektoré vzácne materiály (kovy platinovej skupiny), ale v malých množstvách. Ako už bolo spomenuté, ich spotreba sa znižuje a dajú sa recyklovať. Z pohľadu zdrojov by budúcnosť s miliónmi áut na palivové články vyžadovala mierne zvýšenie dodávok platiny, ale odhady ukazujú, že by to mohlo byť rádovo niekoľko stoviek ton navyše do roku 2040, čo je realizovateľné najmä vďaka recyklácii (na rozdiel od batérií, ktoré vyžadujú veľké množstvá lítia, kobaltu, niklu atď., čo vyvoláva vlastné otázky udržateľnosti). Palivové články tiež môžu znížiť závislosť od niektorých kritických surovín: napríklad FCEV nepotrebuje lítia ani kobaltu vo veľkom (len malú batériu), čo by mohlo znížiť dopyt po týchto surovinách, ak by FCEV získali významný podiel. Samotný vodík sa dá vyrábať z rôznych miestnych zdrojov (obnoviteľná energia, jadro, biomasa atď.), čím sa zvyšuje energetická bezpečnosť a znižuje environmentálny dopad ťažby/rafinácie ropy. Regióny s hojnosťou obnoviteľných zdrojov (slnečné púšte, veterné planiny) môžu energiu exportovať vo forme vodíka bez potreby masívnych prenosových vedení.
• Porovnanie s alternatívami: Oplatí sa porovnať palivové články s inými riešeniami, ako sú batériové elektromobily alebo biopalivá, z environmentálneho hľadiska. BEV majú vyššiu účinnosť, ale čelia vplyvom výroby (ťažba pre veľké batérie atď.) a na to, aby boli skutočne nízkouhlíkové, stále potrebujú čistú elektrickú sieť. Palivové články presúvajú environmentálnu záťaž na výrobu vodíka – ktorá, ak je vykonaná čisto, môže mať veľmi nízky dopad. V praxi pravdepodobne bude existovať mix. Mnoho odborníkov vníma palivové články a batérie ako komplementárne: batérie na kratšie vzdialenosti a ľahké vozidlá, palivové články pre ťažšie, dlhšie trasy. Tento kombinovaný prístup, ako zdôraznil list generálnych riaditeľov EÚ, by mohol v skutočnosti minimalizovať celkové systémové náklady a infraštruktúru – a pravdepodobne aj environmentálny dopad – použitím každého tam, kde je to optimálne hydrogen-central.com.
• Únik vodíka: Jemným environmentálnym aspektom, ktorý sa skúma, je vplyv úniku vodíka na atmosféru. Samotný vodík nie je skleníkový plyn, ale ak unikne, môže predĺžiť životnosť metánu a nepriamo prispieť k otepľovaniu. Štúdie tento riziko skúmajú; Hydrogen Council uvádza, že udržiavanie nízkeho úniku (čo je dosiahnuteľné dobrou technikou) je dôležité. Aj tak je najhorší možný otepľovací efekt uniknutého H₂ oveľa nižší ako pri úniku CO₂ alebo metánu s ekvivalentným energetickým obsahom. Napriek tomu priemysel vyvíja senzory a protokoly na minimalizáciu akýchkoľvek strát pri výrobe, preprave a použití vodíka.

Celkovo je environmentálny výhľad pre palivové články veľmi pozitívny za predpokladu, že vodík pochádza z čistých zdrojov. Preto sa toľko investuje do rozširovania výroby zeleného vodíka. Medzinárodná energetická agentúra zdôrazňuje, že hoci je dynamika silná (60 krajín má vodíkové stratégie), musíme „vytvoriť dopyt po nízkoemisnom vodíku a uvoľniť investície na rozšírenie výroby a zníženie nákladov“, inak vodíkové hospodárstvo nesplní svoj environmentálny sľub iea.org. V súčasnosti iba 7 % oznámených projektov nízkouhlíkového vodíka dosiahlo konečné investičné rozhodnutie, často kvôli nedostatku jasného dopytu alebo politickej podpory iea.org. Táto medzera sa teraz rieši prostredníctvom politík (viac o tom v ďalšej časti).

Môžeme vidieť rýchly posun: napríklad začiatkom roku 2025 americké ministerstvo financií dokončilo pravidlá pre daňový kredit na výrobu vodíka v rámci IRA, čím poskytlo istotu investorom iea.org. Európa spustila aukcie Vodíkovej banky na dotovanie odberu zeleného H₂ iea.org. Tieto kroky by mali katalyzovať väčšiu produkciu nízkouhlíkového vodíka, čo priamo zlepšuje environmentálnu stopu každého nasadeného palivového článku. Už teraz globálne investície do nízkoemisného vodíka majú v roku 2025 vyskočiť o ~70 % na takmer 8 miliárd dolárov, po 60 % náraste v roku 2024 ts2.tech. Stručne povedané, čím čistejší vodík, tým zelenší palivový článok – a celý priemysel sa rýchlo pohybuje smerom k tomu, aby boli dodávky vodíka čisté.

Z širšieho pohľadu palivové články prispievajú k environmentálnej udržateľnosti nielen cez emisie, ale aj umožnením diverzifikácie energetiky a odolnosti. Môžu využívať prebytočnú obnoviteľnú energiu (zabraňujú plytvaniu/obmedzovaniu výroby) a poskytovať čistú energiu v odľahlých alebo katastrofou zasiahnutých oblastiach (podporujú potreby ľudí a ekosystémov). V kombinácii s obnoviteľnými zdrojmi umožňujú postupné vyradenie fosílnych palív v sektoroch, ktoré sa kedysi považovali za neriešiteľné, čím znižujú znečistenie aj vplyv na klímu. Ako to výstižne povedal generálny riaditeľ Air Liquide François Jackow: „Vodík je kľúčovou pákou dekarbonizácie pre priemysel a mobilitu a pilierom budúcej energetickej a priemyselnej odolnosti.“ hydrogen-central.com Palivové články sú ťažnými koňmi, ktoré premieňajú tento vodík na praktickú energiu bez znečistenia.

Na záver, technológia palivových článkov ponúka významné environmentálne výhody: čistý vzduch, nižšie emisie skleníkových plynov a integráciu obnoviteľných zdrojov. Hlavným varovaním je vyhnúť sa jednoduchému presunu emisií na začiatok reťazca používaním fosílneho vodíka – ide o prechodný problém, ktorý aktívne riešia silné politiky a trhové trendy. S rozširovaním zeleného vodíka môžu palivové články priniesť skutočne bezuhlíkovú energiu v mnohých oblastiach. Kombinácia nulových emisií z výfuku a čoraz viac bezuhlíkového paliva robí z palivových článkov základný kameň mnohých národných klimatických stratégií a firemných plánov udržateľnosti. Je jasné, že pokiaľ ide o znižovanie znečistenia a boj proti klimatickým zmenám, palivové články sú skôr spojencom než hrozbou – čo potvrdzujú vedci aj tvorcovia politík na celom svete.

Ekonomická realizovateľnosť a trhové trendy

Ekonomika palivových článkov bola dlhodobo predmetom skúmania. Historicky boli palivové články drahé, high-tech kuriozity, ktoré si mohli dovoliť len vesmírne misie alebo demonštračné projekty. Za posledné desaťročie však náklady výrazne klesli a mnohé aplikácie palivových článkov sa blížia k ekonomickej životaschopnosti – najmä pri podpore politík a vyšších objemoch výroby. V tejto časti hodnotíme ekonomickú realizovateľnosť palivových článkov v rôznych sektoroch a skúmame aktuálne trendy na trhu, vrátane investícií, rastových prognóz a toho, ako politické iniciatívy formujú trh.

Vývoj nákladov a konkurencieschopnosť

Náklady na systémy palivových článkov sa merajú ako cena za kilowatt (pre stacionárne a automobilové články) alebo celková cena systému na jednotku (napríklad autobus alebo auto). K znižovaniu nákladov prispelo niekoľko faktorov:

• Sériová výroba: Keď sa výroba zvyšuje z desiatok na tisíce kusov, nastupujú výrobné úspory. Toyota napríklad znížila cenu palivového článku Mirai od prvej po druhú generáciu odhadom o 75 % vďaka masovej výrobe a zjednodušeniu dizajnu. Napriek tomu sú FCEV stále drahšie na začiatku ako porovnateľné spaľovacie alebo dokonca batériové vozidlá kvôli nízkym objemom a drahým komponentom (Mirai stojí okolo 50 000 $+ pred dotáciami). Cieľom amerického DOE je dosiahnuť cenovú paritu s ICE pri vysokých objemoch do roku 2030 (~30 $/kW pre systém palivového článku).
• Zníženie platiny: O technickom znižovaní platiny sme už hovorili; z ekonomického hľadiska tvorí platina veľkú časť ceny článku. Zníženie množstva alebo použitie recyklovanej platiny môže znížiť cenu článku o tisíce. V súčasnosti má 80 kW automobilový palivový článok asi 10-20 g platiny (v závislosti od dizajnu) – pri 30 $/gram je to 300-600 $ za platinu, čo nie je obrovské, ale stojí za zmienku. Pri ťažkých vozidlách sú články väčšie, ale snaha je udržať množstvo platiny na kW na minime. Stacionárne MCFC a SOFC sa platine úplne vyhýbajú, čo pomáha znižovať materiálové náklady (hoci majú iné drahé materiály a montážne procesy).
• Systémové pomocné zariadenia (BoP): Komponenty mimo článku, ako kompresory, zvlhčovače, výkonová elektronika, nádrže atď., výrazne prispievajú k nákladom. Aj tu pomáha objem a vyspelosť dodávateľského reťazca. Vo vozidlách sú nádrže na vodík z uhlíkových vlákien hlavnou položkou (často stoja toľko ako samotný palivový článok). Tieto náklady klesajú o ~10-20 % pri zdvojnásobení objemu výroby. Odvetvie skúma alternatívne skladovanie (napríklad kovové hydridy alebo lacnejšie vlákna), ale v krátkodobom horizonte ide najmä o rozšírenie výroby kompozitov. EÚ a Japonsko majú programy na zníženie nákladov na nádrže o polovicu do roku 2030 vďaka automatizácii a novým materiálom. Pri stacionárnych systémoch BoP zahŕňa reforméry (pri použití zemného plynu), meniče, výmenníky tepla – opäť s výhodou štandardizácie a rozsahu.
• Náklady na palivo: Ekonomická realizovateľnosť závisí aj od ceny vodíka (alebo metanolu atď.). Vodíkové palivo je dnes v počiatočných trhoch drahé. Na verejných H₂ staniciach v Kalifornii alebo Európe stojí vodík často 10-15 dolárov za kg (energeticky približne ekvivalent 4-6 dolárov/galón benzínu). To znamená, že tankovanie FCEV môže byť podobné alebo mierne drahšie ako benzín na míľu (hoci v porovnaní s nákladmi na elektrinu pre EV je to vyššie). Náklady však klesajú, keď sa spúšťa väčšia výroba. Cieľ Hydrogen Shot amerického DOE je 1 dolár za kg vodíka do roku 2031 innovationnewsnetwork.com. Aj keď je to ambiciózne, už aj 3 doláre/kg (s obnoviteľnými zdrojmi alebo SMR+CCS) by znamenali, že prevádzka vodíkových FCEV by bola veľmi lacná na míľu, keďže palivové články sú 2-3× účinnejšie ako spaľovacie motory. V priemyselných podmienkach klesli náklady na zelený vodík v najlepších prípadoch (s veľmi lacnou obnoviteľnou energiou) v roku 2025 na približne 4-6 dolárov/kg a modrý vodík môže stáť 2-3 doláre/kg. Nový americký daňový kredit (až do 3 dolárov/kg) by mohol efektívne zlacniť zelený vodík pre výrobcov na 1-2 doláre/kg v USA, čo by sa pravdepodobne v najbližších rokoch premietlo do maloobchodných cien pod 5 dolárov. Európske projekty zeleného vodíka v rámci Hydrogen Bank majú podobne cieľ kontrahovať za približne 4-5 €/kg alebo menej. To všetko znamená: bariéra ceny paliva sa rieši, čo zlepší ekonomiku prevádzky palivových článkov v porovnaní s konvenčnými palivami. Pre diaľkové nákladné vozidlá je vodík za 5 dolárov/kg približne na úrovni na míľu s naftou za 3 doláre/galón, vzhľadom na výhodu účinnosti palivového článku.
• Podpora a uhlíkové ceny: Vládne stimuly v súčasnosti nakláňajú ekonomiku v prospech palivových článkov. Mnohé krajiny ponúkajú dotácie alebo daňové úľavy: napr. USA poskytujú daňový kredit až do 7 500 dolárov na autá s palivovými článkami (rovnako ako na EV), Kalifornia pridáva ďalšie stimuly a viaceré krajiny EÚ poskytujú príspevky na nákup FCEV (Francúzsko ponúka 7 000 € na H₂ auto, Nemecko odpúšťa cestné dane atď.). Pre autobusy a nákladné vozidlá existujú veľké verejné spolufinancované programy (EÚ JIVE financovala 300+ autobusov, kalifornský HVIP pokrýva veľkú časť nákladov na H₂ nákladné auto). Stacionárne palivové články profitujú z daňových úľav (30 % ITC v USA fuelcellenergy.com) a programov ako japonské dotácie na kogeneráciu. Navyše, ak sa sprísnia ceny uhlíka alebo emisné regulácie, náklady na vypúšťanie CO₂ porastú – čo v konečnom dôsledku zvýhodní bezemisné technológie ako palivové články. Napríklad podľa európskych flotilových CO₂ regulácií a možných budúcich palivových mandátov môže používanie zeleného vodíka generovať kredity, ktoré sa dajú speňažiť. Toto politické prostredie bude v nasledujúcich 5-10 rokoch kľúčové na prekonanie mosta k sebestačným trhovým objemom.

