Ostatnie miesiące kluczowe dla przemysłu wodorowego

Nowelizacja ustawy o OZE, wprowadzona ustawą z dnia 17 sierpnia 2023 r., rozszerza możliwości pozyskiwania gwarancji pochodzenia przez wytwórców. Będzie je można pozyskać już nie tylko dla energii elektrycznej wytworzonej w OZE, ale również dla:

• biometanu,
• ciepła albo chłodu,
• wodoru odnawialnego,
• biogazu,
• biogazu rolniczego.

Przypomnijmy: wodór odnawialny to zgodnie z definicją RFNBO [metodologią pozwalającą na liczenie śladu węglowego w całym łańcuchu dostaw] to wodór wyprodukowany w wyniku elektrolizy z udziałem OZE [turbina wiatrowa, PV].

Wodór zatem staje się realnie obiektem zainteresowań ze strony inwestorów czy to na polu ogólnie pojmowanej dekarbonizacji, w przemyśle, w produkcji ciepła i energii czy też dla zastosowań w transporcie publicznym i prywatnym. W Polsce zaczęliśmy również inwestować w technologie wodorowe a firmy i samorządy realnie rozważają możliwości zastosowania wodoru u siebie.

Z każdym dniem staje się dla nas coraz bardziej jasne, że wodór oferuje unikalne i konkretne możliwości dla wszystkich krajów na świecie, aby rozwiązać wspólne wyzwania i osiągnąć nasze cele dotyczące transformacji różnych sektorów zależnych od paliw kopalnych. Technologia ta działa i w wielu przypadkach może być opłacalna dla klientów już dziś.

Wszystkie odcienie wodoru

W zależności od sposobu jego wytwarzania i tego, ile w danym procesie powstaje przy tej okazji CO₂, wodór oznaczamy różnymi kolorami. 94% globalnej produkcji wodoru pochodzi z paliw kopalnianych. W trakcie pozyskiwania tzw. szarego wodoru, na 1 kg tego paliwa do atmosfery emitowane są 2 kg dwutlenku węgla. W drodze elektrolizy, z wykorzystaniem energii ze źródeł odnawialnych, czyli w całkowicie bez emisyjny sposób, na świecie wytwarza się jedynie 4% wodoru. Ale to właśnie ten zielony wodór może być jednym z kluczowych paliw alternatywnych przyszłości, które znajduje szerokie zastosowanie w energetyce, ciepłownictwie, przemyśle i transporcie, umożliwiając ich dekarbonizację.

Przyjęta przez nasz kraj w 2021 r. Polska Strategia Wodorowa (PSW) określa konkretne cele budowy gospodarki wodorowej. PSW przewiduje m.in. tworzenie dolin wodorowych, które zapewnią rozwój przemysłowych zastosowań wodoru, integrację sektorów, znalezienie partnerów biznesowych oraz optymalizację procesów i kosztów.

Wdrożenie zapisów strategii umożliwi ekologiczne wytwarzanie wodoru na skalę przemysłową oraz stopniową budowę w Polsce zeroemisyjnej gospodarki poprzez przyspieszenie procesu dekarbonizacji niektórych obszarów. Jednocześnie inwestycje w wodór pomogą w tworzeniu miejsc pracy i utrzymaniu zrównoważonego wzrostu gospodarczego

Czy jesteśmy gotowi na rewolucję?

Obecnie wymienia się trzy sektory gotowe na wodorową rewolucję. Energetyka, transport i przemysł już dziś wykorzystują nieliczne istniejące rozwiązania wodorowe, poszukując kolejnych, sprawdzonych, a przede wszystkim – działających na szeroką skalę. Jednak zanim wodór na dobre się upowszechni, niezbędna jest budowa infrastruktury, która w pełni powoli na jego wykorzystanie.

