Projekt TN02000007 Národní centrum vodíkové mobility je spolufinancován se státní podporou Technologické agentury ČR v rámci Programu Národní Centra kompetence. Tento projekt je financován také v rámci Národního plánu obnovy z evropského Nástroje pro oživení a odolnost.

Národní centrum vodíkové mobility – NAHYC-m je centrum, které vzniklo v rámci provádění Vodíkové strategie pro klimaticky neutrální Evropu a Vodíkové strategie ČR, která odráží cíl Zelené dohody pro Evropu – dosáhnout do roku 2050 klimatické neutrality. Centrum cílí na VaVaI spolupráci klíčových aktérů ČR – státu, výzkumných organizací a podniků v oblasti vodíkových technologií a stojí na principech integrální ekologie. Vznikem centra bylo pověřeno Centrum dopravního výzkumu, v. v. i. (CDV) a tvoří jej v současnosti dalších 14 společností: EGÚ Brno, a.s., ORLEN UniCRE a.s, Západočeská univerzita v Plzni, Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, ] Vysoké učení technické v Brně, DEVINN s.r.o., Česká vodíková technologická platforma z.s., Adast Systems, a.s., GREEN REMEDY, s.r.o., APT, spol. s r.o., České vysoké učení technické v Praze, ZEBRA GROUP s.r.o., SAKO Brno, a.s. a TATSUNO EUROPE a. s.

Cílem dílčího projektu je vytvořit nástroje pro koncepční rozvoj vodíkové mobility, aby mohlo dojít k jeho řízenému rozvoji, který je celospolečenským zájmem s mnoha benefity. Dále je cílem dílčího projektu vytvořit sadu nástrojů pro orgány státní správy, zejména pak Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), Ministerstvo dopravy (MD) a Ministerstvo životního prostředí (MŽP), umožňujících efektivní a koncepční rozvoj vodíkové mobility, především s ohledem na využití nízkoemisního vodíku. Vodíkové hospodářství v dopravě ČR je v kontextu dílčího projektu chápáno jako nástroj pro plnění závazků ČR o snižování emisí CO2 a v dlouhodobém horizontu jako nástroj pro snižování závislosti na zahraničních energetických zdrojích v dopravním sektoru ČR.
Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

• Základní koncept rozvoje ostrovních řešení pro akceleraci vodíkové mobility
• Optimalizace dlouhodobého ukládání vodíku v ostrovním řešení
• Optimalizace provozu ostrovní vodíkové čerpací stanice pro kombinovanou flotilu autobusů
• Optimalizace ostrovního vodíkového hospodářství v zařízení pro energetické využití odpadů
• Optimalizace ostrovního vodíkového hospodářství v energetickém centru
• Specializovaná mapa pro optimalizaci dlouhodobého ukládání vodíku v ostrovním řešení v Litoměřicích
• Specializovaná mapa optimalizaci provozu ostrovní vodíkové čerpací stanice pro kombinovanou flotilu autobusů v lokalitě Most – Litvínov
• Specializovaná mapa pro optimalizaci parametrů vodíkové čerpací stanice a jejího zásobování z externí výrobny obnovitelného vodíku na Liberecku
• Specializovaná mapa pro optimalizaci ostrovního vodíkového hospodářství v zařízení pro energetické využití odpadů v Brně
• Specializovaná mapa pro optimalizaci ostrovního vodíkového hospodářství v energetickém centru v Plané nad Lužnicí
• Návodná metodika pro zájemce o realizaci regionálních dopravních vodíkových mikrogridů
• Metodika posuzování lokality z pohledu PO a BOZP
• Návrh podkladů obsahu pro TPG pro mobilní vodíkové čerpací stanice

Cílem dílčího projektu je vytvořit podpůrné nástroje pro strategickou výzkumnou agendu Centra a rozšíření aktivit o nové požadavky MPO a MD v oblasti zavádění vodíkové mobility, včetně zajištění podkladů výzkumné podpory aktualizace NAP ČM. Dále cílem dílčího projektu je vytvořit sadu podpůrných nástrojů pro orgány státní správy, zejména pak Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), Ministerstvo dopravy (MD) a Ministerstvo životního prostředí (MŽP), umožňujících efektivní a koncepční rozvoj vodíkové mobility, především s ohledem na využití nízkoemisního vodíku.Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

• Energeticko-nákladový model vozidla pro zásobování plnicích stanic
• Matematicko-digitální modely vodíkových vozidel a plavidel
• Digitální model vodíkového dopravního mikrogridu
• Sada specializovaných map pro geoprostorové analýzy
• Podpůrný softwarový nástroj pro metodiku rozvoje ostrovních vodíkových řešení
• Digitální model prvků výroby, komprese a uskladnění vodíku
• Digitální model prvků plnicí infrastruktury
• Funkční vzorek modulární sestavy pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon
• Zařízení pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon
• Software s implementovaným matematickým modelem části vozidla na vodíkový pohon

