Spis treści
Polska nie ma teraz regulacji dotyczących wodoru, choć polskie przedsiębiorstwa mają całkiem sporo do zaoferowania. Nasz kraj jest trzecim producentem wodoru w UE i piątym na świecie. Roczna produkcja wynosi ponad milion ton i odpowiada za ok. 14 proc. rynku unijnego – szacowało w ubiegłym roku Ministerstwo Energii.
Najwięksi polscy producenci to Grupa Azoty (ok. 420 tys. ton), PKN Orlen i Grupa Lotos oraz JSW. Spółki wykorzystują wodór w zakładach chemicznych i rafineriach na własne potrzeby. Kolejnym źródłem wodoru jest gaz koksowniczy – tu JSW ma potencjał produkcji 72 tys. ton wodoru.
Strategia wodorowa powstanie – według zapowiedzi – na jesieni. Wiosną prace ukończył skupiający naukowców i przedstawicieli państwowych firm zespół ds. gospodarki wodorowej (jeden z czterech zespołów doradczych powołanych przez ministra klimatu Michała Kurtykę). Zespół opracował całkiem niezły raport, który niestety wciąż nie został opublikowany. Najważniejsze rekomendacje to:
- Jak najszybsze opracowanie i przyjęcie planu rozwoju technologii wodorowych w Polsce (horyzont roku 2040) – Strategii Wodorowej.
- Uruchomienie pierwszych przemysłowych instalacji P2G klasy 1 MW (2025), 10+MW (2027), 50+ (2030) na bazie krajowej technologii.
- Komercyjne, subsydiowane do roku 2030, instalacje 10-250 kW z ogniwami paliwowymi (2025) a następnie, zgodnie z modelem japońskim, wdrażane na masową skalę w wariancie malejących subsydiów.
- Dostosowanie oraz demonstracja systemu przesyłu i dystrybucji wodoru na wybranych odcinkach sieci gazowej do 2% w horyzoncie krótkoterminowym (2025) i powyżej 2% w horyzoncie długoterminowym (2027/2030).
- Adekwatne, jednolite ramy legislacyjne wraz z definicjami wodoru jako nośnika energii (z podziałem na jego pochodzenie – zielony, niebieski, szary, etc.) oraz jako komponentu/domieszki do innych paliw, paliw syntetycznych.
Duży znak zapytania
Wiadomo, na jakie sektory gospodarcze postawi rząd, natomiast duży znak zapytania dotyczy tego, jak Polska zamierza przejść z produkcji obecnego „szarego” wodoru wytwarzanego z paliw kopalnych do produkcji wodoru pozbawionego emisji CO2. Do niedawna ten temat był zupełnie pomijany, jednak unijna strategia postawiła na rozwój „zielonego” wodoru, a jego koszty mają też w najbliższej dekadzie wyraźnie spaść.
W lipcu w Ministerstwie Klimatu podpisano list intencyjny w sprawie budowania gospodarki wodorowej. Zakłada przygotowanie odpowiednich regulacji, wdrożenie wodoru jako paliwa transportowego, „stworzenie łańcucha wartości dla niskoemisyjnych technologii wodorowych” i wzmocnienie roli wodoru w budowaniu bezpieczeństwa energetycznego. Hasła są dość ogólne, w skrócie: chodzi o stworzenie najlepszych warunków do inwestowania w technologie wodorowe w Polsce. Ministerstwo Klimatu wspomina o budowie w Polsce fabryki ogniw paliwowych i elektrolizerów. Może też powstać pilotażowa wodorowa elektrociepłownia.
Prąd z wodoru już za kilka lat?
Raport zespołu powołanego przez ministra Kurtykę opisuje też przyszłość elektrowni gazowych, które dziś w UE coraz częściej zastępują węgiel, ze względu na o połowę mniejszą emisję CO2, a co za tym idzie niższe koszty zakupu uprawnień do emisji.
Ale w przyszłości ceny uprawnień wzrosną z dzisiejszych 25 euro do 40-50 euro, co uczyni nawet produkcje prądu z elektrowni gazowych zbyt drogą. Już teraz Europejski Bank Inwestycyjny zastrzega, że nie będzie finansował źródeł emitujących więcej niż 250 kg CO2 na 1 MWh, co eliminuje gaz ziemny.
„Wszyscy producenci turbin gazowych wielkiej mocy oraz szereg producentów turbin mniejszych deklarują zdolność do wytwarzania maszyn zdolnych do współspalania wodoru z gazem ziemnym obecnie lub w okresie najbliższych kilku lat (do roku 2023). Podobnie wszyscy deklarują zdolność do przygotowania rozwiązań umożliwiających podjęcie produkcji turbin spalających czysty wodór do roku 2030” – czytamy w raporcie wodorowego zespołu.