Súčasná konkurencieschopnosť: V určitých segmentoch sú palivové články už ekonomicky konkurencieschopné alebo blízko k tomu:

• Skladové vysokozdvižné vozíky: Vysokozdvižné vozíky na palivové články prekonávajú batériové z hľadiska prevádzkyschopnosti a efektivity práce pri veľkých flotilách. Spoločnosti ako Walmart zistili, že napriek vyšším kapitálovým nákladom sú prínosy v priepustnosti (žiadna výmena batérií, konzistentnejší výkon) a úspora priestoru (nie je potrebná nabíjacia miestnosť) finančne atraktívne innovationnewsnetwork.com. To viedlo k nasadeniu desiatok tisíc kusov v rámci leasingových modelov od Plug Power. CEO spoločnosti Plug Power poznamenal, že tieto vysokozdvižné vozíky môžu mať presvedčivú návratnosť investícií na vysoko vyťažených miestach – preto sa Amazon, Walmart, Home Depot a ďalší zapojili už v začiatkoch.
• Autobusy: Palivové článkové autobusy sú stále drahšie ako dieselové alebo batériové autobusy pri počiatočnej investícii. Niektoré dopravné podniky však vypočítali, že na určitých trasách (dlhé vzdialenosti, chladné počasie alebo vysoké zaťaženie) potrebujú menej H₂ autobusov ako batériových (vďaka rýchlejšiemu tankovaniu a dlhšiemu dojazdu). Príkladom je prípad Viedne, kde nahradili 12 BEB (batériových elektrických autobusov) 10 FCEB (autobusmi na palivové články) sustainable-bus.com. Počas 12-ročnej životnosti, ak cena vodíka klesne a údržba bude porovnateľná, celkové náklady na vlastníctvo (TCO) by sa mohli vyrovnať. Prvé údaje ukazujú, že autobusy na palivové články majú v niektorých flotilách nižšiu neplánovanú odstávku ako prvé batériové autobusy, čo môže ušetriť peniaze.
• Diaľkové nákladné vozidlá: Tu je diesel ťažko prekonateľný z hľadiska nákladov. Nákladné vozidlá na palivové články majú vyššie počiatočné náklady (momentálne možno 1,5-2× viac ako diesel) a vodík zatiaľ nie je lacnejší ako diesel na míľu. Avšak s očakávanou sériovou výrobou koncom 20. rokov (Daimler, Volvo, Hyundai všetci plánujú sériovú výrobu) a s vyššie spomenutými zmenami cien palív by sa ekonomika mohla zmeniť. Najmä ak nariadenia o nulových emisiách prinútia dopravné spoločnosti prejsť na ne-dieselové riešenia, palivové články môžu byť preferovanou voľbou pre dlhé trasy kvôli prevádzkovej ekonomike (nosnosť a využitie). Nedávna štúdia ACT Research predpovedala, že FCEV nákladné vozidlá by mohli dosiahnuť paritu TCO s dieselom v určitých segmentoch ťažkej dopravy do polovice 30. rokov, ak cena vodíka klesne na približne 4 $/kg. Kalifornia a Európa už signalizujú ukončenie predaja dieselov v 30. rokoch, čo vytvára obchodný prípad pre skoré investície do nákladnej dopravy na palivové články.
• Stacionárny výkon: Pri základnom výkone majú palivové články stále často vyššie kapitálové náklady na kW ako elektrárne pripojené do siete alebo motory. Môžu však konkurovať v spoľahlivosti a emisiách tam, kde sú tieto vlastnosti oceňované. Napríklad dátové centrá môžu používať palivové články spolu so sieťou v konfigurácii, ktorá eliminuje potrebu záložných generátorov a UPS systémov, čo môže potenciálne vyrovnať náklady. Microsoft zistil, že použitím 3MW palivového článku namiesto dieselových generátorov môžu byť celkové náklady rozumné, ak sa zohľadní eliminácia časti energetickej infraštruktúry carboncredits.com. V regiónoch s vysokou cenou elektriny (napr. ostrovy alebo odľahlé oblasti prevádzkujúce dieselové generátory za 0,30 $/kWh) by sa palivové články poháňané lokálne vyrobeným vodíkom alebo amoniakom mohli stať nákladovo efektívnou čistou náhradou. Vlády sú tiež ochotné zaplatiť prirážku za environmentálne a sieťové výhody, prostredníctvom programov ako NYSERDA, ktoré financujú prvé nasadenia nyserda.ny.gov. Postupom času, ak budú na generátory uvalené uhlíkové poplatky alebo prísne limity znečistenia (niektoré mestá zvažujú zákaz nových dieselových záloh pre veľké budovy), palivové články získajú ekonomickú výhodu.
• Mikro-KVET: Palivové články pre mikro-KVET v domácnostiach sú stále pomerne drahé (desiatky tisíc dolárov), ale v Japonsku ich dotácie a vysoká cena elektriny zo siete + skvapalnený zemný plyn spravili životaschopnými pre prvých používateľov. Náklady sa od zavedenia znížili na polovicu a výrobcovia ich plánujú ďalej znižovať masovou produkciou. Ak zostanú náklady na palivo (zemný plyn alebo vodík) rozumné a ak má záložný zdroj hodnotu (po katastrofách a pod.), niektorí majitelia domov alebo firmy môžu zaplatiť viac za palivový článok KVET kvôli energetickej bezpečnosti a efektívnosti.

Kľúčovou často uvádzanou metrikou je learning rate (miera učenia): historicky palivové články vykazovali mieru učenia okolo 15-20 % (to znamená, že každé zdvojnásobenie kumulatívnej produkcie znižuje náklady o dané percento). Ako sa bude výroba zvyšovať vďaka ťažkým vozidlám a stacionárnym trhom, môžeme očakávať ďalší pokles nákladov.

Rast trhu a trendy

Trh s palivovými článkami je vo fáze rastu. Niektoré pozoruhodné trendy k roku 2025:

• Rast tržieb a objemu: Podľa trhových štúdií globálny trh s palivovými článkami (vo všetkých aplikáciách) v posledných rokoch rastie o ~25 %+ ročne. Segment vozidiel na palivové články sa očakáva, že bude rásť s CAGR viac ako 20 % do roku 2034 globenewswire.com. Napríklad trh s vozidlami na palivové články by mal vzrásť z približne 3 miliárd dolárov v roku 2025 na približne 18 miliárd dolárov do roku 2034 globenewswire.com. Podobne aj trh so stacionárnymi palivovými článkami a prenosný trh zaznamenávajú dvojciferné miery rastu. V roku 2022 celosvetové dodávky palivových článkov prekročili 200 000 kusov (väčšinou malé APU a jednotky na manipuláciu s materiálom) a toto číslo rastie, keď na trh prichádzajú nové modely nákladných áut a osobných vozidiel.
• Geografické hotspoty: Ázia (Japonsko, Južná Kórea, Čína) vedie v stacionárnych aplikáciách a je silná aj v oblasti vozidiel (čínsky dôraz na autobusy/nákladné autá, japonské osobné vozidlá a stacionárne aplikácie, kórejské elektrárne a vozidlá). Ázijsko-pacifický región dominoval trhu FCEV v roku 2024 s hlavnými podielmi z japonských a kórejských programov osobných áut a čínskych úžitkových vozidiel globenewswire.com. Integrovaná stratégia Číny s národnými dotáciami a lokálnymi klastrami (napr. Šanghaj, Guangdong) rýchlo zvyšuje nasadenie globenewswire.com. Európa teraz výrazne investuje do vodíkovej infraštruktúry a vozidiel; krajiny ako Nemecko už majú 100 H₂ staníc a chcú stovky ďalších globenewswire.com, a Európa financuje mnohé nasadenia vozidiel (plány na stovky nákladných áut cez H2Accelerate, 1 200 autobusov do polovice dekády sustainable-bus.com atď.). Severná Amerika (najmä Kalifornia) má oblasti pokročilého prijatia – Kalifornia má približne 50 verejných H₂ staníc a do roku 2025 cieli na 200, aby podporila desaťtisíce FCEV. Nové americké vodíkové centrá (s 8 miliardami dolárov pridelenými koncom roka 2023) ďalej podporia regionálny rast trhu poskytovaním vodíkovej infraštruktúry v oblastiach ako Gulf Coast, Stredozápad, Kalifornia atď. Medzitým nové trhy ako India skúmajú palivové články (India spustila prvú skúšobnú prevádzku H₂ autobusu v roku 2023 a v roku 2025 predstavila prototyp nákladného auta na palivové články globenewswire.com). Indická vláda v rámci Národnej vodíkovej misie investuje do demonštračných projektov (napr. vodíkové autobusy v Ladakhu globenewswire.com).
• Korporátne investície a partnerstvá: Veľkí hráči v odvetví stávkujú na vodík. Automobilky: Toyota, Hyundai, Honda sú dlhodobými hráčmi, teraz sa pridali aj BMW (ktoré v roku 2023 oznámilo limitovanú sériu vodíkových SUV) a spoločnosti ako GM (vyvíja palivové články pre letectvo a armádu a dodáva palivové články Hydrotec partnerom ako Navistar pre nákladné vozidlá). Výrobcovia nákladných vozidiel: okrem spoločného podniku Daimler a Volvo sú aktívni aj ďalší ako Nikola, Hyundai (so svojím programom XCIENT v Európe a plánmi pre USA), Toyota Hino (vyvíja nákladné vozidlá na palivové články), Kenworth (spolupracuje s Toyotou na demonštračnom projekte prístavného nákladného vozidla). Železničné a letecké spoločnosti: Alstom (vlaky), Airbus (s MTU a tiež partnerstvo s Ballard na demonštračnom motore) a startupy ako ZeroAvia (s podporou leteckých spoločností) signalizujú záujem naprieč sektormi.

Konsolidácia a investície sa objavujú aj v dodávateľskom reťazci. Veľkým krokom bola akvizícia palivových článkov a katalyzátorov pre elektrolyzéry spoločnosti Johnson Matthey firmou Honeywell za 1,8 miliardy libier v roku 2025, čo ukazuje, že etablované priemyselné firmy sa pripravujú na vodíkovú ekonomiku ts2.tech. Startupy na výrobu vodíka získavajú financie od ropných a plynárenských gigantov (napr. BP investuje do startupu Hystar na elektrolyzéry a do spoločnosti Hydrogenious na LOHC). V skutočnosti ropné a plynárenské spoločnosti zvýšili svoj podiel – globálna analýza firemných investícií ukázala, že v 1. polroku 2025 ropné a plynárenské spoločnosti strojnásobili investície do vodíkových startupov v porovnaní s predchádzajúcim rokom, čím vyvracajú naratív o ochladzovaní záujmu globalventuring.com. Pripravujú sa na budúcnosť, kde bude vodík významným nosičom energie. Príklady zahŕňajú investície Shellu do sietí H₂ čerpacích staníc, TotalEnergies do projektov výroby vodíka a partnerstvá ako Chevron s Toyotou na vodíkovej infraštruktúre.

