Gospodarka wodorowa na przestrzeni ostatnich lat zyskała na szczególnym znaczeniu w krajowych strategiach energetycznych. Wodór ma pomóc transformować tam, gdzie elektryfikacja jest niewystarczająca lub nieefektywna. Istotną rolę w rozwoju wodoru odegrają OZE. Nadwyżki energii mogą być wykorzystane do produkcji wodoru dzięki technologiom Power-to-X. UE i Polska przyjęły strategie na rzecz rozwoju gospodarki wodorowej. Przyszedł czas na realne wdrażanie założonych celów.
Przez wiele lat niedoceniany wodór odegra ostatecznie kluczową rolę na drodze do neutralności Unii Europejskiej. Niektórzy określają go jako „Święty Grall” energetyki, inni wskazują, że wodór jest mitem i jego znaczenie jest przesadzone. W dyskusji o przyszłości tego nośnika zdania są jeszcze przesądzone, ale sama przyszłość gospodarki wodorowej zaczęła się klarować w szczególności w ostatnich latach.
Wodór wchodzi na salony – dlaczego zyskał uwagę gospodarek światowych?
Dlaczego wodór stał się przedmiotem rosnącego zainteresowania kreatorów sektora energetycznego? Otóż może być wykorzystany jako surowiec, paliwo, nośnik oraz magazyn energii. Z jego dobrodziejstw może korzystać wiele sektorów poza energetyką – jest to transport, przemysł, budownictwo czy branża morska. Co najważniejsze, podczas jego konsumpcji nie są uwalniane szkodliwe emisje do powietrza. Wyzwaniem jest jednak jego produkcja. Można otrzymać go z wykorzystaniem np. gazu, ale tu produkcja jest już emisyjna. Ekologiczniejsza jest za to elektroliza, która potrzebuje energii elektrycznej. W wersji bezemisyjnej mogą ją zapewnić OZE lub energetyka jądrowa.
Po drugie, eksperci wskazują, że pojawiło się w ostatnich latach wiele możliwości za sprawą rozwoju technologii. Mowa nie tylko o sposobach produkcji wodoru, ale także spadku cen energii z OZE, rozwoju ich efektywności, oraz wyznaczeniu celów neutralności klimatycznej.
Dziś już praktycznie co chwile inwestorzy informują o nowych projektach wodorowych. Komisja Europejska wskazuje, że w okresie od listopada 2019 roku do marca 2020 roku analitycy sektora wodorowego powiększyli wykaz planowanych do 2030 roku światowych inwestycji z 3,2 GW do 8,2 GW. Większość nowych inwestycji pojawiło się w Europie (57 proc.).
Zagospodarowanie nadwyżek – pomogą technologie Power-to-X
Energia elektryczna produkowana w OZE może podlegać konwersji i być magazynowana dzięki rozwiązaniom technologicznym rodzaju Power-to-X (P2X). Ten rodzaj rozwiązań wykorzystuje nadwyżkę energii do wytwarzania innych nośników. Jest to ciekawe rozwiązania w szczególności dla Polski, której przybywa coraz więcej instalacji OZE. Nadwyżek będzie szczególnie więcej, gdy powstaną farmy wiatrowe na Morzu Bałtyckim i dodatkowo elektrownia jądrowa na Pomorzu.
Technologie Power-to-X pozwalają na oddzielenie części generowanej mocy od sektora elektroenergetycznego w celu wykorzystania jej w innych obszarach przemysłowych. Wyróżnia się kilka rozwiązań dla tej technologii. Jest to wytwarzanie amoniaku (ang. power-to-ammonia, P2A), wytwarzanie paliw gazowych (ang. power-to-gas, P2G), wytwarzanie zielonego wodoru (ang. power-to-hydrogen, P2H) oraz wytwarzanie paliw ciekłych (ang. power-to-liquid, P2L).
