Elektrolyzéry budou zlevňovat pomaleji než soláry a baterie

Electrolyser system cost decline is projected to be much slower than what has been the case with other clean energy technologies. The learning rate of green hydrogen production is limited as electrolyser stacks—expected to provide the greatest economies of scale—only account for about one third of total system investment costs.

Když porovnáte předpokládaný pokles cen elektrolyzérů v příštích 25 letech s historickým vývojem cen jiných bezemisních technologií, narazíte na výrazný rozdíl v tzv. míře učení se [koncept míry učení se, angl. learning rate, vyjadřuje vztah mezi průměrnou cenou technologie a jejím kumulativním instalovaným výkonem nebo počtem vyrobených jednotek, pozn. red.]. Lithium-iontové baterie dnes stojí padesátkrát méně než v roce 1998. Solární fotovoltaické systémy jsou dvacetkrát levnější než před 25 lety. V případě elektrolyzérů se ale do roku 2050 očekává pokles ceny jen o polovinu. Co to znamená pro budoucnost bezemisního vodíku?

ZLEVNÍ JEN NĚKTERÉ KOMPONENTY

Pokles nákladů na elektrolyzérové systémy se očekává především díky velkosériové výrobě svazků. Ty ale bohužel představují pouze třetinu celkových investičních nákladů, takže jejich zlevnění nepovede k rychlému poklesu ceny celého výrobního zařízení.

U ostatních částí systému totiž k podobnému snížení cen nedojde. Jedná se o komponenty již dnes běžně používané v chemických a průmyslových procesech. I kdyby sektor bezemisního vodíku rychle a neočekávaně rostl, objem výroby těchto součástek se skokově nezvýší a nelze očekávat cenový pokles, který by odpovídal tzv. Wrightovu pravidlu (angl. Wright’s law).

To je pravděpodobně jeden z důvodů, proč nejnovější odhad agentury BloombergNEF (BNEF) předvídá, že náklady na elektrolyzérové systémy na západních trzích do roku 2050 klesnou pouze o polovinu, tedy na přibližně 1 000–1 250 USD/kW (Obrázek č. 1). Což je částka na hony vzdálená „vizionářským“ odhadům, které počítají s poklesem na 300 EUR/kW (resp. 350 USD/kW) již zkraje třicátých let (jako např. letošní odhad výzkumníků z technické univerzity ve finském Lappeenranta-Lahti). Dopady takových „vizionářských“ studií a neshod v odhadech na rodící se vodíkový sektor jsou přitom enormní [viz článek autora v čísle 1/2025, pozn. red.].

Obrázek č. 1: Srovnání historického vývoje cen li-ion baterií a solárních fotovoltaických systémů s odhadovaným vývojem cen elektrolyzérů

Zdroj: IEA, BNEF, IRENA, Our world in Data, S. Alisawi, Vodíková rada a McKinsey and Co. 

Pozn.: Ceny jsou vyjádřeny pomocí indexu, hodnota 100 odpovídá ceně dané technologie v nultém roce. Hodnoty v následujících letech vyjadřují procentuální podíl z této výchozí úrovně. Údaje pro lithium-iontové baterie a solární systémy pokrývají období 1998–2023, odhady pro elektrolyzéry roky 2025–2050.

NEPOROVNÁVAJME JABLKA S HRUŠKAMI

Pomalé tempo poklesu cen předpovídané u elektrolyzérových systémů je možné porovnat s tempem dosaženým v minulosti u dnes osvědčených energetických technologií. Elektrolyzéry jsou často srovnávány s bateriemi, fotovoltaikou a větrnou energií – což může svádět k myšlence, že vodíkové systémy zlevní podobně rychle a výrazně.