• IPO a akciový trh: Mnohé čisto palivové článkové spoločnosti sú verejne obchodované (Plug Power, Ballard Power, Bloom Energy, FuelCell Energy). Ich výkonnosť na burze bola volatilná, často reagovala na správy o politike. V roku 2020 prudko vzrástli vďaka „vodíkovej horúčke“, v rokoch 2022–2023 mnohé ochladli kvôli pomalšej ziskovosti, ale v rokoch 2024–2025 sa objavil nový optimizmus, keď sa začali realizovať skutočné objednávky a vládne financovanie. Napríklad Ballard v roku 2025 získal svoje najväčšie objednávky na palivové články do autobusov (viac ako 90 motorov pre európskych výrobcov autobusov) nz.finance.yahoo.com, a po nástupe nového generálneho riaditeľa sa zameriava na kľúčové trhy hydrogeninsight.com. Bloom Energy rozširuje výrobu a vstupuje na nové trhy, ako je výroba vodíka pomocou reverzibilných SOFC. Plug Power, hoci čelí výzvam pri plnení finančných cieľov, buduje kompletnú sieť pre zelený vodík a za rok 2024 vykázal tržby cez 1 miliardu dolárov, s ambicióznymi plánmi rastu (hoci aj s veľkými výdavkami) fool.com. Stručne povedané, sektor sa posunul od čisto výskumu a vývoja k tvorbe tržieb, ale ziskovosť v celom odvetví je stále otázkou niekoľkých rokov, kým dôjde k dostatočnému rozšíreniu.
• Fúzie a spolupráce: Vidíme cezhraničné a medziodvetvové spolupráce: napr. Daimler, Shell a Volvo spolupracujú na ekosystémoch pre vodíkovú nákladnú dopravu; Toyota spolupracuje s Air Liquide a Hondou na infraštruktúre v Japonsku/EÚ; Hydrogen Council (založená v roku 2017) má už viac ako 140 firemných členov, ktorí zosúlaďujú stratégie. Významné sú aj medzinárodné spolupráce: v roku 2023 bola oznámená spolupráca na prepravu vodíka (vo forme amoniaku) z Austrálie do Japonska na výrobu elektriny – čo súvisí s palivovými článkami, ak sa komercializujú články na amoniak. Európske krajiny spolupracujú: projekt IPCEI (Important Projects of Common European Interest) Hydrogen združuje miliardy eur z krajín EÚ na vývoj všetkého od elektrolyzérov po vozidlá na palivové články iea.org. „Belgicko, Nemecko a Holandsko vyzývajú na jasnú európsku stratégiu na posilnenie trhu s vodíkom,“ uviedol jeden článok, čo podčiarkuje regionálnu spoluprácu blog.ballard.com.
• Výzvy trhu a úpravy: S rýchlym rastom prichádzajú aj niektoré triezve úpravy. Správa H2View H1 2025 zaznamenala, že „realita začala hrýzť“ pre vodík, pričom niektoré startupy zlyhali a veľkí hráči ako Statkraft pozastavili projekty kvôli vysokým nákladom alebo neistej dopyte h2-view.com. Zdôraznila však, že ide o strategický vývoj, nie ústup – investori teraz požadujú jasnejšie obchodné prípady a krátkodobé peňažné tokyh2-view.com. To je zdravé pre dlhodobú stabilitu. Napríklad sme videli, ako BP vystúpila z veľkého projektu zelenej vodíkovej energie v Holandsku v roku 2025, keď sa zamerala na svoje hlavné podnikanie, ale projekt pokračoval pod novým vedením ts2.tech. Tiež dramatický príbeh Nikola: po počiatočnom ošiali čelila finančným problémom a škandálu zakladateľa, a v roku 2023 jej podnikanie s batériovými nákladnými vozidlami zápasilo. Avšak v roku 2025 nová entita „Hyroad“ získala po bankrote aktíva a duševné vlastníctvo vodíkových nákladných vozidiel Nikola, aby pokračovala v tejto vízii h2-view.com. Tieto epizódy odrážajú prechod z nadšenej počiatočnej fázy do racionálnejšej, na partnerstvách založenej fázy rastu.
• Signály politík a mandátov: Trhy tiež reagujú na blížiace sa regulácie. Kalifornské pravidlo Advanced Clean Trucks a emisné normy EÚ pre CO₂ v podstate vyžadujú, aby časť nových nákladných vozidiel bola s nulovými emisiami – čo podporuje objednávky na vodíkové nákladné vozidlá popri batériových. V Kalifornii napríklad prístavy a dopravné firmy vedia, že musia začať obstarávať ZE nákladné vozidlá už teraz, aby splnili ciele pre rok 2035 (keď môže byť predaj dieselov zakázaný). Čína využíva program Fuel Cell Vehicle City Cluster: dotácie sú poskytované mestským koalíciám, ktoré nasadia stanovený počet FCEV, s cieľom dosiahnuť 50 000 FCEV do roku 2025, ako bolo uvedené. Takéto mandáty dávajú výrobcom istotu, že ak budú vyrábať vozidlá na palivové články, trh bude existovať, čo podporuje investície.
• Rozširovanie infraštruktúry vodíka: Trhový trend úzko spätý s palivovými článkami je budovanie infraštruktúry na tankovanie. Celosvetovo sa očakáva viac ako 1 000 vodíkových staníc do roku 2025 (z približne 550 v roku 2021). Nemecko má už viac ako 100 staníc, ktoré slúžia existujúcim vozidlám globenewswire.com, a plánuje 400 do roku 2025; Japonsko má cieľ 320 do roku 2025. Zaujímavosťou je, že Čína mala do roku 2025 viac ako 250 staníc a rýchlo buduje ďalšie. USA zaostávajú, ale Zákon o infraštruktúre vyčlenil prostriedky na H₂ koridory a súkromné iniciatívy (ako čerpacie stanice pre kamióny od Nikola, Plug Power, Shell vo vývoji). Nové technológie tankovania (ako vysokokapacitné 700 barové výdajné stojany pre kamióny alebo tankovanie kvapalného vodíka) prichádzajú do praxe. V roku 2023 bola v Nemecku otvorená prvá vysokokapacitná stanica na tankovanie kvapalného H₂ pre kamióny spoločnosťou Daimler a partnermi. Taktiež, nové štandardy (ako aktualizácie protokolu tankovania SAE J2601) zlepšujú spoľahlivosť a rýchlosť tankovania, čo pomáha akceptácii používateľmi a priepustnosti staníc.
• Výhľad trhu: Pri pohľade do budúcnosti sú prognózy odvetvia optimistické. IDTechEx predpovedá desiatky tisíc palivových článkových kamiónov na cestách do roku 2030 celosvetovo a možno viac ako 1 milión FCEV všetkých typov. Do roku 2040 by palivové články mohli získať významný menšinový podiel na predaji ťažkých vozidiel (niektoré odhady hovoria o 20-30 % ťažkých kamiónov). Stacionárne palivové články by mohli prekročiť 20 GW kumulatívne inštalovaného výkonu do roku 2030 (z len niekoľkých GW dnes), keď ich krajiny ako Južná Kórea, Japonsko a možno aj USA (s vodíkovými centrami a cieľmi uhlíkovo neutrálnej siete) nasadia na čistú stabilnú energiu. Hydrogen Council si predstavuje, že vodík pokryje 10-12 % konečného dopytu po energii do roku 2050 v scenári 2 °C, čo znamená milióny palivových článkov vo vozidlách, budovách a výrobe elektriny. Krátkodobo sú nasledujúcich 5 rokov (2025-2030) kľúčové roky škálovania: prechod od demonštrácií a malých sérií k masovej výrobe vo viacerých sektoroch.

Lídri v odvetví zdôrazňujú nevyhnutnosť podpory počas tohto škálovania. Spoločný list 30 generálnych riaditeľov v Európe varoval, že bez rýchleho konania „vodíková mobilita v Európe bude stagnovať“, a vyzval na koordinované zavádzanie infraštruktúry a zahrnutie vodíka do hlavných iniciatív hydrogeneurope.eu. Poukázali na to, že duálna infraštruktúra (batérie + vodík) môže ušetriť stovky miliárd na vyhnutých investíciách do rozšírenia siete hydrogen-central.com, čím vytvára silný ekonomický argument pre vlády, aby investovali do vodíka popri elektrifikácii.

Pokiaľ ide o investície, okrem firemných výdavkov mobilizujú prostriedky aj vlády. EÚ vyčlenila v roku 2023 na výskum a vývoj vodíka a jeho zavádzanie 470 miliónov eur v rámci programov Horizon a Hydrogen Europe clean-hydrogen.europa.eu. Americké ministerstvo energetiky (DOE) získalo zvýšené financovanie vodíkových programov (viac ako 500 mil. USD/rok) plus 8 miliárd USD na vodíkové centrá. Čínska vláda poskytuje dotácie okolo 1 500 USD na kW palivového článku pre vozidlá v rámci svojho klastrového programu. Tieto opatrenia spoločne prinesú do sektora v tomto desaťročí desiatky miliárd, čím znížia riziko pre súkromných investorov.

Na ilustráciu trhovej dynamiky konkrétnym príkladom: Hyundai v roku 2025 uviedol na trh vylepšené SUV NEXO a oznámil plány zaviesť verzie všetkých svojich úžitkových vozidiel s palivovými článkami. V Európe Toyota začala nasadzovať palivové články (z modelu Mirai) do autobusov Hino a Caetanobus, a dokonca aj do projektu nákladného vozidla Kenworth v USA. Nikola a Iveco stavajú v Nemecku továreň na nákladné vozidlá s palivovými článkami, pričom cieľom je stovky kusov ročne v rokoch 2024-2025. S takouto výrobnou kapacitou bude mať trh k dispozícii produkty – potom to bude o zákazníkoch a tankovaní.

Už teraz sa objavujú „skutočné objednávky“: napríklad v roku 2025 Talgo (výrobca vlakov) objednal palivové články Ballard pre španielske vodíkové vlaky, Sierra Northern Railway objednala 1,5 MW palivový článok pre lokomotívu (Ballard) money.tmx.com, First Mode objednal 60 palivových článkov Ballard na prestavbu ťažobných nákladných vozidiel na vodíkový pohon blog.ballard.com. Nejde o vedecké projekty, ale o komerčné dohody zamerané na dekarbonizáciu prevádzky. Takéto projekty skorých používateľov vo vlakoch a ťažbe, hoci sú úzko zamerané, sú dôležité na preukázanie ekonomickej efektívnosti v ťažkom priemysle.

Napokon, trend v trhovej nálade: po vrchole očakávaní okolo roku 2020 a miernom poklese v roku 2022, roky 2023-2025 priniesli vyváženejší, odhodlaný optimizmus. Manažéri často uznávajú výzvy, ale vyjadrujú presvedčenie, že ich dokážu zvládnuť. Napríklad Sanjiv Lamba, generálny riaditeľ spoločnosti Linde, zdôraznil, že „žiadny jediný prístup nevyrieši udržateľnosť; vodík je kľúčovou možnosťou pre čistejšiu dopravu a spoločným úsilím – priemyslu, výrobcov a vlád – môžeme naplno využiť jeho potenciál.“ hydrogen-central.com Tento duch spolupráce medzi súkromným a verejným sektorom je teraz zrejmý. Palivové články sa v istom zmysle presunuli z laboratória do zasadacích miestností: krajiny vidia strategickú hodnotu v ovládaní vodíkovej a palivovočlánkovej technológie (pre energetickú bezpečnosť a priemyselné líderstvo). Európa to dokonca vníma ako otázku konkurencieschopnosti – preto tá naliehavosť po zhliadnutí amerických stimulov IRA.

Zhrnuté, ekonomická realizovateľnosť palivových článkov sa rýchlo zlepšuje, podporená technologickým pokrokom a škálovaním, no stále závisí od pokračujúcej podpory, aby dosiahla plnú konkurencieschopnosť. Trhové trendy naznačujú robustný rast a veľké investície v budúcnosti, ktoré sú však vyvážené pragmatickým prístupom so zameraním najskôr na najvhodnejšie aplikácie (napr. ťažká doprava, energia mimo siete), kde majú palivové články najväčšiu výhodu. V nasledujúcich rokoch pravdepodobne uvidíme, že riešenia s palivovými článkami budú v týchto oblastiach čoraz bežnejšie, čím sa získa potrebná skúsenosť a objem na ďalšiu expanziu.