Dílčí projekt je zaměřen na vybrané aspekty provozu vodíkových plnicích stanic, od změn stavů vodíku při proudění vodíkovými soustavami, přes otázky bezpečnosti až po otázku degradace materiálů při kontaktu s vodíkem. Vědecko-výzkumné aktivity dílčího projektu jsou organizačně rozčleněny do tří pracovních balíčků. V rámci 1. pracovního balíčku je pozornost věnována otázkám bezpečnosti, predikci unikajícího množství vodíku, problematice detekce vodíku v plnicích stanicích a opatřením pro zajištění bezpečnosti. 2. pracovní balíček zahrnuje výzkumné aktivity zaměřené na změny stavu vodíku ve vodíkových soustavách, včetně problematiky plnění a vypouštění zásobníku vodíku a s tím spojené energetické a ekonomické náročnosti a zajištění odvodu tepla. 3. pracovní balíček je zaměřen na degradaci materiálů při dlouhodobém kontaktu s vodíkem. V rámci tohoto balíčku budou také zkoumány možnosti využití aditivních technologií (3D tisku) při výrobě komponent vodíkových zařízení.Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

• Podklady pro schvalovací proces týkající se bezpečnosti plnicích vodíkových stanic
• Software pro predikci množství uniklého vodíku v čase
• Komplexní 1D výpočetní model plnicí vodíkové stanice pro optimalizaci a ověřování koncepce a konstrukce
• Ověřovací provoz modelu plnící stanice jako digitálního dvojčete skutečné plnící stanice
• Podklady pro volbu vhodného materiálu těsnění a 3D tištěných komponent
• Funkční vzorek 3D tištěné vodíkové armatury
• Počítačový model zařízení pro testování komponent pro rychlé plnění vozidel vodíkem

Cílem řešení projektu je výzkum a vývoj odběrového zařízení vysokotlakého vodíku z celého ekosystému vodíkového hospodářství od výroby po pistoli plnicí čerpací stanice. Požadovaná čistota vodíku je definována normou ČSN ISO 14687. Odběr vzorků z plnicích stanic znesnadňuje vysoký tlak a požadovaná vysoká chemická čistota vodíku. K odběru je tedy potřeba odběrné zařízení, které dnes není v české produkci dostupné. Pro odběr vzorků je potřebná také odpovídající příprava odběrového zařízení.Cílem dílčího projektu je vytvoření podmínek a zařízení pro akceleraci zavádění prvků vodíkové infrastrukturu pro mobilitu. Dílčí projekt se skládá ze 3 pracovních balíčků. WP1 řeší rešerši technologie zařízení. WP2 se zabývá řešením a ověřením zařízení pro odběr vzorků (ověřené technické zařízení – funkční vzorek, připravený pro realizaci prototypu/průmyslově-právní ochrana zařízení v podobě užitného vzoru, možnost prodeje licence). WP3 řeší a ověřuje zařízení pro přípravu vzorkovnic na odběr vzorků vodíkového paliva (způsob přípravy zařízení pro odběr vzorků).Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

• Odběrové zařízení vysokotlakého vodíku (funkční prototyp)
• Zařízení pro přípravu vzorkovnic na odběr vzorků vodíkového paliva (funkční prototyp)

Cílem řešení projektu je výzkum a vývoj klíčových komponent systému pro plnění vysokotlakého vodíku 350 bar s rychlostí plnění přesahující 60 g H2/s podle nového standardu SAE J2601-5. Výsledkem je realizace mobilní vývojové platformy rychlého plnění s multifunkčním využitím.Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

• Terminologický slovník a přehled legislativy protokolu plnění s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Doporučení terminologie související s problematikou vysokorychlostní vodíkové plnění v mobilitě pro potřeby státu
• Schémata pro rychlé plnění ve vztahu ke standardu plnicího protokolu podle SAE J2601
• Schémata pro rychlé plnění ve vztahu ke standardu plnicího protokolu podle SAE J2601
• SW pro řízení, regulaci a senzoriku plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Přehled měřených dat a možnosti jejich vytěžování pro plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Model teplotní stabilizace
• Model termodynamických dějů plnění vodíkem hmotnostními toky přesahujícími 60 g H2/s
• Digitální energetický model plnění plynného vodíku s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Kaskáda tlakové nádoby pro plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Popis energetických a termodynamických jevů u chlazení při plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Chladicí soustava pro plnění s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Výdejní zařízení vodíku pro plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Mobilní vývojová platforma pro plnění plynného vodíku s rychlostí přesahující 60 g H2/
• Zkušební přípravek protokolu rychlého plnění s rychlostí přesahující 60 g H2/
• Metodika použití zkušebního přípravku pro testování správnosti dodržení plnicích protokolů (včetně SAE J2601-5) výdejních zařízení vodíku
• Návrh doporučení rozšíření národních předpisů o dobrovolné plnění protokolu SAE J2601-5 v rámci ČR
• Zástavba palivového systému pro možnost plnění plynným vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Analýza dat reálného provozu vozidla umožňujícího kombinaci rychlého a standardního plnění
• Analýza dat reálného provozu vodíkového ekosystému s možností plnění vodíku rychlostí přesahující 60 g H2/s
• Návrhy doporučení provozně-bezpečnostních aspektů zařízení pro rychlé plnění
• Srovnání standardů plnicích protokolů – podklady pro didaktické texty pro úroveň středního školství
• Návrhy doporučení úprav směrnic a předpisů legislativní a nelegislativní povahy souvisejících se standardem SAE 2601-5