Vodík je běh na dlouhou trať, ale my jsme ze startu vyběhli jako jedni z prvních

Vodík je běh na dlouhou trať, ale my jsme ze startu vyběhli jako jedni z prvních

TÜV SÜD, mezinárodní společnost zabývající se testováním, inspekcí a certifikací (TIC), se v posledních letech intenzivně a komplexně věnuje oblasti nově nastupující vodíkové energetiky. Petr Navrátil, vedoucí obchodní jednotky pro oblast tlakových zařízení a vedoucí inspekčního a certifikačního orgánu výrobků divize Industry Services, vysvětluje, jaké výzvy představuje vodík z hlediska výroby, skladování a distribuce nejen pro provozovatele, ale také pro subjekty, které nezávisle ověřují bezpečnost vodíkových technologií.

Kde se již dnes můžeme s vodíkovými technologiemi setkat v běžné praxi?

Průmyslově vyráběný vodík není vlastně nic nového. Má historicky široké uplatnění v chemickém i metalurgickém průmyslu, což je pro nastupující vodíkovou energetiku z jistého pohledu výhoda, protože již máme zkušenosti s tím, jak ho bezpečně uchovávat a přepravovat. Ovšem pouze na krátké vzdálenosti v rámci jednoho výrobního celku s krátkými dobami jeho skladování v tlakových nádobách. Vodík coby nejlehčí plyn s velmi malými molekulami způsobuje tzv. vodíkovou křehkost materiálu, což vyžaduje použití speciálních ocelí. Při vyšších koncentracích navíc tvoří při styku se vzduchem výbušnou směs, a je tedy zapotřebí, aby všechny součásti tlakové soustavy byly patřičně utěsněny.

Nejnověji jsme coby člen české vodíkové platformy HYTEP spolupracovali na projektu první veřejné vodíkové čerpací stanice u nás, v Praze na Barrandově, která byla spuštěna do provozu letos v březnu, již předtím jsme se podíleli na testování a homologaci komponent vodíkové soustavy pro silniční vozidla nebo na úspěšném testování a schválení prvního vodíkového autobusu v ČR (projekt Trihybus).

Jaké činnosti v rámci vodíkové energetiky provádíte a jaké svým zákazníkům nabízíte?

Jednou z našich specializací v ČR je testování a certifikace podle ADR — Evropské dohody o mezinárodní silniční přepravě nebezpečných věcí, která zahrnuje i přepravu vodíku. Máme dlouholeté zkušenosti s klasickými metodami testování použitých materiálů i konkrétních výrobků, což jsou v případě silniční přepravy cisterny a tlakové lahve.

Jako jediní v ČR používáme při testování metodu akustických emisí, která je šetrnější, a navíc časově i finančně méně náročná než dosud široce používaná hydrostatická zkouška. Pro tyto testy jsme jedinou akreditovanou společností v ČR a používáme k nim vlastní testovací techniku.

Provádíme ale také další nedestruktivní metody zkoušení, například s využitím ultrazvuku. Kromě toho využíváme laboratoř, která je akreditovaná na zkoušky odolnosti proti vodíkovému křehnutí.

Naši odborníci jsou fyzicky přítomni u všech zkoušek a u smluvních laboratoří dozorujeme jejich průběh. Výsledky následně využijí pro certifikaci, na jejímž základě mohou být tlakové láhve uvedeny na trh. V případě použití jako součásti pro přepravu nebezpečných látek u vozidel musí mít tato vozidla technickou způsobilost k provozu.

Certifikujeme tedy stacionární i přepravitelné tlakové nádoby pro vodíkové aplikace.

Pro přepravu vodíku se ale uvažuje i o využívání stávající plynovodní infrastruktury; jak si stojíte na tomto poli?

Tzv. virtuální vodíkovody, tedy cisterny nebo trailery přepravující vodík od výrobce k plnicím stanicím, jsou samozřejmě pouze jednou z možností. Mají své nesporné výhody, jako je například přeprava většího objemu vodíku díky možnosti jeho stlačení v řádu vyšších stovek barů a menší počet kritických míst při jeho přečerpávání. Na druhou stranu je zde ale značná spotřeba pohonných hmot i pomalejší rychlost distribuce ve srovnání s potrubními systémy.

V jejich případě je naopak kritických míst daleko více, jelikož součástí rozvodné sítě nejsou jen plynovody, ale i armatury, těsnění či svary potrubí. Důležitým prvkem jsou pak samotné instalace u výrobců i například rozvody do domácností. Všechny materiály užité v distribuční soustavě musejí být vhodné pro kontakt s vodíkem a odolné proti vodíkovému křehnutí.

