HyPoteS ČR - Potenciál geologického skladování vodíku v ČR

Co je HyPoteS ČR?

HyPoteS ČR - Hydrogen Potential Storage je inovativní projekt zaměřený na analýzu potenciálu geologických struktur pro podzemní skladování vodíku v České republice. Jedná se o konsorciální projekt pod vedením ČGS a Gas storage CZ, a.s. podpořený programem na podporu aplikovaného výzkumu a inovací THÉTA 2 (TA ČR). Cílem projektu je prozkoumat a identifikovat geologické struktury, které by mohly sloužit jako efektivní úložiště pro vodík, klíčovou složku pro budoucí energetickou infrastrukturu založenou na obnovitelných zdrojích energie. Skladování vodíku v geologických strukturách je klíčovým prvkem pro rozvoj vodíkové ekonomiky, která je nezbytná pro efektivní integraci obnovitelných zdrojů energie a zajištění energetické bezpečnosti. 

Hlavní cíl projektu

Cílem projektu HyPoteS ČR je posoudit geologické podmínky České republiky pro bezpečné a efektivní skladování vodíku v podzemních strukturách. Tento výzkum se zaměřuje na identifikaci vhodných geologických celků, jako jsou vytěžená ložiska ropy a zemního plynu, akvifery a další struktury. Výsledky projektu pomohou vyvinout strategii pro rozvoj vodíkové infrastruktury v ČR. 

Cíle projektu

Přínosy a uplatnitelnost výsledků v praxi

Praktické aplikace

• Výstupy projektu přinesou cenné informace pro rozvoj vodíkové strategie ČR, které umožní plánování a realizaci praktických kroků v oblasti skladování vodíku.

Možnosti dalšího výzkumu

• Projekt bude základem pro další výzkum v oblasti geochemických interakcí vodíku a analytických studií o proveditelnosti skladování ve vybraných geologických strukturách.
• Výsledky projektu budou použity pro pilotní projekty zaměřené na ověření praktické aplikace skladování vodíku.

Investiční náročnost a provozní náklady

• V rámci projektu bude posouzena investiční náročnost a provozní náklady jednotlivých vybraných geologických struktur.
• Projekt také nabídne analýzu nákladů a časového horizontu pro výstavbu podzemních zásobníků vodíku v ČR.

Výstupy a výsledky projektu

Vodík

Význam pro klimatickou neutralitu

Vodík je bezemisní nosič energie a je klíčový pro dosažení klimatické neutrality, zejména v rámci konceptu sector coupling, kde pomáhá propojit obnovitelné zdroje energie s dopravou, energetikou a průmyslem.

Vodíková strategie České republiky

Vodíková strategie představuje přípravu dlouhodobého plánu na snižování emisí CO₂, dekarbonizaci dopravy, průmyslu, služeb, energetiky, domácností, zemědělství a dalších sektorů prostřednictvím využití vodíku po splnění cíle klimatické neutrality EU v roce 2050. Hlavními pilíři Vodíkové strategie České republiky jsou: (1) výroba obnovitelného a nízkouhlíkového vodíku, (2) využití obnovitelného a nízkouhlíkového vodíku, (3) dovoz, doprava a skladování obnovitelného a nízkouhlíkového vodíku a (4) vodíkové technologie. 

Skladování vodíku v geologických strukturách

Vodík lze efektivně skladovat ve stlačené nebo kapalné formě nejen povrchově, ale také injektáží do geologických struktur, jako jsou vyčerpaná ropná a plynová pole nebo solné kaverny. Tato metoda je perspektivní pro velkokapacitní skladování, protože umožňuje uchovávat obrovské objemy vodíku na dlouhou dobu bez potřeby drahých nádrží nebo kryogenního zkapalnění. Geologické skladování vodíku pomůže vyrovnat sezónní výkyvy ve výrobě obnovitelné energie a podpořit stabilitu energetických sítí.

Pro skladování zemního plynu, případně vodíku, je typově možné využít řadu geologických struktur. Konvenční skladování se nejčastěji zaměřuje na vytěžená ložiska uhlovodíků (zejména plynu), solné kaverny a nebo akvifery (tzn. zvodnělé vrstvy bez původního obsahu uhlovodíků). 

V případě vytěžených ložisek uhlovodíků a akviferů je plyn skladován v pórovém prostředí, tzn. mezi jednotlivými zrny kolektorské/rezervoárové horniny, případně v puklinových systémech rozpukaných hornin (méně běžný příklad). V případě solných a skalních kaveren je plyn skladovaný v prostoru uměle vzniklé (vytěžené) kaverny.

Výroba vodíku

Vodík lze průmyslově získávat mnoha různými způsoby z širokého spektra vstupních surovin. V ČR se vodík vyrábí především z fosilních paliv (šedý vodík) prostřednictvím parního reformingu zemního plynu, zplyňování uhlí a parciální oxidace ropných zbytků s výraznou emisní stopou a negativním vlivem na životní prostředí. Pro výrobu zeleného vodíku se do budoucna předpokládá proces elektrolýzy s využitím elektřiny z obnovitelných zdrojů.

Elektrolýza vody je jednoduchý proces, při kterém dochází k elektrochemickému rozkladu molekul vody na vodík a kyslík. V elektrolytu se vlivem průchodu elektrického proudu pohybují kladné ionty k záporné elektrodě (katoda, vývoj vodíku) a záporné ionty ke kladné elektrodě (anoda, vývoj kyslíku). Mezi výhody elektrolýzy obecně patří možnost využití různých zdrojů vstupní energie a vysoká čistota takto vyrobeného vodíku. Mezi nevýhody patří relativně vyšší spotřeba energie a celková nižší účinnost výroby vodíku elektrolýzou.

Jako perspektivní směr se do budoucna jeví výroba vodíku pomocí jaderných reaktorů 4. generace vzhledem k očekávané vysoké teplotě chladiva na výstupu z reaktoru dostačující pro vysokoteplotní elektrolýzu i některé perspektivní chemické cykly.

Využití vodíku

Program a podpora

Projekt je podpořen TS – Programem na podporu aplikovaného výzkumu a inovací THÉTA 2, poskytovatelem podpory je Technologická agentura ČR (TA ČR). Tento program podporuje aplikovaný výzkum zaměřený na inovace v oblasti energetiky a obnovitelných zdrojů.