Wykorzystywanie energii z wodoru na masową skalę ma szansę na dynamiczny rozwój – pod warunkiem obniżenia kosztów jego pozyskania, transportu i przechowywania. Jest to możliwe dzięki rozwojowi technologii wodorowych oraz wsparciu rządu.
Sektor energetyczny w Europie czekają spore zmiany, a to za sprawą wodoru, który ma stanowić jedno z kluczowych paliw transformacji energetycznej zachodzącej w Unii Europejskiej (UE). Prowadzona przez UE polityka zakłada bowiem zwiększenie udziału energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych.
Według autorów raportu Hydrogen roadmap Europe wodór stanowi najlepszy (jeśli nie jedyny) wybór, jeśli chcemy przeprowadzić skuteczną dekarbonizację, czyli ograniczanie emisji dwutlenku węgla do atmosfery - na skalę masową. Jak podkreślają Massimo Schiavo i Karl Nietvelt, analitycy i autorzy raportu Jak wodór może napędzać transformację energetyczną – w dłuższej perspektywie może stać się alternatywą także dla ogrzewania gazowego oraz paliw kopalnych stosowanych w transporcie morskim czy do produkcji stali.
Należy więc przypuszczać, że wodór stanie się czymś więcej, niż tylko niszowym paliwem. Jak wynika z analizy amerykańskiej Rady ds. wodoru, przeprowadzonej w styczniu 2020 roku, mógłby on w roku 2030 zaspokoić 8% światowego zapotrzebowania na energię pierwotną i 15% do 2050 roku. Zdaniem Massimo Schiavo i Karla Nietvelta prognoza dotycząca 2030 rok wydaje się być realna m.in. w związku z brakiem przeszkód związanych z dostawami i zastosowaniami dla użytkowników końcowych. Z tego względu należy spodziewać się, że firmy zaczną dostosowywać swoje strategie i przygotowywać się do neutralności węglowej. Jednak czy na pewno?
Polskie firmy inwestują w wodór
Polska jest obecnie trzecim w Europie i piątym na świecie producentem wodoru. Choć, jak podaje Europejski Fundusz Leasingowy (EFL), w kraju zarejestrowany jest tylko jeden samochód o napędzie wodorowym. Co więcej, jest on tankowany w Niemczech, ponieważ to właśnie tam znajduje się najbliższy punkt sprzedaży wodoru. Nasz kraj produkuje około 1 mln ton H2 rocznie (według szacunków resortu klimatu), lecz jest on wytwarzany w ramach procesu, podczas którego do atmosfery jest emitowany dwutlenek węgla. Tak pozyskany wodór jest więc nazywany „szarym” wodorem. Z tego powodu zarówno w Polsce, jak i całej UE forsowany jest rozwój technologii umożliwiających ograniczenie emisji CO2 i wykorzystywanie wyłącznie „zielonego” wodoru.
W czołówce największych producentów wodoru w kraju jest m.in. Grupa Lotos. Pod koniec ubiegłego roku firma uruchomiła program inwestycyjny, w ramach którego chce zbudować wielkoskalową instalację do produkcji zielonego wodoru. „Zielony” wodór produkowany przez Grupę Lotos ma służyć osiągnięciu Narodowego Celu Wskaźnikowego w dziedzinie produkcji paliw silnikowych. Jak czytamy na oficjalniej stronie Grupy Lotos: „W ramach projektu Green H2 powstać ma wielkoskalowa instalacja złożona z elektrolizerów, magazynów wodoru i ogniw paliwowych lub ewentualnie turbin wodorowych, zarządzanych przez innowacyjne oprogramowanie”.
Technologię wodorową w Polsce chce również rozwijać Toyota Motor Poland we współpracy z PGNiG (Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo). Ogłoszony w maju 2020 roku badawczy program wodorowy będzie obejmował produkcję wodoru, w tym „zielonego”, pozyskiwanego z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii, magazynowanie wodoru i jego dystrybucję, a także zastosowania w energetyce przemysłowej. Co istotne elementem tego programu ma być również uruchomienie stacji tankowania pojazdów wodorem.
W wodór inwestuje również PKN Orlen. Koncern do końca 2021 roku chce wybudować hub wodorowy, który docelowo ma wytwarzać do 600 kg doczyszczonego wodoru na godzinę. Wszystko po to, by w Polsce powstała instalacja produkująca wodór równie wydajny jak paliwa stosowane w transportowego, infrastruktura logistyczna, a także stacje tankowania. Wodór z Włocławka na początku będzie przeznaczony przede wszystkim dla pojazdów transportu publicznego i towarowego. Później ma on również służyć jako paliwo dla statków i promów, a także do instalacji grzewczych w budynkach. Planowana jest również możliwość sprzedaży wodoru podmiotom trzecim, które wprowadzą go na inne rynki zbytu, np. do przemysłu spożywczego czy metalurgicznego.
Wykorzystanie alternatywnego paliwa ograniczone przez infrastrukturę
Do 2050 roku unijny sektor transportu ma zaledwie trzy dekady na redukcję emisji CO2 aż o 90%. Również Polska musi znaleźć ekologiczny zamiennik dla dominujących paliw takich jak olej napędowy, benzyna i LPG. Z raportu EFL Przyszłość paliw i paliwa przyszłości wynika, że największe nadzieje są pokładane przede wszystkim właśnie w wodorze.