Víme, jak to technicky zvládnout, protože máme partnera v oblasti výroby lahví na technické plyny a již před několika lety jsme se začali podílet na vývoji prvních nádrží na vodík. Spolupracujeme se smluvními zkušebnami na analýzách možnosti využití stávajících průmyslových plynovodů pro vodík, a hlavně máme velké odborné i technické zázemí díky mezinárodnímu působení naší společnosti a zejména sesterské společnosti v Německu, kde tuto problematiku řeší již nejméně 10 let.

Jak jsme na tom u nás?

Jsme sice zatím v počátečních fázích, ale již proběhly první analýzy připravenosti naší soustavy na přepravu vodíku. Jedním z problémů je její různorodé stáří. Některé úseky jsou nové, jiné ale pamatují třeba ještě 60. léta. Je otázka, jaké náklady bude potřeba vynaložit na její případné přebudování nebo rekonstrukce, pokud by měla zvládnout přepravu vodíku v koncentraci ne 5 %, ale třeba až 20 %. To se bez analýz nedozvíme.

S tím souvisí další výzva, kterou se chceme coby společnost aktivní v oboru konvenční energetiky zabývat: Co pak s takto přepravovaným vodíkem, kde se spotřebuje?

Může se uvažovat o přímém spalování směsi zemního plynu a vodíku ve stávajících plynových kotlích v elektrárnách nebo dokonce i ve spotřebičích v domácnostech, ale i zde to znamená nové zkoušky a následně certifikace celého systému od rozvodů po zařízení pro použití s vodíkem. Velkým tématem je také využití vodíku v mobilitě. Na paměti bychom ale měli mít hlavně bezpečnost, která je vždy nejvyšší prioritou.

Je to každopádně ještě běh na dlouhou trať, která má řadu překážek, a my stojíme teprve na jejím začátku.

Které překážky máte na mysli?

Hlavní problém vidíme v tom, že zatím neexistuje žádná jednotná unijní legislativa týkající se vodíku a zcela chybí vodíková legislativa v Česku.

Například Český plynárenský svaz upozorňuje na absenci normativních pravidel pro užití vodíku v plynárenské infrastruktuře i technicko-ekonomických plánů rozvoje plynárenských soustav. Ale není to jen ‚náš‘ problém. Dnes cca dvě třetiny států EU neumožňují přepravu a distribuci vodíku s využitím současné plynárenské infrastruktury.

Společnost TÜV SÜD si na základě dlouholetých aktivit na poli testování materiálů a zařízení vytvořila vlastní bezpečnostní a technické standardy a asi před rokem se podle nich poprvé certifikovaly armatury pro použití s vodíkem ve Velké Británii. Takové řešení však není standardně použitelné při zvažovaném nárůstu vodíkových technologií, k nimž nás od počátku budoucího desetiletí zavazují evropské směrnice, jež budou zakrátko transponovány i do českých zákonů. A i kdyby i u nás byly urychleně přijaty samostatné standardy, pak je zde otázka jejich kompatibility v případě propojování s okolními státy.

Jak vidíte svou budoucnost v tomto oboru?

Přes absenci legislativy máme pro zákazníky řešení již dnes.

Pro subjekty z oboru provozu distribučních soustav provádíme a nabízíme kontroly v oblasti materiálového posouzení, ale i feasibility studies, tzn. do jaké míry může takováto přeprava vodíku ovlivňovat technická zařízení a vybavení, ať již jsou to přečerpávací stanice, elektrozařízení, armatury a další zařízení. A pomáháme těmto subjektům definovat, a posléze i nalézt, tu správnou legislativní i normativní základnu, podle které by se měl daný výrobek či služba navrhnout.

Do budoucna budeme poskytovat minimálně stejné portfolio služeb, které již dlouhodobě provádíme v oblasti konvenční energetiky, protože činnosti jako testování, nezávislá kontrola a certifikace tlakových zařízení a jejich kritických prvků jsou důležité pro bezpečnost. V této oblasti disponujeme rozsáhlými zkušenostmi i širokým zázemím odborníků a věřím, že v budoucnu budeme hrát významnou roli i ve vodíkové energetice.

Vodík coby nejlehčí plyn s velmi malými molekulami způsobuje tzv. vodíkovou křehkost materiálu, což vyžaduje použití speciálních ocelí. Při vyšších koncentracích navíc tvoří při styku se vzduchem výbušnou směs, a je tedy zapotřebí, aby všechny součásti tlakové soustavy byly patřičně utěsněny.