Globálne politické iniciatívy a vývoj v odvetví

Vládne politiky a medzinárodná spolupráca zohrávajú kľúčovú úlohu v urýchľovaní prijatia palivových článkov a vodíka. Vzhľadom na potenciál hospodárskeho rastu, znižovania emisií a energetickej bezpečnosti spustili vlády po celom svete komplexné stratégie a dotačné programy na podporu sektora vodíka a palivových článkov. Medzitým sa zainteresované strany v priemysle organizujú do aliancií a partnerstiev, aby zabezpečili, že infraštruktúra a štandardy budú držať krok. Táto časť zvýrazňuje kľúčové globálne politické iniciatívy, hlavné korporátne investície a medzinárodné spolupráce, ktoré formujú prostredie k roku 2025:

Politiky a vládne stratégie

• Európska únia: Európa bola pravdepodobne najagresívnejšia v tvorbe politík pre vodík. Stratégia EÚ pre vodík (2020) stanovila ciele inštalovať 6 GW obnoviteľných elektrolyzérov do roku 2024 a 40 GW do roku 2030 fchea.org. Do začiatku roka 2025 viac ako 60 vlád vrátane EÚ prijalo vodíkové stratégie iea.org. EÚ zaviedla program Dôležité projekty spoločného európskeho záujmu (IPCEI) pre vodík, v rámci ktorého schválila niekoľko vĺn projektov s miliardami financovania na rozvoj celého hodnotového reťazca iea.org. Tiež spustila Vodíkovú banku (v rámci Inovačného fondu) na dotovanie prvých projektov výroby zeleného vodíka – prvá aukcia v roku 2024 ponúkla 800 miliónov € na 100 000 ton zeleného H₂ (v podstate kontrakt na vyrovnanie cien, aby bol zelený H₂ cenovo konkurencieschopný) iea.org. V oblasti mobility EÚ prijala v roku 2023 Nariadenie o infraštruktúre alternatívnych palív (AFIR), ktoré nariaďuje, že do roku 2030 musí byť každých 200 km na hlavných cestách transeurópskej dopravnej siete čerpacia stanica na vodík. Okrem toho emisné normy EÚ pre vozidlá CO₂ účinne nútia výrobcov investovať do vozidiel s nulovými emisiami (vrátane FCEV). Európske krajiny individuálne investujú: Nemecko investovalo v tomto desaťročí viac ako 1,5 miliardy € do čerpacích staníc na H₂ a výskumu a vývoja a vedie cezhraničné iniciatívy (napr. plán „H2Med“ plynovodu so Španielskom a Francúzskom na prepravu vodíka). Francúzsko oznámilo 7-miliardový plán na vodík zameraný na elektrolyzéry, ťažké vozidlá a dekarbonizáciu priemyslu globenewswire.com. Škandinávske krajiny vytvárajú „Nordic Hydrogen Corridor“ s podporou EÚ na nasadenie vodíkových kamiónov a staníc zo Švédska do Fínska hydrogeneurope.eu. Projekty má aj východná Európa (Poľsko a Česká republika plánujú H₂ huby pre kamióny na svojich diaľniciach). Pozoruhodné je, že generálni riaditelia európskeho priemyslu žiadajú ešte silnejšie kroky – v júli 2025 viac ako 30 generálnych riaditeľov napísalo lídrom EÚ, aby „pevne umiestnili vodíkovú mobilitu do centra stratégie čistej dopravy Európy“ a varovali, že Európa musí konať teraz, aby si zabezpečila svoj náskok hydrogeneurope.eu. Poukázali na to, že Európa by mohla získať 500 000 pracovných miest do roku 2030 vďaka vedúcemu postaveniu vo vodíkovej technológii <a href=“https://hydrogen-central.com/ceos-unite-to-call-on-eu-leadevodík-central.com, ale iba ak sa vybuduje infraštruktúra a budú zavedené podporné rámce (ako financovanie a zjednodušené regulácie). EÚ počúva: vyvíja politiku čistej priemyselnej výroby (niekedy označovanú ako „Zákon o priemysle s nulovými emisiami“), ktorá pravdepodobne bude zahŕňať stimuly na výrobu vodíkových technológií, podobne ako americký IRA. Jeden zádrhel: koncom roka 2024 návrh klimatického plánu EÚ do roku 2040 výslovne nespomínal vodík, čo vyvolalo poplach v odvetví vodík-central.com, ale zainteresované strany ako Hydrogen Europe aktívne lobujú, aby vodík zostal ústredným bodom dekarbonizačných plánov EÚ h2-view.com.
• Spojené štáty: Za vlády Bidena sa USA výrazne zamerali na podporu vodíka. Zákon o investíciách do infraštruktúry a pracovných miest (IIJA) z roku 2021 zahŕňal 8 miliárd dolárov na Regionálne centrá čistého vodíka – koncom roka 2023 ministerstvo energetiky vybralo 7 návrhov centier po celej krajine (napr. kalifornské centrum obnoviteľného vodíka, texaské centrum vodíka z ropy/plynu, stredozápadné centrum čistého amoniaku), ktoré získajú financovanie. Tieto centrá majú za cieľ vytvoriť lokalizované ekosystémy výroby, distribúcie a využitia vodíka (vrátane palivových článkov v mobilite a energetike). Ministerstvo energetiky tiež spustilo „Hydrogen Shot“ ako súčasť iniciatívy Energy Earthshots, s cieľom znížiť cenu zeleného vodíka na 1 $/kg do roku 2031 innovationnewsnetwork.com. Najzásadnejšou zmenou však bol Zákon o znížení inflácie (IRA) z roku 2022, ktorý zaviedol daňový úver na výrobu (PTC) pre vodík – až do výšky 3 $ za kg pre H₂ vyrobený s takmer nulovými emisiami iea.org. To v praxi robí mnohé projekty zeleného vodíka ekonomicky životaschopnými a po jeho prijatí nasledovala vlna oznámení o nových projektoch. Zákon tiež rozšíril daňové úľavy pre vozidlá na palivové články a pre stacionárne inštalácie palivových článkov (30% ITC fuelcellenergy.com). Národná vodíková stratégia a plán USA (zverejnený v návrhu v roku 2023) načrtáva víziu 50 miliónov ton vodíka ročne do roku 2050 (z približne 10 Mt dnes, väčšinou z fosílnych zdrojov)innovationnewsnetwork.com. USA vnímajú vodík ako kľúčový pre energetickú bezpečnosť a priemyselnú konkurencieschopnosť. Okrem toho majú štáty ako Kalifornia vlastné iniciatívy: Kalifornská energetická komisia financuje vodíkové stanice (cieľom je 100 staníc pre ťažké nákladné vozidlá do roku 2030) a štát ponúka stimuly pre vozidlá s nulovými emisiami vrátane palivových článkov (program HVIP pre nákladné vozidlá a poukážkové programy pre autobusy). Zapojená je aj americká armáda – armáda má plán na vodíkové čerpacie stanice na základniach a testuje vozidlá na palivové články na taktické použitie, a ako už bolo spomenuté, ministerstvo obrany je partnerom v projektoch ako H2Rescue truck innovationnewsnetwork.com. V oblasti regulácie USA vyvíjajú kódy a normy (prostredníctvom NREL, SAE atď.) na zabezpečenie bezpečnej manipulácie s vodíkom a jednotného protokolu tankovania, čo uľahčuje nasadzovanie.
• Ázia: Japonsko je priekopníkom v oblasti vodíka a predstavuje si „vodíkovú spoločnosť“. Japonská vláda v roku 2023 aktualizovala svoju Základnú vodíkovú stratégiu, zdvojnásobila svoj cieľ spotreby vodíka na 12 miliónov ton do roku 2040 a prisľúbila 113 miliárd dolárov (15 biliónov jenov) vo verejno-súkromných investíciách počas 15 rokov. Japonsko dotovalo vozidlá s palivovými článkami a vybudovalo približne 160 staníc, financovalo aj mikro-KVETy s palivovými článkami (Ene-Farm). Tiež prevádzkovalo olympijské hry v Tokiu 2020 (konané v roku 2021) na vodíkových autobusoch a generátoroch ako ukážku. Teraz Japonsko investuje do globálnych dodávok – napríklad partnerstvo s Austráliou na prepravu skvapalneného vodíka (loď Suiso Frontier absolvovala testovaciu plavbu s LH₂). Južná Kórea má takisto Cestovnú mapu vodíkovej ekonomiky, ktorá cieli na 200 000 FCEV a 15 GW výkonu z palivových článkov do roku 2040. Do roku 2025 chcela Kórea dosiahnuť 81 000 FCEV na cestách (v roku 2023 mala približne 30 000, väčšinou autá Hyundai Nexo) a 1 200 autobusov, spolu s rozšírením svojej súčasnej kapacity stacionárnych palivových článkov (>300 MW) na úroveň GW. Kórea poskytuje štedré spotrebiteľské stimuly (Nexo stojí po dotácii približne rovnako ako benzínové SUV) a vybudovala okolo 100 H₂ staníc. V roku 2021 tiež nariadila, že veľké mestá ako Soul musia mať aspoň 1/3 nových verejných autobusov na vodíkový pohon. Čína zaradila vodík do svojho národného päťročného plánu po prvýkrát (2021-2025), pričom ho uznala za kľúčovú technológiu dekarbonizácie a rozvíjajúce sa odvetvie payneinstitute.mines.edu. Čína zatiaľ nemá jednotnú národnú dotáciu na vodíkové vozidlá (v roku 2022 ukončila dotácie na NEV), ale zaviedla Program demonštrácie vozidiel s palivovými článkami: namiesto dotácií na vozidlo odmeňuje mestské klastre za dosiahnutie cieľov nasadenia a technologických míľnikov. V rámci tohto programu si Čína stanovila cieľ približne 50 000 FCEV (väčšinou komerčných) a 1 000 vodíkových staníc do roku 2030 globenewswire.com. Kľúčové provincie ako Šanghaj, Guangdong a Peking výrazne investujú – ponúkajú miestne dotácie, povinné podiely (napríklad požiadavka, aby určité percento mestských autobusov v niektorých okresoch bolo na palivové články), a budujú priemyselné parky na výrobu palivových článkov. Sinopec (veľká ropná spoločnosť) mení niektoré čerpacie stanice na stanice s vodíkovými výdajmi (dlhodobý cieľ je 1 000 staníc). Medzinárodne Čína spolupracuje – generálny riaditeľ Ballardu poznamenal „vodíkové líderstvo Číny v nasadzovaní“ a Ballard má v Číne spoločné podniky blog.ballard.com. Čína však stále vo veľkej miere využíva uhlie na výrobu vodíka (ktorý nazývajú „modrý“, ak je s ukladaním uhlíka, alebo „sivý“ bez neho). Ich politika zahŕňa aj výskum geologického vodíka a vodíka vyrábaného jadrovou energiou, čo ukazuje, že skúmajú všetky možnosti.
• Ostatné regióny: Austrália využíva svoje obnoviteľné zdroje na to, aby sa stala exportérom vodíka (hoci ide skôr o výrobu vodíka než o domáce využitie palivových článkov). Má pripravené stratégie a veľké projekty, ako je potenciálny Asian Renewable Energy Hub v Západnej Austrálii, ktorý by produkoval zelený amoniak. Krajiny Blízkeho východu (ako SAE, Saudská Arábia) oznámili mega-projekty na zelený vodík/amoniak s cieľom diverzifikovať sa od ropy – napríklad NEOM v Saudskej Arábii plánuje exportovať zelený amoniak a tiež využívať časť vodíka na dopravu (napríklad objednali 20 vodíkových autobusov od Caetano/Ballard). Tieto projekty nepriamo prospievajú palivovým článkom tým, že zabezpečujú budúce dodávky. Kanada má stratégiu pre vodík a je silná v oblasti duševného vlastníctva palivových článkov (Ballard, Hydrogenics-Cummins atď. sú kanadské firmy). Kanada vidí príležitosti v ťažkej doprave a zriadila H₂ centrá v Alberte a Quebecu. India spustila v roku 2023 svoju Národnú misiu pre zelený vodík s počiatočnou investíciou viac ako 2 miliardy USD na podporu výroby elektrolyzérov a pilotných projektov palivových článkov (autobusy, nákladné autá, prípadne vlaky). Ako krajina silne závislá od dovozu ropy s rastúcimi emisiami má India záujem o vodík kvôli energetickej bezpečnosti; v roku 2023 spustila svoj prvý autobus na vodíkové palivové články a spoločnosti ako Tata a Reliance investujú do tejto technológie globenewswire.com. Latinská Amerika: Brazília, Čile majú bohaté obnoviteľné zdroje a plánujú produkovať zelený vodík na export, pričom testujú autobusy na palivové články (napr. Čile malo skúšobnú prevádzku v ťažobných vozidlách). Afrika: Južná Afrika so svojimi zásobami platiny má Vodíkovú cestovnú mapu a zaujíma sa o ťažobné nákladné autá na palivové články (2MW nákladné auto Anglo American) a záložné napájanie. Rámce medzinárodnej spolupráce, ako je International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy (IPHE) a Hydrogen Mission v rámci Mission Innovation, uľahčujú zdieľanie poznatkov.