Celosvětový průměr nákladů na fotovoltaické panely činil v roce 2023 305 USD/kW, náklady na celý fotovoltaický systém ale dosahovaly 758 USD/kW. Tyto dodatečné systémové náklady byly s rostoucím objemem výroby a chytřejšími designy zásadně sníženy; to však neznamená, že lze stejný vývoj očekávat i u vodíku. Takzvané „balance of plant“ (BoP) náklady jsou totiž u elektrolyzérových systémů a fotovoltaických elektráren naprosto odlišné. V případě elektrolyzérových systémů zahrnují výměník(y) tepla, kompresory, systém odsolování vody, systém čištění vodíku, plynový separátor a sušičku, skladovací nádrže a vysokonapěťovou elektroniku. Jednu z mála nadějí na snižování BoP nákladů vidí odborníci v budování větších zařízení namísto malých kontejnerových řešení, která jsou často předmětem vodíkových PR materiálů.

Andrew Fletcher nedávno důkladně zmapoval literaturu věnující se odhadům nákladů na elektrolyzérové systémy a míře učení se dosahované u jejich hlavních komponent. Výsledky odhalují, že skutečné míry učení se u jednotlivých komponent elektrolyzérových systémů dosud nikdo podrobně nevysvětlil – což silně kontrastuje s optimistickými odhady cenových poklesů. Podle Fletchera pak „nedostatečné pochopení rozsahu investičních nákladů na elektrolyzérové systémy vede k tomu, že se u jejich příliš velké části očekává stejná míra ‚učení se‘ jako v případě fotovoltaických systémů.“

JEN 35% CENOVÝ POKLES ZA 10 LET

Omezenou míru učení se u elektrolyzérových systémů předvídá také rešerše Vodíkové rady a společnosti McKinsey and Company z roku 2023. Podle ní poklesne cena alkalických elektrolyzérových svazků mezi lety 2023–2033 lineárně, z 695 USD/kW na 328 USD/kW (tj. o 53 %). U dalších nákladů spojených s elektrolyzérovým systémem odhaduje studie pokles z 1 506 na 1 093 USD/kW, tedy jen o 27 %. Celkem by náklady za deset let mohly klesnout o 35 % (Obrázek č. 2). Nutno dodat, že jde o odhad pro alkalický elektrolyzér s výkonem 1 GW. Nezdá se tedy, že by výstavba velkých zařízení měla přinést významné úspory – i vzhledem k tomu, že největší vodíkové projekty dnes nedosahují více než pár set megawattů.

Obrázek č. 2: Rozpad skutečných a odhadovaných cenových poklesů během deseti let

Zdroj: IEA, BNEF, IRENA, Our world in Data, S. Alisawi, Vodíková rada a McKinsey and Co.

Pozn.: Ceny jsou vyjádřeny pomocí indexu, hodnota 100 odpovídá ceně dané technologie v roce 2013 (resp. 2023). Hodnoty v následujících letech vyjadřují procentuální podíl z této výchozí úrovně.

Očekávaný 35% pokles investičních nákladů sice není zanedbatelný, ani zdaleka se však nepřibližuje pokroku, kterého bylo v posledních deseti letech dosaženo u lithium-iontových akumulátorů a solárních fotovoltaických systémů. Baterie jsou dnes pětkrát (o 82 %) levnější než v roce 2013, fotovoltaické systémy stojí o 75 % méně. Nejnovější analýzy navíc ukazují, že v případě fotovoltaických systémů pokles v roce 2024 pokračoval, a možná dokonce zrychlil – což nepřekvapivě vedlo k jejich stále širšímu využití. V případě elektrolyzérových systémů (s výjimkou těch čínských) k takovému zlevnění nedojde, tedy alespoň ne podle aktuálních odhadů, které nejsou nepodložené a „vizionářské“.

V prvních letech 21. století se náklady na solární fotovoltaické systémy sestávaly z více než 70 % z ceny fotovoltaických panelů. Do roku 2023 podíl panelů na celkové ceně systému klesl na 40 %, celkové náklady se propadly z 5 310 USD/kW na 758 USD/kW (tj. o 85 %). Polovinu z tohoto poklesu přineslo právě snížení ceny panelů, dále přispěly nižší náklady na instalaci, projektový development, střídače, upevňovací konstrukce (a jejich montáž) a ostatní BoS náklady. Pokrok nicméně zajistily především úspory z rozsahu související s širokým nasazením této technologie. A bez něj si lze energetickou transformaci představit jen těžko – není ale samozřejmostí, obzvlášť v případě naprosto odlišných technologií.