– Stworzenie dobrej sieci produkcji, magazynowania i dystrybucji zielonego wodoru stanowi ogromne, strategiczne wyzwanie dla budowania gospodarki państwowej opartej na zasobach własnych – podkreśla Anna Rozkosz, Business Development Director CEE, Metacon AB. – Innowacyjna sieć tankowania i dystrybucji wodoru pozwala na szybkie i ekonomiczne przesyłanie zielonego gazu na duże odległości, co umożliwi lokalnym producentom wodoru sprzedaż w warunkach konkurencyjności oraz zmianę zachowań konsumenckich. Magazynowanie wodoru zapewni bezpieczeństwo energetyczne oraz możliwość zagospodarowania energii w dłuższej perspektywie czasowej. Jest więc kluczowe dla polskiej gospodarki. Dzięki niemu zostaną utworzone regiony samowystarczalne energetycznie przy jednoczesnym pobudzeniu lokalnych zasobów gospodarczych do budowania ekosystemów opartych na gospodarce wodorowej – dodaje

Jak produkuje się wodór?

Wodór (ang. hydrogen) został odkryty przez Henry’ego Cavendisha w 1766 r. Nazwę wymyślił Antoine Laurent de Lavoisier jako złożenie greckich słów oznaczających „wodę” – hydor (ang. water) i „zrodzić” – genen (ang. engender).

Wodór jest bardzo lekkim gazem bez zapachu, reagującym z innym substancjami chemicznymi, co jest jego ogromną zaletą przy zastosowaniach w przemyśle chemicznym oraz rafineryjnym. W atmosferze, w formie niezwiązanej, występuje w śladowych ilościach w dolnych jej warstwach. Obecnie surowcem bazowym do produkcji wodoru jest gaz ziemny. Ogromny wzrost zainteresowania tym gazem wynika z faktu jego znaczącego potencjału energetycznego (120 MJ/kg) oraz braku cząsteczki węgla, co czynni go obiecującym nośnikiem energii w czasach dekarbonizacji.

Aktualnie najbardziej ugruntowaną technologią produkcji wodoru jest elektroliza. Elektroliza wody polega na bezpośredniej konwersji energii elektrycznej na energię chemiczną zawartą w wodorze. W procesie tym energia elektryczna jest doprowadzana do elektrolizera, w którym na skutek przepływu prądu z wody jest produkowany tlen oraz wodór. Obecnie najczęściej wykorzystywane typy elektrolizerów to elektrolizery alkaliczne AEC (ang. Alkaline Electrolysis Cell), elektrolizery z membraną polimerową PEM (ang. Proton Exchange Membrane) oraz elektrolizery stałotlenkowe SOEC (ang. Solide Oxide Electrolysis Cell).

A wodór z biogazu?

Biorąc pod uwagę polski potencjał w zakresie pozyskiwania biogazu (dobrze rozwinięty sektor rolnictwa ) oraz jego zalety takie jak stabilność wytwarzania czy możliwość magazynowania nadmiaru energii, działalność sektora biogazowego może w znaczącym stopniu przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa energetycznego państwa, w szczególności w zakresie zwiększenia niezależności energetycznej i zapewnienia wystarczalności mocy w systemie elektroenergetycznym. Jednocześnie wykorzystanie lokalnych zasobów energetycznych ogranicza import paliw kopalnych.

Kluczowym substratem do produkcji biometanu i wodoru jest również potencjał odpadów komunalnych, który może zostać wykorzystany jako kluczowe paliwo wodorowe w gminach na cele transportowe oraz energetyczne.

Prognoza Krajowego Programu Gospodarowania Odpadami na rok 2028 (KPGO 2028) wskazuje, że za 5 lat zapotrzebowanie na tego typu moce przerobowe sięgnie 830 tys. Mg/rok. Równocześnie, bioodpadów zbieramy daleko więcej. Obecnie, w polskich gminach selektywnie zbiera się ilość bioodpadów znacząco przewyższającą te moce. W 2018 r. było to 1022,4 tys. Mg (dane NFOŚiGW), a w 2020 r. 1473,2 tys. Mg, daje to ogromną motywację do wykorzystania tego typu surowców do wytwarzania nowych produktów energetycznych na terenie gmin.

