Ekologická čerpací stanice pro vozidla s alternativním pohonem
Využití vodíku v dopravě je prioritní oblastí a pro budoucnost je hledání alternativního paliva pro automobilovou dopravu zcela nezbytné a nevyhnutelné.
Vozidla s palivovými články jsou léta vyvíjena s cílem snížit závislost na fosilních palivech a významně snížit emise oxidu uhličitého směrem k udržitelné společnosti. Jedním z hlavních problémů je naprosto nedostatečná infrastruktura spojená s vysokou cenou vodíku, a proto v souvislosti s národním akčním plánem čisté mobility (NAP CM) se očekává výstavba mnoha dalších veřejných i neveřejných plnicích stanic. Plnicím stanicím bude přikládán strategický význam, protože jejich rozvoj musí probíhat společně s rozvojem vodíkové mobility. Kromě toho je zásadní řešit bezpečnostní aspekty vodíkových vozidel i čerpacích stanic, aby byla zajištěna bezpečnost pracovníků, zákazníků a veřejnosti pro stabilní dodávku vodíku do vozidel s palivovým článkem.
Výzkumné energetické centrum (VEC), člen Centra energetických a environmentálních technologií (CEET) při VŠB-TUO se problematice vodíkových technologií se svým odborným týmem dlouhodobě intenzivně věnuje. VEC se v rámci české vodíkové technologické platformy aktivně podílí na rozvoji vodíkové mobility a řešení bezpečnosti vodíkových technologií. Jako reakce na potřebu rozšíření vodíkové infrastruktury vznikl na VEC unikátní projekt. Projekt představuje jedinečné řešení vysoce inovativních prvků moderní a ekologické čerpací stanice. Hlavním cílem projektu je výstavba unikátně koncipované stanice pro vozidla s alternativním pohonem, která jako pilotní projekt rozšíří poznání o uplatnění alternativních paliv v dopravě v celém komplexním řešení. Stanice bude umístěná na okraji univerzitního areálu strategicky tak, aby bylo zajištěno dokonalé propojení vědecko-výzkumných aktivit s dostupností celého projektu veřejnosti. Vybraný pozemek pro lokalizaci stanice se nachází na volném prostranství točny autobusů mezi VŠB-TUO a Fakultní nemocnici Ostrava.
Hlavní součástí čerpací stanice bude technologie pro výrobu zeleného vodíku pomocí elektrolýzy, jeho komprese, skladování a distribuci v množství 100-150 kg vodíku/den a dalších 200 kg vodíku bude uloženo v zásobnících stanice. Vodíkového hospodářství bude možno využít pro plnění osobních automobilů i autobusů. Dále bude instalováno 5 ks rychlonabíjecích stojanů pro nabíjení až 10 elektromobilů současně a 1 kus rychlonabíjecí stanice pro elektrobusy. Významným ekologickým prvkem stanice bude zajištění části elektřiny pro provoz stanice z fotovoltaické elektrárny (FVE) sousedícího areálu VŠB-TUO. VEC disponuje dispečerským pracovištěm, které monitoruje provoz fotovoltaických elektráren v rámci ČR a od roku 2011 provozuje fotovoltaickou elektrárnu, která je umístěna na střešních systémech VŠB-TUO v Porubě.
Návrh projektu předpokládá rovněž navýšení výkonu FVE ze současných 390 kWp na 800 kWp. Dalším inovativním technickým řešením je doplnění systému elektro soustavy univerzitního areálu o velkokapacitní bateriové uložiště s kapacitou 1MWh. Rozšíření fotovoltaické elektrárny o bateriové uložiště je vhodným řešením pro zajištění maximální energetické soběstačnosti a odolnosti proti možným výpadkům sítě. Popisovaný decentralizovaný systém s vysokou účinností a možností přesné regulace dokonale zapadá do konceptu optimálního nakládání s energií, o které se VEC celá léta ve všech svých činnostech zasazuje. Infrastruktura této ojedinělé aplikace bude osazena rozsáhlým měřením, které umožní sběr velmi cenných provozních dat. Celá koncepce stanice představuje vysoce inovativní řešení včetně systému řízení provozu stanice z dispečinku energetického managementu univerzity. Bezprostřední propojení provozu stanice s VEC, které se intenzivně sledovanou problematikou zabývá, je předpokladem vzniku moderních a efektivních aplikací pro následné uplatnění v praxi. Rozsáhlost projektu podtrhuje i množství moderních a investičně náročných technologií, které jsou v projektu plánovány. Projekt do budoucna umožňuje využít financování jak prostřednictvím dotačních výzev, tak pomocí vědecko-výzkumných aktivit. Zaměření projektu vychází ze strategie Moravskoslezského kraje a statutárního města Ostravy v oblasti rozšíření uplatnění ekologické dopravy.
Realizace projektu bude mít i významný dopad na prestiž celé univerzity, a to nejen z regionálního pohledu. Samotný projekt byl 19. a 20. října prezentován odborníky Výzkumného energetického centra na výstavě Hydrogen Technology Expo v Brémách v Německu, kde získal mnoho pozitivních ohlasů především díky inovativnímu řešení kombinované ekologické stanice s výrobou zeleného vodíku. V rámci ČR ani v rámci Evropy není podobný projekt v tomto rozsahu realizován. Lze očekávat, že vodík v blízké budoucnosti doplní současnou bateriovou elektromobilitu a bude hrát stále významnější roli nejen v oblasti osobní mobility, ale především v oblasti hromadné dopravy a přepravních služeb. Vodík je vysoce šetrný k životnímu prostředí a při výrobě zeleného vodíku ze sluneční energie významně přispěje ke snížení emisí z dopravy. Rozvoj infrastruktury pro akumulaci energie z obnovitelných zdrojů a výstavba infrastruktury pro rozšíření dopravy vozidel s alternativními pohony je nutnou podmínkou dekarbonizační strategie rozvoje regiónu.
Realizace pilotní stanice pro vozidla s alternativním pohonem tento proces dostává do aplikační části, kdy je možno provozně ověřit mnoho teoretických předpokladů. Navrhovaná koncepce stanice je unikátní svým pojetím i nadčasovým technickým řešením. Získané praktické zkušenosti z provozu stanice budou cenným podkladem pro výzkum a vývoj nových technologií a pro praktickou výstavbu dalších aplikací. Aktuálně probíhá příprava projektové dokumentace pro společné územní a stavební povolení včetně inženýrské činnosti. Zpracovaný harmonogram předpokládá uskutečnění výstavby v letech 2023 a 2024, v roce 2025 je plánován zkušební provoz a od začátku roku 2026 předpokládáme zahájení ostrého provozu stanice.
Text: doc. Dr. Ing. Tadeáš Ochodek; Ing. Ján Vereš, Ph.D.
Foto: archiv CEET