Zastosowanie wodoru w transporcie jest jednak nadal w bardzo dużym stopniu ograniczone przez koszt przesyłania i składowania tego surowca, a także niewielką liczbę pojazdów wykorzystujących wodór jako paliwo – czytamy w badaniu Investing in hydrogen. Ready, set, net zero, zrealizowanym przez Deloitte. Nie ulega bowiem wątpliwości, że znacznie popularniejsze są obecnie samochody osobowe zasilane elektrycznie lub hybrydowe.
Jak czytamy w raporcie w początkowej fazie wdrażania technologii wodorowych na skale światową większe prawdopodobieństwo upowszechnienia się paliwa wodorowego istnieje w przypadku cięższych środków transportu, takich jak ciężarówki, autobusy i transport szynowy. Jak jednak podkreślają eksperci – ta sytuacja możne się zmienić. Możliwą skalę i tempo rozwoju wodoru pokazuje np. przyjęty w Japonii plan zakładający do 2030 r. dynamiczny wzrost liczby pojazdów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi na tamtejszych drogach do 800 tys., przy zaledwie 3 tys. obecnie.
Warto podkreślić, że obecnie to nie rozwiązania techniczne związane z produkcją wodoru hamują jego powszechne wykorzystanie, a infrastruktura dostawcza, która wymaga sporych inwestycji. Jak podkreślali uczestnicy dziesiątego posiedzenia Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej (IRENA) w Abu Zabi, choć obecnie jest to technicznie wykonalne, wytwarzanie i przechowywanie zielonego wodoru nadal jest kosztowne, ale jego przesyłanie zwiększa koszt zastosowania wodoru z powodu strat, które występują, gdy gaz jest skraplany lub przekształcany w inne nośniki, takie jak amoniak.
„Zielony” wodór jest kluczową technologią w gospodarce zdekarbonizowanej, ale rządy muszą przyjąć solidną strategię i zainstalować infrastrukturę przesyłową już teraz, aby zdobyć zaufanie inwestorów - powiedział Yasuhiro Matsuyama, dyrektor generalny w Departamencie Ochrony Energii i Odnawialnych Źródeł Energii Ministerstwa Gospodarki, Handlu i Przemysłu Japonii – podczas dziesiątego posiedzenia IRENA.
Czy przejście na wodór może się opłacać?
Według ekspertów Deloitte budowa gospodarki masowo wykorzystującej wodór będzie wymagała znacznych nakładów finansowych. W samej Wielkiej Brytanii rozwój technologii produkcji tego surowca oznacza inwestycje rzędu od 3,5 mld do 11,4 mld funtów – do 2035 roku. Oznacza to, że koszty produkcji wodoru niskoemisyjnego lub zeroemisyjnego są obecnie wyższe, niż w przypadku innych źródeł ekologicznej energii, które z roku na rok spadają – a to ze względu na upowszechniającą się technologię. Posłużmy się przykładem nowoczesnych turbin wiatrowych, które dzięki ciągle udoskalanej technologii pracują efektywnej, przez co koszty energii wiatrowej spadają w dynamicznym tempie. Polskie Stowarzyszenie Energetyki Węglowej przewiduje, że już niedługo normą będzie cena w wysokości 150 zł/MWh (dane z lutego 2020 roku).
Z drugiej strony pojawiają się głosy, że wodór może okazać się czarnym koniem obecnej dekady, takim jak energia słoneczna i wiatrowa były w latach ubiegłych, na co zwraca uwagę Tomasz Gasiński, dyrektor w zespole ds. zrównoważonego rozwoju w Polsce i Europie Środkowej w Deloitte – na łamach raportu Investing in hydrogen. Ready, set, net zero.
Wiele wskazuje na to, że wodór odegra ważną rolę w transformacji energetycznej. Mówi się o nim od paru dziesięcioleci, ale teraz wydaje się, że rzecz wreszcie nabiera tempa. Inwestycje i wsparcie rządowe rosną, a technologie pozyskiwania i składowania tego paliwa są gotowe do dalszego rozwoju, doskonalenia efektywności technologii oraz definiowania modeli możliwych zastosowań na skalę przemysłową – podkreśla ekspert.
Opinię tę podziela Irena Pichola, partner, lider zespołu ds. zrównoważonego rozwoju w Polsce i Europie Środkowej w Deloitte, która uważa, że obniżenie kosztów wodoru w najbliższym czasie będzie możliwe pod warunkiem, że na świecie przyjęte zostaną programy stymulujące dalsze innowacje i badania. Jak zaznacza ekspertka konieczne okaże się opracowanie wydajnych procesów produkcyjnych i łańcuchów dostaw, aby pomóc obniżyć koszty konwersji, transportu i przechowywania tego paliwa.
Taką drogę z sukcesem przeszedł sektor odnawialnych źródeł energii, w którym koszty zostały znacząco zredukowane właśnie dzięki znaczącemu rozwojowi technologii, a także dzięki skutecznemu wsparciu na szczeblu rządowym.