Wodorowy wyścig
Trwa wodorowy wyścig największych firm. W Europie jest w tej chwili kilkadziesiąt dużych projektów, nad którymi pracują największe światowe koncerny energetyczne i chemiczne – Siemens, Shell, Mitsusbishi-Hitachi, Uniper, Exxon, Total, Yara, AkzoNobel, Equinor, Vattenfall, Engie i jeszcze wiele innych firm.
Polskie państwowe spółki energetyczne mogłyby dołączyć do któregoś z nich. Niestety, dotychczas skupiały się głównie na odkupowaniu aktywów węglowych w Polsce, które to aktywa firmy zagraniczne uznały za przestarzałe i chciały się ich pozbyć.
Myśl, że można włączyć się do dużego innowacyjnego projektu zachodniego, po to by zdobyć doświadczenie i wdrożyć podobny w Polsce, jakoś nie może się przebić do świadomości szefów polskiej energetyki, niezależnie od tego, jaka jest ich polityczna proweniencja.
Czytaj także: Świat inwestuje w wodór. To on zastąpi gaz ziemny
Transport – brak stacji, floty i …wodoru
Przemysłowy „szary wodór” aby mógł zostać wykorzystywany w ogniwach paliwowych w transporcie, musi zostać oczyszczony. Możliwość dostarczania takiego wodoru ma Grupa Azoty, Grupa Lotos buduje w Gdańsku pierwszą instalację oczyszczania wodoru połączoną ze stacją tankowania. Kolejne przewidziane są w Warszawie – tu inwestycje zapowiedziało też Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo. Obie spółki – Lotos i PGNiG mają podpisane listy intencyjne o współpracy z Toyotą. Także PKN Orlen zapowiada na przyszły rok trzy huby wodorowe – we Włocławku, Płocku i Trzebini – informował podczas Forum Wizja Rozwoju Józef Węgrecki, członek zarządu spółki.
Pierwsze stacje tankowania zostaną otwarte blisko instalacji przemysłowych, co obniży koszty transportu wodoru. Kolejnym krokiem powinno być budowanie flot. Węgrecki zapowiedział, że w kwietniu ruszyć ma pierwsza lokomotywa wodorowa, efekt współpracy Orlenu z PESĄ. Potencjał ma rynek autobusów napędzanych wodorem – ich producentem jest między innymi Solaris, z którego fabryki pod Poznaniem autobusy wodorowe pojadą już do Holandii, Włoch i Niemiec.
Wybór aut z ogniwami paliwowymi jest mały i są to drogie pojazdy, nie na kieszeń przeciętnego Polaka. Mogą stanowić jednak pewną ekskluzywną niszę pojazdów „z wyższej półki”, większych, wygodniejszych w tankowaniu i lepiej dostosowanych do długich podróży niż auta elektryczne – wynika z niedawnej prezentacji BMW.
Jak zatłoczyć wodór do rury
Ministerstwo Klimatu spodziewa się wzrostu zużycia wodoru w ciepłownictwie, dzięki rozwojowi technologii power-to-gas/liquid. Na razie takiej produkcji jednak nie ma. Plany pilotażowej instalacji w Odolanowie ma PGNiG. Prezes Jerzy Kwieciński w jednym z wywiadów stwierdził, że – według badań – do gazu ziemnego spółka mogłaby dodawać bez większych problemów do 8 proc. wodoru. Biuro prasowe spółki uściśla, że dodatek wodoru w sieci gazowej nie jest to na razie możliwy, a GK PGNiG dopiero rozpoczyna badania nad opracowaniem proporcji, w jakich wodór może być dodawany do metanu, aby taką mieszankę bezpiecznie przesyłać siecią dystrybucyjną i wykorzystywać w urządzeniach i instalacjach zasilanych gazem.
Znacznie bardziej zaawansowane badania poczynił operator gazowej sieci przesyłowej Gaz-System, który uruchomił wspólnie z Niemcami projekt Hyready. W całej UE trwają bowiem prace nad przystosowaniem gazociągów do przesyłu wodoru. Jego zawartość zależy od struktury i składu chemicznego stali.
Z badań GERG ( European Gas Research Group) wynika, że w niektórych miejscach gazowej sieci możliwe jest zatłaczanie do 10 proc. objętości wodoru do gazu ziemnego. Nadal istnieją jednak obszary, w których limit ten jest niedopuszczalny ze względu na bariery techniczne.
Autorzy raportu piszą też, że „wodorowe” gazociągi są droższe. O ile średni koszt gazowej rury o średnicy 500 mm i maksymalnym ciśnieniu roboczym większym niż 6,3 megapaskali wynosi 2 mln zł na km, to taka sama rura z wodorem będzie kosztować 3,4 mln zł. W Polsce jest też możliwość budowy podziemnych magazynów wodoru, aczkolwiek mamy za mało odnawialnych źródeł energii, aby było to opłacalne.