Zhrnuté, na globálnej úrovni sa formuje konsenzus v politike, že vodík a palivové články sú kľúčovými prvkami prechodu na uhlíkovú neutralitu. Od príkazov a financovania EÚ zhora nadol, cez trhovo orientované stimuly v USA, až po koordinované iniciatívy vlád a priemyslu v Ázii, tieto iniciatívy dramaticky znižujú bariéry pre technológie palivových článkov.

Priemyselné aliancie a investície

Na strane priemyslu firmy spájajú sily, aby si rozdelili náklady a urýchlili budovanie infraštruktúry:

• Hydrogen Council: Založená v roku 2017 s 13 zakladajúcimi spoločnosťami, dnes zahŕňa viac ako 140 spoločností (energetika, automobilový priemysel, chémia, financie), ktoré presadzujú vodík. Zadáva analýzy (s McKinsey), aby podporila obchodný prípad, a zohrala kľúčovú úlohu v propagovaní naratívu, že vodík môže zabezpečiť 20 % dekarbonizačných potrieb s investíciami v hodnote biliónov dolárov do roku 2050. Generálni riaditelia tejto rady boli hlasní. Napríklad generálny riaditeľ Toyoty (ako člen) pravidelne zdôrazňuje stratégiu viacerých ciest a zapája sa do diskusií s tvorcami politík v Japonsku aj v zahraničí, aby udržal palivové články na programe. Správa Rady z roku 2025 „Closing the Cost Gap“ identifikovala, kde je potrebná podpora politiky, aby sa čistý vodík stal konkurencieschopným do roku 2030 hydrogencouncil.com.
• Global Hydrogen Mobility Alliance: Spoločný list 30 generálnych riaditeľov v Európe v roku 2025 oznámil vznik Global Hydrogen Mobility Alliance – v podstate ide o spojenie priemyslu s cieľom presadzovať vodíkové dopravné riešenia vo veľkom meradle hydrogen-central.com. Príloha listu s citátmi generálnych riaditeľov, ktorú sme videli, je súčasťou ich mediálnej kampane na zvýšenie povedomia a vyvíjanie tlaku na vlády hydrogen-central.com. Táto aliancia zahŕňa spoločnosti pokrývajúce celý hodnotový reťazec vodíka – od dodávateľov plynu (Air Liquide, Linde), výrobcov vozidiel (BMW, Hyundai, Toyota, Daimler, Volvo, Honda), výrobcov palivových článkov (Ballard, Bosch cez cellcentric, EKPO), dodávateľov komponentov (Bosch, MAHLE, Hexagon pre nádrže) až po koncových používateľov/operátorov flotíl. Tým, že hovoria jedným hlasom, chcú zabezpečiť, aby regulátori a investori počuli jednotné posolstvo: sme pripravení, potrebujeme podporu teraz, inak riskujeme zaostávanie (najmä v porovnaní s miestami ako Čína).
• Partnerstvá automobiliek: Vývoj palivových článkov je nákladný, preto automobilky často spolupracujú. Toyota a BMW mali dohodu o zdieľaní technológií (BMW iX5 Hydrogen SUV v obmedzenom počte používa palivové články Toyota), Honda a GM mali spoločný podnik (hoci od roku 2022 sa GM zameriava najmä na vlastný vývoj pre nevozidlá a dodáva technológiu Honde). Vidíme spoločné továrne na palivové články: napr. Cellcentric (Daimler-Volvo) stavia veľký závod v Nemecku na výrobu palivových článkov pre nákladné vozidlá do roku 2025. Hyundai a Cummins majú memorandá o porozumení na spoluprácu v oblasti palivových článkov (Cummins tiež spolupracuje s Tata v Indii). Tieto spoločné investície rozkladajú náklady na výskum a vývoj a zjednocujú štandardy (napríklad používanie podobných tlakových úrovní, rozhraní na tankovanie atď., aby infraštruktúra mohla byť spoločná).
• Konzorciá infraštruktúry: Pri tankovaní sa skupiny firiem spájajú, aby riešili problém „slepice a vajca“. Príkladom je H2 Mobility Deutschland – konzorcium Air Liquide, Linde, Daimler, Total, Shell, BMW a ďalších, ktoré s kombinovaným financovaním vybudovalo prvých 100 vodíkových staníc v Nemecku. V Kalifornii California Fuel Cell Partnership (teraz premenovaná na Hydrogen Fuel Cell Partnership) spája výrobcov áut, energetické firmy a vládu, aby koordinovali rozširovanie staníc a zavádzanie vozidiel. Európa spustila H2Accelerate pre nákladné vozidlá – zahŕňa Daimler, Volvo, Iveco, OMV, Shell a ďalších, ktorí sa zameriavajú na to, čo je potrebné, aby sa v tomto desaťročí dostali na cesty desaťtisíce vodíkových kamiónov. Koordinujú napríklad špecifikácie staníc podľa potrieb kamiónov (napr. vysokoprietokové výdajné stojany) a načasovanie otvorenia staníc s dodávkami kamiónov zákazníkom.
• Kroky energetického a chemického priemyslu: Veľké energetické spoločnosti investujú aj do downstreamu: Shell nielenže stavia H₂ stanice, ale aj spolupracuje na nasadzovaní kamiónov (má iniciatívu s Daimlerom na pilotné vodíkové koridory pre kamióny v Európe). TotalEnergies podobne vybavuje niektoré svoje prevádzky vodíkom a spolupracuje na autobusových projektoch vo Francúzsku. Ropné spoločnosti vidia potenciál na prebudovanie aktív (rafinérie môžu vyrábať vodík, čerpacie stanice sa menia na energetické uzly s H₂ atď.). Priemyselné plynárenské firmy (Air Liquide, Linde) sú kľúčovými hráčmi – investujú do výroby a distribúcie vodíka (skvapalňovače, cisternové vozidlá, potrubia) a dokonca aj priamo do koncového využitia (Air Liquide má dcérsku spoločnosť, ktorá prevádzkuje verejné H₂ stanice v niektorých krajinách). V Japonsku firmy ako JXTG (Eneos) budujú dodávateľské reťazce H₂ a pracujú na dovoze paliva (napr. z projektu SPERA LOHC v Bruneji). Chemours (výrobca membrány Nafion) a ďalšie chemické firmy zvyšujú výrobu materiálov pre palivové články kvôli rastúcemu dopytu, niekedy s podporou štátu (francúzsky plán zahŕňal podporu pre továrne na elektrolyzéry a palivové články, napr. gigafabrika AFCP na systémy palivových článkov).
• Investície a trendy financovania: Už sme spomenuli firemné VC. Výrazne venture kapitál a private equity naliali peniaze do vodíkových startupov – výrobcov elektrolyzérov (ITM Power, Sunfire atď.), výrobcov palivových článkov (Plug Power získal menšie firmy na integráciu technológií atď.) a firiem v dodávateľskom reťazci vodíka. Prvá polovica 2025, napriek určitému ochladeniu všeobecného cleantech VC, zaznamenala trvalý záujem o vodík – firemné VC z ropného a plynárenského sektora konkrétne zvýšili stávky 3-násobne globalventuring.com. Okrem toho národné zelené fondy podporujú H₂: napr. program Germany’s H₂Global využíva štátom podporovaný aukčný mechanizmus na dotovanie dovozu zeleného vodíka/amoniaku, čo nepriamo zaručuje používateľom dodávky. NEDO v Japonsku financuje množstvo raných výskumných a demonštračných projektov (napr. loď na palivové články a projekt stavebných strojov na palivové články).
• Štandardy a certifikácie: Prebiehajú medzinárodné snahy o štandardizáciu toho, čo sa považuje za „zelený“ alebo „nízkouhlíkový“ vodík (dôležité pre cezhraničný obchod a pre zabezpečenie environmentálnych tvrdení). EÚ v roku 2023 zverejnila delegované akty, ktoré definujú kritériá „Obnoviteľného paliva nebiologického pôvodu“ (RFNBO) pre vodík iea.org. Pracuje sa tiež na schémach záruky pôvodu. Po technickej stránke ISO a SAE aktualizujú normy kvality paliva, normy tlakových nádob (pre 700 barové nádrže) atď., čím sa uľahčuje certifikácia produktov naprieč trhmi. Táto často nedocenená práca je kľúčová – napríklad dohoda o protokole tankovania umožňuje vozidlám rôznych značiek tankovať kdekoľvek. Global Hydrogen Safety Code Council koordinuje osvedčené postupy, aby krajiny mohli prijať harmonizované bezpečnostné predpisy (takže návrh stanice v jednej krajine bude spĺňať kódex inej krajiny s minimálnymi úpravami).

Je možné oceniť, koľko koordinácie a peňazí sa smeruje do toho, aby bol ekosystém vodíka/palivových článkov robustný. Výsledkom je, že v roku 2025 už palivové články nie sú okrajovou technológiou závislou od niekoľkých nadšencov; majú za sebou podporu veľkých priemyselných odvetví a vlád. To by malo zabezpečiť, že počiatočné prekážky (ako infraštruktúra a náklady) budú postupne prekonané.

Na ilustráciu uceleného pohľadu: politika, investície a spolupráca sa jasne spojili na klimatickom summite COP28 (december 2023), kde bol vodík veľkou témou. Viaceré krajiny oznámili agendu „Hydrogen Breakthrough“ s cieľom dosiahnuť do roku 2030 globálne 50 miliónov ton čistého H₂ (čo je v súlade s časovými plánmi Hydrogen Council a IEA). Iniciatívy ako Mission Innovation Hydrogen Valley Platform prepájajú projekty vodíkových centier po celom svete na výmenu poznatkov. A fóra ako Clean Energy Ministerial majú sekciu Hydrogen Initiative, ktorá monitoruje pokrok.

Vidíme aj nové bilaterálne dohody: napr. Nemecko podpísalo partnerstvá s Namíbiou a Južnou Afrikou na rozvoj zeleného vodíka (s cieľom neskoršieho dovozu) a Japonsko s SAE a Austráliou. Tieto často zahŕňajú pilotné projekty palivových článkov v partnerských krajinách (Namíbia napríklad zvažuje vodík pre železnice a energetiku s nemeckou podporou). Európa tiež plánuje dovážať palivá na báze vodíka pre letectvo a lodnú dopravu v rámci regulácie ReFuelEU – čo by mohlo nepriamo vytvoriť trhy pre stacionárne palivové články (napr. využitie amoniaku v palivových článkoch v prístavoch).

Na záver, synergia globálnych politických iniciatív a rozvoja priemyslu vytvára posilňujúci cyklus: politiky znižujú riziko a podnecujú súkromné investície, úspechy priemyslu dávajú tvorcom politík väčšiu istotu stanovovať ambiciózne ciele. Hoci prekážky pretrvávajú (zväčšovanie výroby, zabezpečenie dostupných dodávok paliva, udržanie dôvery investorov počas počiatočnej neprofitabilnej fázy), úroveň medzinárodného záväzku je bezprecedentná. Palivové články a vodík sa posunuli z „možno raz“ riešenia na riešenie „tu a teraz“, o ktoré krajiny súťažia. Ako povedal generálny riaditeľ EKPO (európskeho spoločného podniku), ide o „konať teraz naprieč celým hodnotovým reťazcom“ hydrogen-central.com, aby sme zostali vpredu. S týmto vedomím sa obraciame k výzvam, ktoré si stále vyžadujú pozornosť, a potom k tomu, čo môže priniesť budúcnosť po roku 2025.

