Je otázka, nakolik si je člověk ve skutečnosti schopen uvědomit dlouhodobé následky své činnosti. Přestože se dožíváme v průměru okolo 80 let, je pro nás ekologický dopad stále něčím, čeho si ani za tak poměrně dlouhou dobu nejsme schopni povšimnout. O vlivu lidské aktivity na životní prostředí však ze strany médií slýcháme dnes a denně. Není to totiž samotná klimatická změna, jež by uváděla současné vědce do rozpaků, nýbrž rychlost, s jakou nastává. A tak, alespoň z pohledu ekologie, za poměrně krátkou dobu, za dobu lidského života, sledujeme skutečné, pozorovatelné, hmatatelné dopady na přírodu. Sledujeme dozvuk rozhodnutí našich předků využít skrytou chemickou energii rafinované ropy.
Zatímco v minulosti nebyl přechod na benzín doprovázen debatou o možném dlouhodobém dopadu, objevují se dnes hlasy, které chápou přechod k obnovitelným zdrojům energie jako předem prohraný boj. Přestože nám některé praktické aspekty argumentů těchto hlasů nejsou cizí, pozorujeme v této situaci analogii k minulosti, jež tkví v lidském skepticismu vycházejícího z nemožnosti přesvědčivě předpovědět dlouhodobé následky, resp., v tomto případě, výsledky. Přesto je nutné vést v patrnosti, že přechod k obnovitelným zdrojům není něco, co bychom dělali pro sebe; poučeni z minulosti tyto kroky provádíme především pro nadcházející generace. Proto jsme se v PETERKA & PARTNERS rozhodli přinést vám seriál zaměřený na obnovitelné zdroje. Jak vám již jistě název napověděl, v prvním díle se budeme zabývat regulací vodíku.
K vodíku obecně
Auta s pohonem na vodík jsou zapomenutým snem dekád předchozích. Optimistické představy, které ilustrovali populizátoři moderních technologií v osobní dopravě, se nenaplnily a v současné době jezdí po České republice celkem pouze 24 aut s vodíkovým pohonem. Co se hromadné vodíkové dopravy týče, v minulosti proběhlo několik málo pilotních projektů, které se o její zavedení pokusily. V současnosti existuje jediná stálá autobusová linka na vodík, tj. linka č. 170, kterou operuje Dopravní podnik hl. m. Praha. Linka projíždí jedinou českou vodíkovou čerpací stanicí na Barrandově. Kam tedy zmizela realita naplněná auty, jejichž jedinou emisí je vodní pára?
Jedním z hlavních faktorů přispívajících k nenaplnění této pozitivní vize je zřejmá neefektivita vodíkového pohonu ve srovnání s elektromobily. Vodíková auta nespalují přímo vodík, nýbrž v palivovém článku dochází k jeho reakci s kyslíkem, čímž je uvolněna elektrická energie, která je dále převáděna do elektromotoru. Skutečnost, že dochází k převodu energie, zapřičiňuje její zásadní ztráty. Vodík má taktéž velice nízkou volumetrickou energetickou hustotu, což znamená, že poměr jeho objemu k celkovému užitku je poměrně nízký, což uživatele vozidel nutí velice často doplňovat vodíkovou nádrž napojenou na palivový článek. Problém tkví i v nedostatku infrastruktury, tedy vodíkových čerpacích stanic.
Na druhou stranu má vodík i své legitimní výhody oproti klasickým elektromobilům. Vozidla poháněná vodíkovým článkem disponují dojezdem až 600 km a kratší plnící dobou, přibližně 5 minut. Oproti elektromobilům není vodíkové auto náchylné na nízké teploty. Nadějný je i fakt, že u vyšších rychlostí a vzdáleností roste celková energetická spotřeba vodíkových aut mnohem méně než u elektromobilů a přibližuje se efektivitě spalovacích motorů. Vodík se tak nejspíš nestane preferovaným zdrojem v osobní dopravě, ale jeho potenciál je zřejmý ve vztahu k hromadné a těžké nákladní dopravě.
Vodík má kromě dopravy taktéž své opodstatněné uplatnění v energetice a průmyslovém sektoru. Jednak lze vodík využít jako účinné úložiště energie. Jak již bylo zmíněno, vodík má energetickou nevýhodu v porovnání s objemem. Porovnáme-li však jeho energetické využití s vahou, získává vodík značnou výhodu oproti většině paliv. Vodík má své čestné místo taktéž v průmyslu, především pak v ocelářství, ve výrobě čpavku, polymerů, výbušnin, v potravinářství, lékařství a v mnoha dalších oborech. Postupně se testuje i využití vodíku jakožto substitutu nahrazujícího uhlí.
