Spis treści
Zwiększenie udziału OZE w bilansie energetycznym
Na rynku ciągle brakuje odpowiednio rozwiniętych, wielkoskalowych magazynów energii oraz usług służących bilansowaniu systemów elektroenergetycznych. Dlatego właśnie wodór, pełniący rolę magazynu energii – odegra istotną rolę w procesie osiągania neutralności klimatycznej określonej w celach Porozumienia Paryskiego. Zatem uruchamianie projektów z aplikacjami stacjonarnymi nie tylko tworzy podwaliny rozwoju OZE, ale także warunkuje boom na rozwiązania wodorowe w transporcie i przemyśle.
– Działając na rynku systemów magazynowania energii dla transportu i magazynów stacjonarnych, obserwujemy w Europie Zachodniej gwałtowny wzrost zainteresowania rozwiązaniami wodorowymi. Pierwsze wdrożenia prezentują producenci autobusów i ciężarówek, a także pociągów. Wiele projektów zapoczątkowali inwestorzy z obszaru OZE wspieranie przez przyjaciół ze świata nauki. Wątpliwości nie zostawiają również analitycy. Słupki wodorowych inwestycji szybują w górę – mówi Krzysztof Dresler, Dyrektor Projektów Wodorowych w Impact Clean Power Technology S.A. Musimy sobie zdawać sprawę, że jako kraj Polska jest dopiero na początku drogi i musimy nadrabiać dystans do liderów. Po tym co zobaczyłem na początku lutego na trade show HyVolution w Paryżu nie mam już żadnych wątpliwości. Europa w transporcie ciężkim będzie coraz wyraźniej wodorowa, a zmiana zadzieje się bardzo szybko.
Rozwój gospodarki wodorowej
Rozwój gospodarki wodorowej wymaga stworzenia całego łańcucha wartości w szczególności budowy: nowych mocy wytwórczych OZE, instalacji do produkcji wodoru i jego pochodnych z niskoemisyjnych źródeł, elektrolizerów, sieci dystrybucji wodoru, stosownej infrastruktury przesyłowej i transportowej, magazynów wodoru, infrastruktury tankowania oraz produkcji ogniw paliwowych wykorzystywanych w energetyce, ciepłownictwie, transporcie i innych sektorach gospodarki.
Strategicznym celem Unii Europejskiej jest osiągnięcie pełnej neutralności klimatycznej do 2050 r. Strategia w zakresie wodoru to swoista roadmapa dążenia Unii Europejskiej do osiągnięcia pełnej dekarbonizacji gospodarki. Należy jednak pamiętać, że dokument ten mówi o tzw. „zielonym wodorze”, a Strategia wodorowa UE określa „czysty (zielony) wodór” i jego łańcuch wartości, jako jeden z kluczowych obszarów umożliwiających odblokowanie inwestycji w celu wspierania zrównoważonego wzrostu gospodarczego i zatrudnienia.
– Należy podkreślić, że strategia wodorowa UE przewiduje zastosowanie wodoru w przemyśle i emobilności, definiując te segmenty jako podstawowych beneficjentów transformacji wodorowej – dodaje Dresler. Ogromne zainteresowanie klientów, już rozpoczętymi przez segment dostawczy Renault oraz segment ciągników siodłowych Volvo projektami aut w pełni wodorowych nie pozostawia złudzeń. Będziemy mieli w IMPACT wielu klientów na nasze wodorowe ogniwo paliwowe, charakteryzujące się bardzo dobrym parametrem długości życia – dodaje.
Jak magazynować energię z OZE
Energia elektryczna może podlegać konwersji i być magazynowana dzięki rozwiązaniom technologicznym Power-to-X (P2X), które wykorzystują nadwyżkę energii do wytwarzania innych nośników. Technologie konwersji Power-to-X pozwalają na oddzielenie części generowanej mocy od sektora elektroenergetycznego w celu wykorzystania jej w innych obszarach przemysłowych. Człon “X” może odnosić się do jednej z wielu różnych koncepcji, tj. wytwarzanie amoniaku (ang. power-to-ammonia, P2A), wytwarzanie paliw gazowych (ang. power-to-gas, P2G), wytwarzanie czystego wodoru (ang. power-to-hydrogen, P2H) oraz wytwarzanie paliw ciekłych (ang. power-to-liquid, P2L).