P2X znajduje też zastosowanie w instalacjach opartych na OZE. Wykorzystywanie nadmiaru energii do produkcji szeregu różnych paliw jest bardzo efektywnym sposobem magazynowania energii.
Unia Europejska stawia na zielony wodór
8 lipca 2020 roku Komisja Europejska opublikowała strategię wodorową dla neutralnej klimatycznie Europy. Łączne inwestycje w wodór produkowany z OZE w Europie mogą do 2050 roku sięgnąć 180–470 mld euro, a inwestycje w niskoemisyjny wodór z paliw kopalnych – od 3 do 18 mld euro. W perspektywie do 2024 roku planuje się instalację elektrolizerów zasilanych energią z OZE o mocy co najmniej 6 GW. Będą mogły dostarczyć nawet 1 milion ton zielonego wodoru. W horyzoncie czasowym do 2030 roku – łączna moc elektrolizerów wyniesie 40 GW. To z kolei pozwoli na wyprodukowanie 10 mln ton wodoru. Technologie wodorowe powinny uzyskać dojrzałość po 2030 roku.
Problemem są koszty i brak infrastruktury
Niestety, branża wodorowa też boryka się z wieloma problemami. Co ogranicza rozwój produkcji wodoru zielonego oraz niskoemisyjnego (z użyciem gazu)? Są to koszty jego wyprodukowania. Jak czytamy w komunikacie Komisji Europejskiej w związku z przyjętą strategią wodorową, obecna szacunkowa cena wodoru z paliw kopalnych w UE wynosi około 1,5 EUR/kg. Cena ta w dużym stopniu zależy od cen gazu ziemnego i nie uwzględnia kosztów CO2. Z kolei szacunkowa cena wodoru z paliw kopalnych z wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla wynosi około 2 EUR/kg, podczas gdy wodoru z OZE – 2,5–5,5 EUR/kg.
Droga jest także inwestycja w elektrolizery, chociaż tu pojawia się wiele optymizmu. Tylko w ciągu ostatnich dziesięciu lat koszt elektrolizerów spadł o 60 proc. Komisja Europejska prognozuje, że koszty te będą jeszcze niższe i spadną dodatkowo dwukrotnie w perspektywie do 2030 roku. Podczas gdy około 280 przedsiębiorstw prowadzi działalność w zakresie produkcji i łańcucha dostaw elektrolizerów, a w wykazie projektów zaplanowano budowę elektrolizerów o mocy ponad 1 GW, całkowita europejska zdolność produkcyjna elektrolizerów wynosi obecnie poniżej 1 GW rocznie – wynika z danych Komisji Europejskiej.
Na początku KE szacuje, że powinny pojawiać się na rynku projekty z elektrolizerami o mocy do 100 MW. Będą one instalowane w miejscach, gdzie popyt na wodór jest duży – mowa o rafineriach, hutach stali oraz zakładach koncernów chemicznych. Z czasem zaczną powstawać tzw. doliny wodorowe (ang. Hydrogen Valleys), które będą stanowi lokalne ekosystemu wodorowe.
Polska dołączyła do wyścigu
Polska także przyjęła kluczowy dokument dla sektora wodoru. Rada Ministrów, 2 listopada 2021 roku, podjęła uchwałę w sprawie przyjęcia „Polskiej strategii wodorowej do roku 2030 z perspektywą do 2040 r.”. Celem strategii jest stworzenie polskiej gałęzi gospodarki wodorowej oraz jej rozwój na rzecz osiągnięcia neutralności klimatycznej i utrzymania konkurencyjności krajowej gospodarki. Dokument zakłada 6 głównych celów, wśród których jest produkcja wodoru w nowych urządzeniach, Przewiduje się instalację 2 GW mocy do produkcji wodoru i jego pochodnych z niskoemisyjnych źródeł, procesów i technologii, w tym w szczególności elektrolizerów.
Dane: Ministerstwo Klimatu i Środowiska, Komisja Europejska