POKROK NENÍ ZARUČENÝ

Náklady na baterie a solární fotovoltaiku nadále klesají a nejspíše se všichni shodneme na tom, že jejich cena dosáhla úrovně, kdy mohou celosvětově konkurovat technologiím využívajícím fosilní paliva. Tohoto stavu by bylo téměř nemožné docílit, kdyby ceny těchto bezemisních technologií klesaly podobným tempem, jaké se dnes očekává v případě vodíku.

Pokud by ceny baterií klesly od roku 2013 pouze o 35 %, baterie do elektromobilů by dnes stály více než 30 000–40 000 USD. Tesla by zkrachovala a o čínských výrobcích by nikdo nikdy neuslyšel. Kdyby jen o 35 % zlevnily solární fotovoltaické systémy, průměrné celosvětové náklady na výrobu elektřiny z energie slunce by se pohybovaly okolo 200–250 USD/MWh. Kolik datacenter nebo zařízení na výrobu zeleného vodíku by asi bylo možné s tak drahou elektřinou provozovat? A to není vše: zatímco v následujících deseti letech se u elektrolyzérových systémů očekává alespoň zmíněný 35% cenový pokles, za dalších patnáct let se už mají náklady snížit jen o dalších 15 %.

Základní poučení, které toto srovnání přináší, zní následovně: pokrok v oblasti bezemisních technologií není samozřejmostí. Můžete si sice stejně jako výzkumníci z Fraunhofer ISE v roce 2021 představovat, že v roce 2030 investiční náklady na elektrolyzérové systémy dosáhnou přibližně 400–500 EUR/kW – ale jste ochotni si na to vsadit? Mnoho investorů dnes není. A podobně je třeba uvažovat i ve chvíli, kdy chcete využít peníze někoho jiného. Souhlasím sice, že zelený vodík potřebuje závazné cíle a dotace, aby mohly být realizovány alespoň stěžejní průkopnické projekty, odhady budoucích cen elektrolyzérů ale musí vycházet z reality, ne prokazatelně nepravdivých vizí.

Kdyby jen o 35 % zlevnila solární fotovoltaika, náklady na výrobu elektřiny z energie slunce by se pohybovaly okolo 200–250 USD/MWh. Kolik datacenter nebo zařízení na výrobu zeleného vodíku by asi bylo možné s tak drahou elektřinou provozovat?

DESÍTKY PROJEKTŮ, JEDNOTKY REALIZACÍ

Druhá (zatím poslední) aukce Evropské vodíkové banky ukázala, že na trzích s nejvyšší konkurencí ve vodíkovém segmentu zůstaly náklady na podobné výši jako v první aukci. Průměrné vyrovnané náklady projektů na výrobu vodíku (Levelised Cost of Hydrogen, LCOH) ve Španělsku dosáhly 5,5 EUR/kg (36 projektů), tedy jen o 5 % méně než v prvním kole (46 projektů). Ve Švédsku a v Norsku bylo LCOH o 9 % (6 EUR/kg), respektive 13 % (8,6 EUR/kg) vyšší než v předchozí aukci. Tyto hodnoty jsou zcela v souladu s nejnovějšími odhady BNEF, podle kterých výrobní cena zeleného vodíku neklesne v Evropě až do roku 2050 pod úroveň 3–4 EUR/kg. Dřívější odhady přitom pracovaly s až třetinovými cenami.

Ačkoli oceňuji nejnovější, realističtější predikce BNEF, je zároveň třeba připomenout, že tato agentura ještě před pár lety předvídala, že poptávka po zeleném vodíku přesáhne 1 300 Mt. To byl v dané době jeden z nejvyšších odhadů, který hrál zásadní – a nešťastnou – roli v halasné propagaci vodíku, s jejímiž důsledky se nyní odvětví potýká. Skutečný pokrok totiž může začít teprve ve chvíli, kdy budeme mít dostatek dat, která umožní učinit první podložené závěry.