Optymalnym rozwiązaniem wykorzystującym wodór do produkcji energii elektrycznej i ciepła są kogeneracyjne układy energetyczne oparte na technologii ogniw paliwowych. Ogniwo paliwowe jest to urządzenie, które konwertuje energię chemiczną paliwa na energię elektryczną oraz ciepło. W odróżnieniu od baterii, pracują one tak długo jak dostarczane jest do nich paliwo oraz utleniacz.28 Innym sposobem generowania energii elektrycznej i ciepła na bazie wodoru są turbiny gazowe.
Wykorzystanie niskoemisyjnego wodoru w sektorze budownictwa na potrzeby ogrzewania budynków oraz wody może wspierać proces dekarbonizacji ciepłownictwa w regionach, w których duża część budynków jest podłączona do miejskiej sieci ciepłowniczej lub do sieci dystrybucji gazu ziemnego. Kotły wodorowe lub instalacje mikro-CHP oparte na wodorze mogłyby zastąpić istniejące urządzenia grzewcze. W przyszłości również niektóre gazowe systemy chłodzenia mogłyby zacząć wykorzystywać wodór. Planowane jest również uruchomienie instalacji mikrogeneracyjnych 1-10 kW do wytwarzania wodoru dla instalacji grzewczej lub energii elektrycznej, oraz do zastosowań do zasilania w trudno dostępnych miejscach.
Wodór jest postrzegany jako jedna z ważniejszych dróg do redukcji emisji w transporcie. Ma on potencjał do zastępowania paliw konwencjonalnych szczególnie w transporcie miejskim (autobusy), drogowym (transport ciężki i długodystansowy), pojazdach lekkich flotowych (wózki widłowe, samochody dostawcze, taksówki), kolejowym niezelektryfikowanym (pojazdy kolejowe wyposażone w ogniwa paliwowe), morskim i rzecznym oraz intermodalnym, a w dalszej perspektywie również w lotnictwie, obejmującym także pojazdy bezzałogowe (drony).
Wodór stanie się wkrótce alternatywą dla gałęzi transportu, których elektryfikacja jest nieopłacalna lub niemożliwa. W przypadku drogowego transportu ciężkiego i długodystansowego należy również dążyć do zastępowania silników spalinowych, zasilających naczepy chłodnicze, silnikami elektrycznymi.
Potencjalnych możliwości wykorzystania wodoru należy szukać nie tylko w transporcie drogowym, ale też w zastosowaniach lotniczych, kolejowych i morskich. Kolej napędzana paliwem wodorowym może stać się atrakcyjna w zakresie przewozów towarowych, a przede wszystkim przewozów pasażerskich na poziomie regionalnym i ponadregionalnym. Jej konkurencyjność wzrasta w przypadku transportu na duże odległości.
Jednostki transportu morskiego charakteryzują z kolei wysokie wymagania w zakresie zużycia paliwa i ograniczone możliwości redukcji emisji CO2. Zastosowanie technologii opartych na wodorze i amoniaku może przyczynić się do osiągnięcia celów środowiskowych.
– Obecnie wykorzystanie wodoru w obszarze żeglugi jest ograniczone do małych projektów demonstracyjnych, lecz podążając w kierunku idei green port, zarządy portów coraz aktywniej angażują się w projekty dekarbonizacyjne oraz tworzenie infrastruktury umożliwiającej świadczenie usług w zakresie paliw alternatywnych, w tym wodoru. Zasilanie transportu rzecznego w sposób zrównoważony przyczyni się do redukcji emisji CO2 także na śródlądowych drogach wodnych – dodaje Krzysztof Dresler.
Szersze zastosowanie wodoru może być przewidziane również w odniesieniu do lotniczego transportu bezzałogowego. Tego typu pojazdy stanowią nową ścieżkę wyspecjalizowanych usług o charakterze przewozowym (małogabarytowym), które mogą być wykorzystywane jako wsparcie logistyczne w innych sektorach gospodarki.
Zważywszy na kierunek wyznaczony przez Europejski Zielony Ład i Strategię wodorową UE, celem strategicznym Polski do 2030 r. w zakresie produkcji wodoru jest zapewnienie warunków dla uruchomienia instalacji do produkcji wodoru ze źródeł nisko- i zeroemisyjnych. Rząd RP zamierza objąć wsparciem wyłącznie wodór niskoemisyjny, tj. ze źródeł odnawialnych oraz powstały przy wykorzystaniu technologii bezemisyjnych.
—
Maciej Fischer – projekty wodorowe. ICPT.