Výzvy a prekážky pri zavádzaní palivových článkov

Napriek momentu a optimizmu čelí odvetvie palivových článkov viacerým významným výzvam, ktoré je potrebné riešiť na dosiahnutie širokého prijatia. Mnohé z nich sú dobre známe a sú cieľom technologických inovácií aj podporných politík, ako bolo spomenuté vyššie. Tu zhrnieme hlavné prekážky: budovanie infraštruktúry, náklady a ekonomika, životnosť a spoľahlivosť, výroba paliva a ďalšie praktické výzvy, spolu so stratégiami na ich prekonanie.

• Infraštruktúra vodíka a dostupnosť paliva: Pravdepodobne najbezprostrednejším úzkym miestom je nedostatok komplexnej infraštruktúry na tankovanie vodíka. Spotrebitelia váhajú kúpiť FCEV, ak nemôžu jednoducho dotankovať. K roku 2025 sú vodíkové stanice sústredené v niekoľkých regiónoch (Kalifornia, Japonsko, Nemecko, Južná Kórea, časti Číny) a aj tam je ich počet obmedzený. Budovanie staníc je kapitálovo náročné (1–2 milióny dolárov za každú s kapacitou 400 kg/deň) a v počiatočných fázach sú málo využívané. Tento problém „slepice a vajca“ sa rieši vládnymi grantmi (napr. EÚ a Kalifornia spolufinancujú nové stanice) a zoskupovaním počiatočných nasadení. Tempo však musí zrýchliť. Ako poznamenala jedna analýza, „obmedzený počet vodíkových čerpacích staníc vedúci k nízkemu nákupu FCEV je prekážkou rastu trhu“ globenewswire.com. Navyše, preprava vodíka do staníc (nákladné autá alebo potrubia) a jeho skladovanie (vysokotlakové alebo kryogénne nádrže) pridáva na zložitosti a nákladoch. Možné riešenia: využitie väčších „hubových“ staníc, ktoré obsluhujú flotily (napr. vyhradené depá pre nákladné autá/autobusy) na rýchle zvýšenie využitia, nasadenie mobilných tankovacích vozidiel na prechodné pokrytie a využitie existujúcej infraštruktúry (napríklad konverzia niektorých plynovodov na prepravu vodíka tam, kde je to možné). Ďalším aspektom je štandardizácia: zabezpečiť, aby tankovacie protokoly a štandardy trysiek boli jednotné, takže každé vozidlo môže použiť akúkoľvek stanicu. Táto výzva bola technicky do veľkej miery vyriešená (napr. SAE J2601 atď.), ale prevádzková spoľahlivosť musí byť vysoká – prví používatelia sa stretli s občasnými výpadkami staníc alebo čakacími dobami, čo môže ovplyvniť vnímanie. List generálnych riaditeľov v Európe konkrétne vyzval na „cielenú politickú podporu na uvoľnenie investícií a rozšírenie nasadenia vodíkových vozidiel a infraštruktúry“, čo znamená, že chcú, aby vlády pomohli znížiť riziko budovania staníc pred plným dopytom hydrogeneurope.eu. Zabezpečenie dostupnosti „zeleného“ vodíka je ďalším aspektom; súčasné stanice často vydávajú vodík reformovaný zo zemného plynu. Na zachovanie environmentálnych prínosov a splnenie budúcich klimatických regulácií (napr. požiadavka Kalifornie na zvyšovanie podielu obnoviteľného vodíka na staniciach) musí do siete prúdiť viac obnoviteľného vodíka – to znamená budovanie elektrolyzérov a získavanie bioplynu, čo sa musí diať súbežne. Iniciatívy ako americké H₂ huby a Európska vodíková banka sa na to zameriavajú.
• Vysoké náklady – Náklady na vozidlá a systémy: Hoci náklady klesajú, palivové články a vodíkové nádrže zostávajú drahé, čo udržiava ceny vozidiel vysoko. Pri ťažkých vozidlách celkové náklady na vlastníctvo stále uprednostňujú naftu, ak nie sú k dispozícii stimuly. „Vysoké počiatočné náklady“ na výrobu palivových článkov sú podľa správ z odvetvia hlavnou prekážkou globenewswire.com. Autobusy, nákladné autá a vlaky s palivovými článkami majú dnes prirážky v stovkách tisíc dolárov. Prekonanie tohto stavu znamená pokračovať v rozširovaní výroby a dosiahnuť objemovú produkciu (čo si samo vyžaduje istotu, že budú kupci – opäť dôležitosť nariadení/stimulov). Odvetvie rieši náklady niekoľkými spôsobmi: navrhovaním jednoduchších systémov s menším počtom súčiastok (napr. integrované moduly článkov, ktoré znižujú počet hadíc a spojov), používaním lacnejších materiálov (nové membrány a materiály bipolárnych platní) a prechodom na metódy hromadnej výroby (automatizácia, veľké továrne). Videli sme výrobné linky na automobilové palivové články (Toyota má špecializovanú továreň na palivové články v Japonsku, H2 Mobility plánuje továrne v Číne) a tieto by mali priniesť úspory z rozsahu do konca 20. rokov. Spoločnosti vyrábajúce palivové články tiež obmedzujú menej perspektívne produktové rady, aby sa mohli sústrediť na tie s najväčším potenciálom; napríklad Ballard v roku 2023 začal „strategické preusporiadanie“, aby uprednostnil produkty s najväčším ohlasom (palivové články pre autobusy/nákladné autá) a znížil náklady v iných oblastiach ballard.com. Pri stacionárnych systémoch sú náklady na kW stále vysoké (napr. domáci kogeneračný systém s výkonom 5 kW môže stáť viac ako 15 000 dolárov, 1 MW elektráreň >3 mil. dolárov). Cestou k znižovaniu nákladov je objemová výroba a modulárne návrhy (spájanie viacerých identických jednotiek), pričom stacionárne palivové články skutočne zaznamenali pokles ceny za kW asi o 60 % za posledné desaťročie, ale potrebujú ešte jeden podobný pokles, aby mohli široko konkurovať. Pokračujúci výskum a vývoj je tiež kľúčový na dosiahnutie ďalších prelomov (napríklad neplatinové katalyzátory, ktoré by mohli výrazne znížiť náklady na články, ak sa dosiahne ich životnosť).
• Náklady na vodíkové palivo a dodávateľský reťazec: Cena vodíka na čerpacej stanici alebo pri bráne továrne môže rozhodnúť o ekonomickej výhodnosti. V súčasnosti je vodík často drahší ako tradičné palivá na energetickom základe, najmä zelený vodík. Dr. Sunita Satyapal zdôraznila, že „cena zostáva jednou z najväčších výziev“ a úsilie USA dosiahnuť vodík za 1 $/kg innovationnewsnetwork.com. Cieľ je ambiciózny, ale aj dosiahnutie 2-3 $/kg si vyžiada rozšírenie výroby elektrolyzérov, rozšírenie obnoviteľných zdrojov energie a prípadne zachytávanie uhlíka pre modrý vodík. Výzvy tu zahŕňajú: škálovanie surovín pre elektrolyzéry (napríklad irídium pre PEM elektrolyzéry, hoci sa vyvíjajú alternatívy), vybudovanie dostatočného množstva obnoviteľnej energie určenej na výrobu H₂ a vybudovanie skladovania/dopravy (napr. soľné kaverny na hromadné skladovanie H₂ na vyrovnanie sezónnej výroby). Infraštruktúra na prepravu alebo potrubie vodíka je v začiatkoch. Existujú aj regulačné výzvy: na niektorých miestach nie je jasné, ako budú vodíkové potrubia regulované alebo ako rýchlo povoliť veľké nové zariadenia na výrobu H₂. V Európe oneskorenia pri objasňovaní definícií obnoviteľného vodíka spomalili niektoré projekty iea.org. Odvetvie túži po „jasnosti v oblasti certifikácie a regulácie“, ako poznamenala IEA, keďže neistota môže brániť investičným rozhodnutiam iea.org. Na zmiernenie problémov s cenou paliva v prechodnom období sa niektoré demonštračné projekty spoliehajú na vodík ako vedľajší produkt priemyslu alebo na reformovaný plyn, ktorý môže byť lacnejší, ale nie nízkouhlíkový. Prechod na zelený vodík bude výzvou, ak zostane drahý – preto sa teraz hlavné vládne stimuly zameriavajú na výrobné kredity, ktoré majú umelo znížiť rozdiel, kým rozsah výroby prirodzene nezníži cenu. Okrem toho bude dôležité vytvoriť globálny obchod s vodíkom (napríklad preprava amoniaku alebo kvapalného vodíka) pre regióny, ktoré si nedokážu vyrobiť dostatok lokálne; to prináša výzvy v budovaní dovozných/vývozných terminálov a lodí. No prebieha viacero projektov (Austrália<->Japonsko, Blízky východ<->Európa), ktoré tieto trasy testujú.
• Trvácnosť a spoľahlivosť: Palivové články musia dosiahnuť alebo prekonať trvácnosť existujúcich technológií, aby si skutočne získali zákazníkov. To znamená, že palivové články v autách by mali ideálne vydržať viac ako 150 000 míľ s minimálnou degradáciou, v nákladných vozidlách možno viac ako 30 000 hodín a stacionárne palivové články viac ako 80 000 hodín (takmer 10 rokov) nepretržitej prevádzky. Zatiaľ tam ešte úplne nie sme vo všetkých oblastiach. Typické súčasné hodnoty: PEM články pre osobné autá preukázali ~5 000-8 000 hodín s <10 % degradáciou, čo je asi 150 000-240 000 míľ v aute – v skutočnosti to dosahuje cieľ mnohých výrobcov áut, hoci v extrémne horúcom alebo studenom podnebí sa životnosť môže skrátiť. Ťažká technika sa stále zlepšuje; niektoré palivové články v autobusoch vydržali v testoch viac ako 25 000 hodín, ale ďalším krokom je dosiahnuť konzistentne 35 000 hodín sustainable-bus.com. Pri stacionárnych článkoch PAFC a MCFC často potrebujú generálnu opravu po 5 rokoch kvôli problémom s katalyzátorom a elektrolytom; SOFC môžu degradovať v dôsledku tepelných cyklov alebo kontaminantov. Zlepšenie životnosti je kľúčové na zníženie nákladov počas životného cyklu (ak je potrebné palivový článok príliš často vymieňať, zabíja to ekonomickú výhodu alebo spôsobuje problémy s údržbou). Ako bolo spomenuté, firmy a konzorciá DOE dosiahli pokrok v oblasti katalyzátorov a materiálov na predĺženie životnosti (napríklad odolnejšie katalyzátory, ktoré zvládnu štart-stop bez spekania, povlaky na zabránenie korózii atď.). Stále však ide o výzvu, najmä pri tlačení výkonových limitov (často je tu kompromis medzi hustotou výkonu a životnosťou kvôli väčšiemu zaťaženiu materiálov). Kvalita paliva (zabezpečenie absencie síry, CO nad toleranciu) je tiež kľúčová pre trvácnosť; preto je potrebné vybudovať spoľahlivú dodávku vodíka s konzistentnou čistotou (ISO 14687 trieda) – kontaminácia na stanici, ktorá otrávi palivové články, by mohla spôsobiť zlyhanie viacerých vozidiel, čo je nočná mora, ktorej sa treba vyhnúť. Preto je potrebná prísna kontrola kvality a senzory v celom dodávateľskom reťazci.
• Vnímanie verejnosťou a bezpečnosť: Vodík musí prekonať obavy verejnosti týkajúce sa bezpečnosti („syndróm Hindenburgu“) a neznalosti. Štúdie ukazujú, že správne navrhnuté H₂ systémy môžu byť rovnako bezpečné alebo bezpečnejšie ako benzín (vodík sa rýchlo rozptyľuje a nové nádrže sú neuveriteľne pevné), no akákoľvek mediálne známa nehoda by mohla odvetvie posunúť späť. Bezpečnosť je preto výzvou v praxi: potrebné sú prísne normy, školenie záchranných zložiek a transparentná komunikácia. V roku 2019 výbuch vodíkovej stanice v Nórsku (kvôli úniku a poruche zariadenia) viedol k dočasnému pozastaveniu predaja áut na palivové články a k určitej verejnej skepsi. Odvetvie reagovalo zlepšením dizajnu staníc a bezpečnostných protokolov. Je kľúčové udržať si vynikajúcu bezpečnostnú bilanciu, aby sa nestratila podpora verejnosti a politikov. Potrebné je aj vzdelávanie verejnosti: mnohí spotrebitelia stále nevedia, čo je auto na palivové články, alebo si ho mýlia s „spaľovaním vodíka“. Osvetu sa snažia šíriť skupiny ako Fuel Cell & Hydrogen Energy Association (FCHEA) v USA alebo Hydrogen Europe v EÚ. Tiež je dôležité, aby prví používatelia mali pozitívnu skúsenosť (žiadne výpadky paliva, jednoduchá údržba atď.), čo pomôže šíreniu dobrého mena.
• Konkurencia a nejasné trhové signály: Palivové články nepostupujú vo vákuu – čelia konkurencii zo strany batériovej elektrifikácie a iných technológií. Niektorí odborníci tvrdia, že batérie sa zlepšia natoľko, že pokryjú aj ťažké nákladné vozidlá, alebo že syntetické e-palivá by mohli poháňať letectvo a lodnú dopravu, čím by pre palivové články zostala menšia úloha. Napríklad štúdia z roku 2023 od niektorých environmentálnych skupín tvrdila, že vodík v osobných autách je neefektívny v porovnaní s priamou elektrifikáciou, a niektoré mestá ako Zürich sa rozhodli zamerať iba na batériové autobusy, nie na vodíkové, pričom uvádzali náklady a efektivitu. CleanTechnica často zverejňuje kritiky ako „Vodíkové autobusy škodia ľuďom, ktorým majú pomáhať“, pričom tvrdí, že vysoké náklady by mohli znížiť úroveň verejnej dopravy orrick.com. Takéto naratívy môžu ovplyvniť politiku – napríklad ak vláda uverí, že batérie zvládnu úlohu, môže znížiť financovanie vodíka (niektorí poukazujú na to, že klimatický dokument EÚ na rok 2040 vynechal vodík ako znak zmeny zamerania, čo znepokojilo priemysel fuelcellsworks.com). Výzvou je teda preukázať (prostredníctvom dát a pilotných výsledkov), kde sú palivové články najlepšou voľbou. Odvetvie sa zameriava na ťažkú a diaľkovú dopravu, aby sa jasne odlíšilo od BEV, a skutočne mnohí tvorcovia politík a dokonca aj tradične skeptické mimovládne organizácie dnes uznávajú nevyhnutnosť vodíka v týchto segmentoch. Ak by však technológia batérií nečakane pokročila (napríklad oveľa vyššia energetická hustota alebo ultra-rýchle nabíjanie, ktoré vyrieši problémy diaľkovej nákladnej dopravy), trhový potenciál palivových článkov by sa mohol zmenšiť. Na zmiernenie trhovej neistoty spoločnosti ako Ballard diverzifikovali do viacerých aplikácií (autobusy, železnice, námorná doprava), aby v prípade zaostávania jednej oblasti mohla iná vyrovnať stratu. Ďalšou neistotou sú ceny energií: ak sa obnoviteľná elektrina stane extrémne lacnou a dostupnou, zvýhodňuje to vodík (lacná surovina pre elektrolýzu); ak však zostanú lacné fosílne palivá a ceny uhlíka nízke, motivácia pre vodík je menšia. Preto je dôležitá dlhodobá klimatická politika (ako je stanovenie ceny uhlíka alebo povinné kvóty), aby sa udržal obchodný prípad pre palivové články ako nástroj dekarbonizácie.
• Škálovanie výroby a dodávateľského reťazca: Dosiahnutie ambicióznych cieľov nasadenia si vyžiada rozšírenie výroby palivových článkov, vodíkových nádrží, elektrolyzérov atď., a to tempom, ktoré môže byť obmedzené dodávateľskými reťazcami. Napríklad súčasná globálna produkcia uhlíkových vlákien by mohla byť úzkym miestom, ak by bolo potrebné milióny vodíkových nádrží. Priemysel palivových článkov bude súťažiť s inými sektormi (veterná, solárna energia, batérie) o niektoré suroviny a výrobnú kapacitu. Školenie pracovnej sily tiež nie je triviálne – sú potrební kvalifikovaní technici na montáž článkov, údržbu staníc atď. Vlády začínajú investovať do školiacich programov (DOE spomína rozvoj pracovnej sily ako súčasť svojej agendy innovationnewsnetwork.com). Lokalizácia dodávateľských reťazcov je trendom (EÚ a USA chcú domácu výrobu na vytváranie pracovných miest a zabezpečenie dodávok). Je to zároveň výzva aj príležitosť: nové továrne stoja peniaze a čas na výstavbu, ale keď už stoja, znížia náklady a znížia závislosť od dovozu.
• Kontinuita a podpora politík: Hoci sú politiky v súčasnosti prevažne priaznivé, vždy existuje riziko politických zmien. Dotácie môžu skončiť príliš skoro alebo sa môžu zmeniť regulácie, ak by napríklad iná vláda dala vodík na nižšiu prioritu. Odvetvie je do istej miery závislé od trvalej podpory v tomto desaťročí, aby dosiahlo sebestačnosť. Zabezpečenie dvojstrannej alebo širokej podpory zdôrazňovaním pracovných miest a ekonomických prínosov môže pomôcť (preto sa zdôrazňuje, že vodík vytvorí 500-tisíc pracovných miest v EÚ do roku 2030 hydrogen-central.com a oživí priemysel). Ďalším aspektom je zjednodušenie povoľovacích procesov – veľké infraštruktúrne projekty môže spomaliť byrokracia, preto niektoré vlády (napríklad Nemecko) pracujú na rýchlejších schvaľovacích procesoch pre vodíkové projekty, čo by v prípade neúspechu mohlo byť prekážkou.