V praxi k dokončení směřuje jen pár projektů; například ty s až 80% investiční dotací v Německu. Developeři, kteří musí šetrně zacházet s vlastními prostředky, projekty pozastavují. Ve Finsku se připravovalo na čtyřicet zařízení na výrobu zeleného vodíku na průmyslové škále, zrealizován ale byl jediný projekt o instalovaném výkonu 20 MW a investičních nákladech 70 milionů eur v Harjavaltě. Konečné rozhodnutí o uskutečnění této investice padlo před třemi a půl lety. Aby byl splněn vládní cíl vyrábět do roku 2030 1 Mt zeleného vodíku ročně, musela by se dokončení dočkat dvě stejně velká zařízení každý týden.

Výrobní cena zeleného vodíku neklesne v Evropě až do roku 2050 pod 3–4 EUR/kg. Dřívější odhady přitom pracovaly s až třetinovými cenami.

Jedním z projektů podpořených v druhé aukci Evropské vodíkové banky je projekt vodíkového hubu v německém Lubminu, který by měl do roku 2028 uvést do provozu elektrolyzéry o celkovém výkonu 100 MW

Zdroj: H2APEX

VZNIKNE VODÍKOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ?

Zelený vodík je v energetické transformaci potřeba a některá průmyslová odvětví jej budou muset vzhledem k absenci vhodných alternativ využívat. Výše popsaná problematika nákladové struktury výroby zeleného vodíku ale ukazuje, že vodíkové hospodářství v takové podobě, kterou si dnes mnozí stále představují, nevznikne.

Klíčem k efektivnímu dosažení uhlíkové neutrality je technologická neutralita. Bez ní nemůže žádná ekonomika ve zmatku bezemisní transformace zůstat konkurenceschopnou. Jednu z nejlepších konfrontací s realitou nabídl Michael Liebreich ve své loňské přednášce ze série Energy Future Labs. Citovat z ní zde nebudu, jelikož je nemožné vypíchnout jedinou z řady skvěle formulovaných a podložených anekdot z oblasti ekonomie energetiky. Pokud jste ale přednášku neviděli, měli byste to změnit. Právě u ní lze totiž zahájit cestu k pochopení ekonomiky bezemisních technologií a různých rolí, které vodík může a také nemusí hrát v energetice dneška i zítřka.

POZNÁMKA REDAKCE

Děkujeme Visu Siekkinenovi za laskavé svolení k překladu a uveřejnění tohoto textu. Jeho původní znění bylo v anglickém jazyce publikováno 12. června 2025 jako druhý díl autorovy série Vodík: vize nebo realita?

_______________________

POZNÁMKY

¹ Alisawi, S. (2024). BNEF Talk: Hydrogen - The End of the Hype Cycle?. BloombergNEF.
² Ibáñez-Rioja, A. a kol. (2025). Baseload hydrogen supply from an off-grid solar PV–wind power–battery–water electrolyzer plant. Energy.
³ IRENA (2024). Renewable Power Generation Costs in 2023.
⁴ Martin, P. (2022). Scaling Lesson #2: Water Electrolysis.
⁵ Fletcher, A. (2025). 2024-2025 GenCost Consultation Submission. Griffith University.
⁶ Graham, E. a Fulghum, N. (2025). Solar power continues to surge in 2024. Ember.
⁷ Holst, M. a kol. (2021). Cost Forecast for Low Temperature Electrolysis. Fraunhofer ISE.
⁸ Erofeev, Y. (2025). Green hydrogen will be much more expensive than previously thought. Medium.
⁹ Barnard, M. (2025). Hydrogen Electrolysis Cost Projections from Major Organizations Low by 60% to 300%. Clean Technica.
¹⁰ Krümpelmann, S. (2024). Germany’s hydrogen ambitions in late 2024: Taking stock. Oxford Institute of Energy Studies.
 

O AUTOROVI

Visa Siekkinen pracuje na univerzitě aplikovaných věd v Häme (HAMK) jako vedoucí odborného týmu, který mapuje místní iniciativy v oblasti čisté energie a inteligentního propojení výroby a spotřeby energie ve stavebnictví. Předtím působil jako projektový manažer projektu vodíkového hospodářství ve finském Seinäjoki.