Právní úprava v ČR
Bez dostatečné právní “opěry” nelze potenciál vodíku řádně a efektivně využít. Současnou vnitrostátní právní úpravu vodíku lze však, bohužel, charakterizovat pouze jako neúplnou, roztroušenou a zmatečnou, neboť na vodík není skoro vůbec připravená.
Energetický zákon (č. 458/2000 Sb.), jehož primárním účelem je ukotvit podmínky podnikání na trhu s energiemi, znemožňuje výrobu, přepravu, distribuci a prodej vodíku, neboť pro tyto účely je nutné získat licence.1 Zákon zná dvě generické licence (na elektřinu a na plyn), ovšem výkladové ustanovení definující plyn ve svém výčtu vodík neobsahuje. Dle energetického zákona tak vodík de iure mezi plyny nepatří.2 Tato skutečnost jednak staví budování vodíkových infrastruktur do šedé zóny, jednak vytváří právní nejistotu.
Toto právní vakuum do jisté míry nahrazuje úprava podle zákona o pohonných hmotách (č. 311/2006 Sb.), který vodík řadí mezi alternativní paliva.3 Prodej a výdej vodíku je ve smyslu tohoto zákona podmiňován obdobně jako v případě jiných pohonných hmot, pro jejichž prodej a výdej je nutná registrace distributora a evidence čerpací stanice.
Zajímavou úpravu přináší zákon o podporovaných zdrojích energie (č. 165/2012 Sb.), který stanoví pravidla pro vydávání záruk původu energie.4 Tento institut má ve výsledku podobu elektronického certifikátu, kterým může distributor spotřebiteli dosvědčit, že elektřina, kterou odebírá, byla vytvořena z obnovitelných zdrojů a současně z vysokoúčinné kombinované výroby elektřiny a tepla.5 Záruky s dosvědčením o udržitelnosti se vydávají, jestliže producent splňuje kritéria udržitelnosti.
Zde je vhodné uvést, že vodík lze produkovat několika různými způsoby. Na základě toho, který z těchto způsobů byl zvolen při produkci vodíku, se mu přikládá přídomek v podobě barvy. Nejčastěji skloňované jsou zelený vodík, který se vyrábí pomocí vodní elektrolýzy za použití obnovitelné elektřiny, a šedý vodík, který se vyrábí pomocí parné reformace zemního plynu6, během níž do atmosféry unikají nezanedbatelné objemy oxidu uhelnatého a uhličitého.
Vodík totiž nelze považovat za bezemisní zdroj, jestliže při jeho výrobě dochází ke znečištění atmosféry. Přesto zákon o podporovaných zdrojích energie resp. jeho prováděcí předpisy neobsahují ustanovení, které by umožnilo v případě záruk původu vodíku vnést informace o způsobu produkce vodíku.
Co se posuzování vlivu na životní prostředí týče, další nejasnost v tomto ohledu vytváří absence úpravy vodíku v zákonu o posuzování vlivu na životní prostředí (č. 100/2001 Sb.). Tento zákon upravuje institut zjišťovacího řízení, tedy procesu, během něhož příslušný orgán zjišťuje, zda a v jakém rozsahu může projekt vážně ovlivnit životní prostředí. Zjišťovací řízení se aplikuje v případě projektů, které jsou jmenovány v příloze č. 1 tohoto zákona, která však neobsahuje položku vodíkových projektů. Tedy zjišťovací proces k budování např. velkokapacitního elektrolyzéru upraven není. Elektrolyzér je však otázkou zeleného vodíku, který žádná skutečná rizika pro životní prostředí nenese. Problém vzniká, je-li takovým projektem rafinerie na šedý vodík, která představuje skutečnou environmentální hrozbu.
Klíčovou roli v ochraně životní prostředí hraje zákon o integrované prevenci a omezování znečištění (č. 76/2002 Sb.), který je však nutné odlišit od zákona o posuzování vlivů na životní prostředí. Rozdíl spočívá v jejich účelu a rozsahu. Zákon o posuzování vlivu na životní prostředí stanoví podmínky pro posouzení možných dopadů plánovaného projektu na životní prostředí. Vztahuje se pouze na jednotlivé projekty, jako jsou silnice, elektrická vedení, letiště a průmyslová zařízení. Taktéž se více zaměřuje na dosažení vysoké úrovně ochrany a kvality životního prostředí s předchozím posouzením možných důsledků vyplývajících z výstavby a provozu projektů.