Reforming parowy odpowiada za ok. 48 proc. całkowitej produkcji wodoru na świecie. Jest to też najczęściej używana obecnie technologia produkcji wodoru w Polsce w przemyśle rafineryjnym i chemicznym.

Proces ten polega na reakcji w wysokiej temperaturze pary wodnej z metanem przy obecności katalizatora metalicznego. W jego efekcie uzyskuje się wodór oraz gazowe produkty uboczne. Technologia reformingu jest najpowszechniej używana w produkcji wodoru z produktów gazowych jak biogaz, biometan czy gaz ziemny. Należy pamiętać , iż w  obecnie obowiązujących dokumentach europejskich gaz ziemny jest tylko technologią przejściową. W ramach przygotowywania projektów inwestycyjnych należy mieć na uwadze poziomy emisyjności, które należy spełnić aby inwestycja mogła zostać zrealizowana. Tego ryzyka nie ma w przypadku produkcji wodoru z odnawialnych źródeł odnawialnych jak biogaz czy biometan.

Wodór paliwem przyszłości

Najważniejszym kierunkiem rozwoju technologii wodorowych jest obecnie zastosowanie wodoru jako paliwa na cele transportowe. Tankować wodór mogą pojazdy wyposażone w ogniwa paliwowe, czyli urządzenia, które potrafią zamieniać energię chemiczną z wodoru na energię elektryczną, służącą do napędzania pojazdu. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że tym samym w pojeździe zachodzi odwrócona elektroliza. W takie ogniwa paliwowe wyposażone są autobusy, ciężarówki oraz samochody osobowe. Najbardziej znanym modelem jest Toyota Mirai, którą już teraz spotyka się na europejskich drogach. Z uwagi na zastosowaną technologię pojazdy wyposażone w ogniwa paliwowe zalicza się, podobnie jak pojazdy elektryczne, do transportu zeroemisyjnego.

Przed europejskim transportem stoi wiele wyzwań. Jednym z największych jest przyjęty w lipcu 2021 r. pakiet uchwał znanych jako Pakiet Fit-for-55. Wprowadzane na jego mocy zmiany będą dotyczyć transportu samochodowego, publicznego, morskiego i lotniczego. Zakłada on odchodzenie od paliw kopalnych na rzecz paliw alternatywnych takich jak wodór, biometan czy inne zielone paliwa znajdujące zastosowanie w lotnictwie i transporcie morskim. Zmiany te są już widoczne również w Polsce, przede wszystkim w sektorze transportu miejskiego, gdzie następuje stopniowa wymiana środków transportu publicznego z konwencjonalnego na zeroemisyjny. Jest to podyktowane również polityką grantową Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, który bezpośrednio wspiera taką wymianę.

– Mając na uwadze potrzebę rozwoju technologii wodorowych oraz fakt, jak wiele już w tym temacie zrobiono, podjęliśmy się organizacji pierwszego w Polsce Kongresu Wodoru, podczas którego będzie można zapoznać się ze zrealizowanymi już projektami, jak również poznać solidnych i doświadczonych partnerów w zakresie dostarczania, produkcji i budowy technologii wodorowych. Swój udział potwierdzają zarówno przedstawiciele firm inwestujących w nowoczesne rozwiązania jak i dostawcy technologii, instytucje finansujące, badające i certyfikujące – praktycznie cały przekrój firm zainteresowanych rozwojem tej technologii. – podkreśla Renata Kałużna, Dyrektor Zarządzający powermeetings.eu i dodaje: – Jako organizator wydarzeń branżowych z 20-letnim już doświadczeniem wiemy doskonale, jak istotne jest dla przedstawicieli każdej branży stworzenie miejsca spotkania, gdzie swoją wiedzą i doświadczeniami podzielą się najlepsi eksperci oraz gdzie można będzie nawiązać nowe relacje biznesowe. Aby pod każdym względem spełnić oczekiwania rynku dokładamy starań i dbamy zarówno o merytoryczną jak i networkingową stronę naszych wydarzeń.

Dla zainteresowanych – Kongres Wodoru odbędzie się w dniach 14-15 marca 2024 w Gdyni – strona www organizatora: www.powermeetings.eu