Napriek týmto výzvam sa žiadna z nich nezdá byť neprekonateľná vzhľadom na koordinované úsilie, ktoré prebieha. Ako poznamenala Dr. Sunita Satyapal, okrem nákladov „kľúčovou výzvou je zabezpečiť dopyt po vodíku. Je nevyhnutné nielen zvýšiť produkciu, ale aj stimulovať trhový dopyt naprieč sektormi… musíme škálovať, aby sme dosiahli komerčnú životaschopnosť.“ innovationnewsnetwork.com Tento problém „slepice a vajca“ medzi ponukou a dopytom je skutočne jadrom mnohých výziev. Prístup, ktorý sa uplatňuje (huby, flotily, koordinované rozširovanie vozidiel a staníc), má za cieľ tento pat prekonať.

Je poučné vidieť, že podobné výzvy existovali pred desiatimi rokmi aj pre batériové elektromobily – vysoké náklady, málo nabíjačiek, obavy z dojazdu – a vďaka trvalému úsiliu sa tieto problémy postupne riešia. Palivové články sú možno 5–10 rokov za batériami v zrelosti, ale vzhľadom na ešte väčšiu klimatickú naliehavosť dnes a poučenie sa z rozvoja elektromobilov je nádej, že tieto prekážky sa podarí prekonať rýchlejšie.

Stručne povedané, hlavné výzvy pre palivové články sú infraštruktúra, náklady, životnosť, výroba paliva a vnímanie/konkurencia. Každá z nich je riešená kombináciou technologického výskumu a vývoja, politických stimulov a stratégie priemyslu. Nasledujúca časť sa bude zaoberať tým, ako by sa tieto snahy mohli rozvíjať v budúcnosti a aké sú vyhliadky pre palivové články.

Budúci výhľad

Budúcnosť palivových článkov je čoraz sľubnejšia, keď sa pozeráme na rok 2030 a ďalej, hoci sa bude v jednotlivých sektoroch vyvíjať odlišne. Ak budú pokračovať súčasné trendy v zlepšovaní technológií, podpore politík a prijímaní na trhu, môžeme očakávať, že palivové články sa v nasledujúcom desaťročí posunú z dnešnej fázy skorého prijatia do fázy masového trhu. Tu je výhľad, čo možno očakávať:

• Škálovanie a hlavný prúd do roku 2030: Do roku 2030 by sa palivové články mohli stať bežným javom v určitých segmentoch. Mnohí odborníci predpovedajú, že ťažká doprava bude prelomovou oblasťou: tisíce nákladných vozidiel na vodíkové palivové články na diaľniciach v Európe, Severnej Amerike a Číne, podporované vyhradenými vodíkovými koridormi. Hlavné logistické spoločnosti a prevádzkovatelia flotíl už testujú a pravdepodobne rozšíria používanie vodíkových nákladných vozidiel, keď budú vozidlá dostupné. Napríklad konzorcium H2Accelerate predpokladá, že ťažké FCEV dosiahnu cenovú paritu s dieselom v 30. rokoch 21. storočia pri dostatočných objemoch hydrogen-central.com. Môžeme očakávať, že palivové články budú dominovať novým predajom pre diaľkovú dopravu do konca 30. rokov, ak technológia splní svoje sľuby – a budú dopĺňať batériové nákladné vozidlá, ktoré budú pokrývať krátke a regionálne trasy. Autobusy na palivové články by sa rovnako mohli stať základom mestských flotíl, najmä na dlhších trasách a v chladnejšom podnebí, kde batérie strácajú dojazd. Európsky cieľ 1 200 autobusov do roku 2025 je len začiatok; s financovaním a klesajúcimi nákladmi by to mohlo ľahko narásť na 5 000+ do roku 2030 v Európe a podobne veľa v Ázii (Čína a Kórea majú každá za cieľ tisíce). Vlaky na palivové články sa pravdepodobne rozšíria na neelektrifikovaných tratiach v Európe (Nemecko, Francúzsko, Taliansko už oznámili rozšírenia) a potenciálne aj v Severnej Amerike (pre prímestskú alebo priemyselnú dopravu) vzhľadom na úspechy v Európe. Alstom a ďalší majú ďalšie objednávky a do roku 2030 by vodíkové vlaky mohli byť zrelou produktovou líniou, ktorá sa rozšíri za hranice novinky.
• Expanzia stacionárnych palivových článkov: V oblasti výroby elektriny sa palivové články chystajú získať významné postavenie. Očakávajte, že viac dátových centier začne využívať palivové články ako záložný alebo dokonca primárny zdroj energie, keďže spoločnosti ako Microsoft, Google sledujú ciele 24/7 čistej energie. Úspech Microsoftu s 3MW palivovými článkami carboncredits.com naznačuje, že do roku 2030 by mohli byť dieselové generátory v dátových centrách vo veľkom nahrádzané systémami palivových článkov, najmä ak náklady na uhlík alebo obavy o spoľahlivosť (kvôli extrémnemu počasiu a pod.) urobia diesel menej atraktívnym. Energetické spoločnosti by mohli inštalovať veľké parky palivových článkov na distribuovanú výrobu – Južná Kórea už má elektrárne s výkonom 20-80 MW a plánuje ďalšie. Ostatné krajiny s obmedzenými sieťami (napr. Japonsko, časti Európy) by mohli použiť palivové články na lokálnu výrobu a zvýšenie odolnosti. Mikro-KVET palivové články v domácnostiach môžu zostať prevažne japonsko-kórejským fenoménom, pokiaľ náklady dramaticky neklesnú alebo plynárenské spoločnosti v Európe neprejdú na vodík a nezačnú presadzovať kotly na palivové články. Koncept reverzibilných palivových článkov (elektrina <-> skladovanie vodíka) by sa však mohol stať dôležitým aktívom pre siete s veľmi vysokým podielom obnoviteľných zdrojov, v podstate ako dlhodobé skladovanie energie. Do roku 2035 si niektorí analytici predstavujú stovky megawattov takýchto systémov, ktoré vyrovnávajú sezónne výkyvy solárnej/veternej energie v oblastiach ako Kalifornia alebo Nemecko.
• Ekonomika zeleného vodíka: Úspech palivových článkov je úzko spätý s rozvojom zeleného vodíka. Povzbudivo všetky signály naznačujú masívne rozšírenie výroby zeleného vodíka. IEA predpovedá 5-násobné zvýšenie produkcie nízkouhlíkového vodíka do roku 2030, ak sa ohlásené projekty zrealizujú iea.org. Vďaka IRA a podobným stimulom môžeme byť svedkami toho, že zelený vodík dosiahne vytúženú cenu 1 $/kg už začiatkom 30. rokov (v regiónoch bohatých na obnoviteľné zdroje), alebo aspoň 2 $/kg vo väčšine oblastí, čo by prevádzku palivových článkov urobilo mimoriadne konkurencieschopnou z hľadiska ceny paliva. Toto množstvo lacného zeleného vodíka by nielen poháňalo vozidlá a elektrárne, ale otvorilo by aj nové trhy pre palivové články – napríklad palivové články na nákladných lodiach využívajúce na palube štiepený amoniak, alebo napájanie odľahlých dedín, ktoré dnes bežia na diesel (pretože zelený H₂ by sa dal prepravovať alebo vyrábať lokálne zo slnka). Ak by sa vodík stal obchodovanou komoditou ako LNG, aj krajiny bez obnoviteľných zdrojov by ho mohli dovážať a využívať palivové články na výrobu čistej energie.
• Technologické prelomové objavy: Prebiehajúci výskum a vývoj môže priniesť zásadné zmeny. Napríklad, ak katalyzátory bez drahých kovov dosiahnu rovnaký výkon, obmedzenia v dodávkach platiny a jej cena prestanú byť problémom – náklady na palivové články by mohli prudko klesnúť a žiadna krajina by nemala kontrolu nad zdrojmi (platina je silne koncentrovaná v JAR a Rusku, takže zníženie tejto potreby má aj geopolitický prínos). Účinnosť tuhých oxidových palivových článkov sa môže ešte zlepšiť a nízkoteplotné SOFC môžu byť životaschopné, čím by premostili medzeru medzi PEM a SOFC pre určité použitia. V oblasti skladovania vodíka by pokroky (možno v oblasti pevného skupenstva alebo lacnejšieho uhlíkového vlákna) mohli uľahčiť a zhustiť skladovanie H₂, čím by sa predĺžil dojazd FCEV alebo umožnili menšie aplikácie. Existuje aj potenciál nových typov palivových článkov – napr. protónovo-keramické palivové články pracujúce pri stredných teplotách, ktoré kombinujú niektoré výhody PEM a SOFC – čo by mohlo rozšíriť možnosti využitia.
• Konvergencia s obnoviteľnými zdrojmi a batériami: Namiesto konkurencie budú palivové články, batérie a obnoviteľné zdroje pravdepodobne spolupracovať v mnohých systémoch. Napríklad budúca bezemisná sieť môže využívať solárnu/ veternú energiu (prerušovanú), batériové úložiská (krátkodobé) a generátory na palivové články poháňané uskladneným vodíkom alebo amoniakom (dlhodobé, špičkové zaťaženie). Vo vozidlách bude mať každé vozidlo s palivovým článkom stále batériu (hybrid), aby zachytilo rekuperáciu a zvýšilo výkon. Môžeme tiež vidieť plug-in FCEV: vozidlá, ktoré primárne jazdia na vodík, ale môžu sa tiež nabíjať zo siete ako plug-in hybrid. To by mohlo ponúknuť prevádzkovú flexibilitu a potenciálne znížiť potrebu paliva – niektoré koncepty áut už túto schopnosť ukázali.
• Trhový výhľad a objem: Do polovice 30. rokov môže byť vo svete milióny vozidiel s palivovými článkami na cestách, ak budú pretrvávať priaznivé podmienky. Pre predstavu, prognózy sa líšia: optimistické hovoria o 10 miliónoch FCEV do roku 2030 globálne (najmä v Číne, Japonsku, Kórei), konzervatívnejšie hovoria možno o 1-2 miliónoch. Ťažké vozidlá budú tvoriť časť z toho – desiatky tisíc nákladných áut a autobusov ročne predávaných do konca 20. rokov. Príjmy z odvetvia palivových článkov by mohli dosiahnuť desiatky miliárd ročne, pričom mnohé firmy budú vtedy ziskové. Regióny ako Európa sa snažia vybudovať domácich šampiónov, ktorí by mohli konkurovať Ballardu alebo Plugu, čo sa môže podariť (napríklad Bosch by sa mohol stať veľkým hráčom s vlastnou výrobou palivových článkov). Tiež sa môžu objaviť úplne noví hráči – napríklad v Číne sa REFIRE a Weichai stali hlavnými výrobcami systémov palivových článkov v priebehu niekoľkých rokov vďaka vládnej podpore a čoskoro môžu byť globálnymi konkurentmi.
• Politika a klimatické ciele: Palivové články sú kľúčové pre mnohé cestovné mapy k uhlíkovej neutralite do roku 2050. Ak sa pozrieme na rok 2050: v scenári uhlíkovej neutrality by vodík a palivové články mohli poskytovať 10-15 % konečnej svetovej energie commercial.allianz.com, poháňajúc veľkú časť ťažkej dopravy, lodnej dopravy (možno prostredníctvom amoniakových palivových článkov alebo spaľovania), letectva (možno cez spaľovanie vodíka pre veľké lietadlá, ale palivové články pre regionálne lietadlá) a časť výroby elektriny. Do tej doby môžu byť palivové články rovnako rozšírené, ako kedysi spaľovacie motory – nachádzajúce sa vo všetkom od domácich spotrebičov (ako generátory na palivové články v pivniciach alebo APU v domácnostiach) až po obrovské elektrárne. Mohli by sa tiež stať pomerne neviditeľnými pre používateľskú skúsenosť – napríklad cestujúci môže ísť vo vlaku alebo autobuse poháňanom vodíkom a ani si neuvedomí, že ide o palivový článok a nie elektrickú sieť alebo batériu, pretože zážitok (plynulý, tichý) je podobný alebo lepší. Naratív sa môže zmeniť: namiesto „palivový článok vs batéria“ to môže byť jednoducho tak, že elektrické vozidlá budú v dvoch verziách (batériové alebo s palivovým článkom) podľa potreby dojazdu, obe pod spoločným označením elektrického pohonu.
• Názory odborníkov: Lídri v odvetví zostávajú optimistickí, ale realistickí. Napríklad Tom Linebarger (výkonný predseda Cummins) v roku 2024 povedal: „Veríme, že vodíkové palivové články budú hrať kľúčovú úlohu najmä v ťažkých aplikáciách, ale úspech bude závisieť od znižovania nákladov a budovania vodíkovej infraštruktúry – oboje sa už deje.“ Mnohí tento názor zdieľajú: palivové články nenahradia batérie alebo spaľovacie motory všade, ale vyplnia kľúčové segmenty a budú fungovať popri iných riešeniach. Vedci ako prof. Yoshino (vynálezca lítiovej batérie) dokonca tvrdia, že vodík a batérie musia koexistovať, aby úplne nahradili ropu. Medzitým hlasy opatrnosti ako Elon Musk (ktorý slávne nazval palivové články „fool cells“) sú čoraz viac izolované, keďže aj Tesla skúma využitie vodíka na výrobu ocele vo svojich továrňach.

Dá sa očakávať istá konsolidácia v odvetví, keď dozrieva: nie všetky súčasné startupy s palivovými článkami prežijú – tie, ktoré majú skutočný úspech, budú kúpené alebo prekonajú ostatných. Napríklad v roku 2025 sme videli, ako Honeywell kúpil divíziu JM ts2.tech – pravdepodobne príde viac takýchto obchodov, keď veľké firmy získajú nové schopnosti. To by mohlo urýchliť vývoj tým, že technológia palivových článkov prejde pod krídla výrobných gigantov s veľkými zdrojmi.

• Prijatie spotrebiteľmi: Aby boli FCEV pre spotrebiteľov skutočne úspešné, tankovanie vodíka musí byť takmer rovnako pohodlné ako tankovanie benzínu. Do roku 2030 sa k tomu môžu priblížiť regióny ako Kalifornia, Nemecko, Japonsko – so stovkami staníc, takže vodič FCEV sa nemusí obávať plánovania trás. Ak sa to stane, pozitívne skúsenosti majiteľov (ktorí si užívajú rýchle dotankovanie a dlhý dojazd) môžu motivovať ďalších, najmä tých, ktorým nevyhovuje súčasná rýchlosť nabíjania alebo dojazd elektromobilov. Pomôže aj väčší výber modelov vozidiel – momentálne je ponuka obmedzená (len niekoľko modelov áut, hoci pribúdajú ďalšie, ako napríklad nová generácia Hyundai alebo možno modely z Číny či Lexus na palivové články). Ak budú mať do konca 20. rokov bežné značky vo svojej ponuke SUV alebo pickup na palivové články, zmení to situáciu. Objavujú sa špekulácie, že Toyota by mohla použiť palivové články vo väčších SUV a pickupoch, čo by mohlo sprístupniť túto technológiu inej skupine zákazníkov než ekologicky zmýšľajúcim kupcom modelu Mirai.
• Globálna rovnosť: Ako technológia palivových článkov dozrieva, môže sa prenášať a využívať aj v rozvojových krajinách, nielen v bohatých. Najmä pre napájanie odľahlých oblastí alebo čistú verejnú dopravu v znečistených mestách v Indii, Afrike, Latinskej Amerike. Najskôr však musia klesnúť náklady, ale do roku 2035 by sme mohli napríklad vidieť vodíkové autobusy v afrických mestách jazdiace na lokálne vyrobený zelený vodík zo slnečnej energie. Ak to podporí medzinárodné financovanie, palivové články môžu v týchto oblastiach preskočiť staršie, špinavé technológie.

Na záver, výhľad pre palivové články je rastúca integrácia do prostredia čistej energie. Existuje opatrný optimizmus podložený konkrétnym pokrokom, že palivové články prekonajú súčasné výzvy a nájdu si svoje miesto. Ako povedal Oliver Zipse (BMW), vodík nie je len o klíme, ale aj o „odolnosti a priemyselnej suverenite“ hydrogen-central.com – teda krajiny a firmy vidia v prijatí technológií palivových článkov a vodíka strategickú hodnotu (znižovanie závislosti od ropy, vytváranie priemyslu). Tento strategický záujem zaručuje dlhodobý záväzok.

Hoci nikto nedokáže s istotou predpovedať budúcnosť, je príznačné, že v podstate každá veľká ekonomika a výrobca vozidiel má dnes plán pre vodík/palivové články – čo pred desiatimi rokmi neplatilo. Diely skladačky do seba zapadajú: technológia sa zlepšuje, trhy vznikajú, politiky sa zosúlaďujú, investície prúdia. Ak boli roky 2010 dekádou prelomových batérií a raného prijatia, koniec 20. rokov a 30. roky môžu byť érou, keď vodík a palivové články prerazia a rozšíria sa. Výsledkom by mohol byť svet v roku 2050, kde sú sektory dopravy a energetiky do veľkej miery bez emisií – a to vďaka všadeprítomnej technológii palivových článkov, ktorá ticho plní svoju úlohu – v autách, nákladných vozidlách, domácnostiach aj elektrárňach – a napĺňa desaťročia starý sľub vodíkovej ekonomiky.

Na záver stojí za to pripomenúť si slová výkonného riaditeľa Toyoty, Thierry de Barros Conti, ktorý na seminári v roku 2025 vyzval k trpezlivosti a vytrvalosti: „Toto nebola ľahká cesta, ale je to tá správna cesta.“ pressroom.toyota.com Cesta palivových článkov mala svoje zákruty a obraty, no s pokračujúcim úsilím nás vedie k čistejšej, udržateľnejšej budúcnosti poháňanej vodíkom.

Zdroje

• Fortin, P. (2025). Výskum SINTEF o znižovaní platiny v palivových článkoch – Norwegian SciTech News norwegianscitechnews.com
• Satyapal, S. (2025). Rozhovor o úspechoch a výzvach amerického vodíkového programu – Innovation News Network innovationnewsnetwork.com
• Globe Newswire. (2025). Trendy trhu s elektrickými vozidlami na palivové články 2025 – Precedence Research globenewswire.com
• Sustainable Bus. (2025). Nasadenie a trendy autobusov na palivové články v Európe sustainable-bus.com
• Airbus Press Release. (2025). Partnerstvo Airbus a MTU v oblasti palivových článkov v letectve, vyjadrenia odborníkov airbus.com
• Hydrogen Central. (2025). Citácie generálnych riaditeľov Global Hydrogen Mobility Alliance (Air Liquide, BMW, Daimler, atď.) hydrogen-central.com
• Tlačová správa NYSERDA. (2025). New York financuje projekty vodíkových palivových článkov, oficiálne vyjadrenia nyserda.ny.gov
• IEA. (2024). Zistenia a hlavné body politiky z Globálneho prehľadu o vodíku iea.org
• H2 View. (2025). Prehľad trhu s vodíkom v polovici roka 2025 (realizmus investorov, novinky o Nikola) h2-view.com
• Ballard Power. (2025). Firemné oznámenia (objednávky autobusov, strategické zameranie) money.tmx.com, cantechletter.com