Z kolei w ubiegłym roku Ministerstwo Energii informowało, że „w niektórych przypadkach” rozważany jest dodatek do 10 proc. wodoru. Swoją opinię wyraził w tym roku także Urząd Regulacji Energetyki, który odpowiedział na ankietę Agencji ds. Współpracy Organów Regulacji Energetyki (ACER). W Polsce nie ma przeszkód w dodawaniu wodoru do gazu ziemnego w sieci, ale też nie ma przepisów technicznych, które by to umożliwiały i w praktyce nie jest to możliwe – czytamy w odpowiedziach URE. Urząd ocenił, że nie ma konkretnych planów dopuszczenia dodatku wodoru w sieci gazowej. Choć teraz nie ma rurociągów do transportu 100 proc. wodoru, to – według URE – są projekty budowy takiej sieci.
Hutnicy odstawią koks?
Polska strategia postawi na rozwój infrastruktury dla wykorzystania wodoru w transporcie i w sieciach gazowych, ale czy znajdzie się też zastosowanie wodoru w nowych gałęziach przemysłu? To leżeć będzie w gestii samych zainteresowanych firm. Huty są najlepszym przykładem trudnego do dekarbonizacji przemysłu ciężkiego, który zaczyna stosować wodór, by ograniczyć szkodliwe dla klimatu emisje.
„Bez koksu nie da się produkować stali” – to twierdzenie zostaje właśnie weryfikowane. Teraz węgiel spełnia dwie role: jako reduktor rudy zawierającej tlenki żelaza, co prowadzi do powstania żelaza surowego oraz jako paliwo, które, w procesie spalania (razem z powstającym gazem koksowniczym) wytwarza wysoką temperaturę wymaganą do wytopu. W niedawnym raporcie Arcelor Mittal, największy producent stali w Polsce, opisuje technologię Smart Carbon, która jest oparta na wykorzystaniu wodoru jako reduktora. Szwedzi z końcem sierpnia rozpoczęli produkcję zeroemisyjnej stali na terenie huty SSAB w Luleå, w projekt zaangażowany jest Vattenfall. Ale jest to na razie dużo droższe niż tradycyjne metody wytopu.
Kolor ma znaczenie
Tematu produkcji „zielonego” wodoru nie da się pominąć . Według zapowiedzi ministra klimatu Michała Kurtyki, celem jest budowa instalacji na wodór o mocy 2-4 GW. Teraz nie ma w kraju takiej nadwyżki taniej energii z odnawialnych źródeł, którą opłacałoby się magazynować w formie wodoru. Efektywniej jest przesyłać energię sieciami elektroenergetycznymi. W przypadku dużych nadwyżek w dolinach zapotrzebowania na energię, produkcja wodoru przy wykorzystaniu elektrolizerów napędzanych OZE staje się już atrakcyjna.
Elektrolizery – według eksperckich opracowań uwzględniających Polskę – mogą powstawać przede wszystkim przy farmach wiatrowych na lądzie i na morzu – o czym mówią przedstawiciele PKN Orlen i Polenergii. We Włocławku, gdzie przy zakładach Anwilu powstaje hub wodorowy, wykorzystywany proces elektrolizy daje możliwość docelowej produkcji zielonego, bezemisyjnego wodoru. Jest to możliwe dzięki zasileniu elektrolizera energią elektryczną pochodzącą z odnawialnych źródeł, już obecnie rozwijanych i wdrażanych przez Orlen – podała spółka.
Pilotażowe projekty
Doświadczenia mamy na razie niewielkie. W ubiegłym roku ruszyły przygotowania do uruchomienia pilotażowego projektu badawczo-rozwojowego na farmie PGE Lotnisko. Instalacja o mocy nie do 0,5 MW składać ma się z modułu metanizacyjnego i elektrolizera, ma zostać uruchomiona do 2023 r. Pilotażową instalację przy elektrowni słonecznej w Odolanowie chce postawić PGNiG. PAK rozwija projekt produkcji wodoru z wykorzystaniem energii z biomasy, Polenergia podpisała umowę z Siemensem dotyczącą dekarbonizacji wdrożenia technologii wodorowych.
Jeszcze niedawno głośno było o możliwościach wykorzystania wodoru z gazu koksowniczego. Takie projekty miała JSW, jednak ostatecznie spółka nie dostała dofinansowania z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, a temat ucichł. Coraz mocniejsza jest świadomość, że produkcji wodoru nie może towarzyszyć emisja CO2 i to powinno znaleźć się także w strategii Polski.