Zákon o integrované prevenci a omezování znečištění představuje soubor podmínek, jež je nutné splnit pro povolení samotného provozu průmyslového zařízení. Zákon se týká minimalizace znečištění z průmyslových zdrojů jakožto komplexu a klade důraz na tzv. nejlepší dostupné techniky. Zákon o integrované prevenci a omezování znečištění se v praxi aplikuje při vydávání tzv. integrovaných povolení, která stanoví způsob, kterým má být dané zařízení provozováno. Způsob, jakým má být zařízení provozováno, reflektuje především zájmy životního prostředí. O povolení musí zažádat kdokoliv, kdo provozuje projekt, který je dále definován v příloze tohoto zákona, která mj. obsahuje položku týkající se výroby anorganických plynů7, kam zákonodárce demonstrativně vypsal i vodík. Část 4 přílohy se však věnuje chemickému průmyslu a není prozatím zcela jisté, zda se proces bude lišit pro ty producenty vodíku, kteří zásobují energetický trh.
Zde bohužel náš výčet právní úpravy produkce, skladování a distribuce vodíku na vnitrostátní úrovni končí. Přestože Česká republika disponuje několika málo právními opatřeními v této oblasti, stále chybí komplexní a jednotná regulace. Lze předpokládat, že do budoucna čeká českou právní úpravu mnoho změn ve vztahu k vodíku, neboť v roce 2021 přijalo Ministerstvo průmyslu a obchodu tzv. Vodíkovou strategii, která metodologicky navazuje na stejnojmenný projekt Evropské unie. Vzhledem k rostoucímu zájmu o vodík jakožto bezemisnímu zdroji energie lze předpokládat, že česká právní úprava bude podstupovat další změny, aby efektivně reagovala na aktuální a budoucí výzvy, především pak ty, jež přicházejí z legislativních komor EU, a to ať už se jedná o vodíkovou infrastrukturu, produkci, distribuci, nebo spotřebu.
Evropská úprava
EU se v současné době snaží vodík prosadit jako preferovanou alternativu v energetice a dopravě. Především se soustředí na urychlení vývoje zeleného vodíku, což se pojí s cílem EU stát se do roku 2050 prvním uhlíkově neutrálním regionem na světě8. EU očekává, že vodík umožní bezemisní dopravu, vytápění, energetickou podporu průmyslových procesů a zajistí mezisezónní skladování energie. V rámci integrace vodíkových technologií na evropský trh přijala EU několik směrnic, nařízení a strategií. V současné době vzbuzuje diskusi především novelizace známá jako RED III (č. 2023/2413), tedy třetí verze Renewable Energy Directive (č. 2018/2001).
Před uvedením jednotlivých cílů, jež revize členským státům klade, je vhodné pro jejich pochopení vysvětlit, co jsou to tzv. RFNBO neboli renewable fuels of non-biological origin. Jak již název napovídá, jedná se o anorganické látky, jejichž produkce se obejde zcela bez emisí. Tento souhrnný termín označuje veškerá obnovitelná paliva v plynném nebo kapalném skupenství, k jejichž produkci není potřeba biomasa. Řadíme mezi ně především již zmiňovaný zelený vodík, který lze dále využít jako reaktant společně jednak s dusíkem za účelem výroby čpavku, jednak s uhlíkem za účelem výroby různých syntetických uhlovodíků, např. e-methanu, e-kerosinu, e-nafty a e-benzinu. Syntetické uhlovodíky, které se označují též jako Power-to-Liquids, mají však tu nevýhodu, že jejich spalování má (i přes jejich bezemisní původ) za následek únik škodlivin do ovzduší.
Nejnovější verze směrnice klade členským státům do roku 2030 dosáhnout toho, aby bylo 42 % šedého vodíku spotřebovávaného v rámci průmyslu jakožto celku nahrazeno vodíkem zeleným. Směrnice dále stanoví povinnost zajistit, že alespoň 5,5 % veškeré spotřebovávané energie v rámci dopravního sektoru je získáváno z pokročilých biopaliv9 a RFNBO, přičemž alespoň 1 % veškeré spotřebované energie bude zajištěno pomocí právě RFNBO. Členské státy tak mají možnost si vybrat, jakou cestou se rozhodnout naplnit zbývající 4,5 % ze stanoveného cíle. Vzhledem ke skutečnosti, že i čistá paliva produkují skleníkové plyny, budeme doufat, že se co nejvíce států rozhodne právě pro RFNBO. Tyto naděje částečně naplňuje předpoklad České vodíkové technologické platformy HYTEP, která předpokládá, že využití zeleného vodíku bude (alespoň na českém trhu) tou více atraktivní volbou. Jeho rozšíření však stojí na infrastruktuře, která by saturovala potřebu distribuce. V současné době na území České republiky neexistuje komplex plynovodů, který by tuto potřebu naplnil. Uvažuje se však nad využitím již vystavených plynovodů na zemní plyn.
Zatímco předchozí cíl se týká především RFNBO, další podmínka kladená na dopravní sektor se týká celkového dopadu a má být taktéž splněna do roku 2030. I v tomto případě mají členské státy možnost volby: buď mohou snížit intenzitu skleníkových plynů v dopravě o 14,5 %, nebo mohou navýšit svůj závazný podíl obnovitelných zdrojů na konečné spotřebě energie v dopravě na 29 %.
Ambiciózní se zdá i správněprávní aspekt revidované směrnice, který pracuje s tzv. akceleračními zónami. Jedná se o vymezená území, na nichž má dojít k výstavbě projektů obnovitelných zdrojů energie, kterými mohou být např. velkokapacitní katalyzátory. Výstavba těchto projektů má probíhat ve zrychleném režimu, který má usnadnit jednak byrokratickou zátěž projektanta, jednak snahu dosáhnout cílů kladených směrnicí.
Revidovaná směrnice RED III představuje dílčí prvek strategie REPower EU, kterou Komise představila v roce 2022.10 Zatímco původní vodíková strategie z roku 202011 hovořila o produkci alespoň 10 megatun vodíku ročně do roku 2030, nová strategie zdvojnásobila onen cíl na 20 megatun. Problém se samotným původem vodíku však přetrvává, neboť v současné době tvoří valnou většinu (nad 90 %) vodíku vyprodukovaného na území EU vodík hnědý, který se vyrábí zplyňováním, při němž se materiály bohaté na uhlík, především hnědé uhlí, zahřívají natolik, že vzniká plyn, z něhož se následně extrahuje samotný vodík. Při produkci hnědého vodíku se však spotřebovává fosilní palivo a produkuje nadměrný objem emisí.
Problém se způsobem produkce vodíku koriguje již zmiňovaná směrnice RED III, která ji však neřeší komplexně. Z tohoto důvodu v červenci 2020 vznikla za účelem rozsáhlého zavádění čistých vodíkových technologií, podpory investic a stimulace výroby a využívání čistého vodíku Evropská aliance pro čistý vodík (ECHA).
Závěr
V současné době se běžným uhelným elektrárnám vodíkové katalyzátory zkrátka nevyrovnají. Zatímco doposud největší katalyzátor je schopen produkovat až 5 MW energie, průměrná uhelná elektrárna má výkon okolo 380 MW při polovičním využití. Jedná se však o krátkodobý fenomén, neboť uvedeme-li vodíkovou produkci do kontextu, ještě před několika lety jsme nebyli vůbec schopni jakkoliv utilizovat produkci vodíku v energetice. Dnes se však o vodíku hovoří jako o budoucnosti energetiky a EU na něm staví své předpoklady. Není tedy pochyb o tom, že vodík představuje revoluci v energetice.
V rámci tohoto článku jsme zhodnotili dva zásadní aspekty energetiky, tj. technologie a právo. Nesmíme však opomenout možná ten nejpodstatnější aspekt, ekonomiku. Právě ta určuje rozsah možností, kterých lze jak v právu, tak technologii využít. Jinými slovy: produkce, distribuce, infrastruktura a spotřeba mohou být sebevíce efektivně právně ošetřeny, ale neexistuje-li dostatečný objem financí vyhrazených pro naplnění technologických předpokladů takových norem, postrádají smysl.
Zda vodík představuje pouze ztracenou naději minulosti, či se z něj stane pohon budoucnosti, bude záviset na schopnosti překonat technologické a ekonomické bariéry, na podpoře ze strany zákonodárce a na schopnostech jednotlivých inovací podstoupit zkoušku času a racionality. Přesto a bez ohledu na vše zmíněné, jedno zůstává jisté – vodík hraje a bude hrát klíčovou roli v diskusi o udržitelné energetice a bezemisní budoucnosti.
1 Viz ust. § 3 odst. 3 energetického zákona.
2 Viz ust. § 2 odst. 2 písm. b) bodu 9 energetického zákona.
3 Viz ust. § 2 písm. b) zákona o pohonných hmotách.
4 Viz ust. § 44 an. zákona o podporovaných zdrojích energie.
5 Viz ust. § 45 odst. 5 zákona o podporovaných zdrojích energie.
6 Jedná se o proces, při němž se metan společně s vodní párou stlačuje a zahřívá za vzniku vodíku.
7 Příloha č. 1 položka č. 4 odst. 2 písm a).
8 https://climate.ec.europa.eu/eu-action/climate-strategies-targets/2050-long-term-strategy_en
9 Pokročilá biopaliva jsou vyráběná ze surovin s nízkou emisí uhlíku nebo s vysokým potenciálem
snižování emisí skleníkových plynů, která mají nízký dopad na nepřímou změnu ve využívání půdy
10 Sdělení Komise č. COM(2022)230.
11 Sdělení Komise č. COM(2020)301.
