Wodór ma szansę na zastąpienie paliw ropopochodnych i metanu. Jeśli także o tym jeszcze ktoś nie słyszał, to zapewne usłyszy. I to niebawem. Dlaczego? Ano dlatego, że w polityce energetycznej Unii Europejskiej ten pierwiastek ma miejsce uprzywilejowane. To właśnie on stanowi jeden z głównych elementów pakietu, którego celem jest eliminacja emisji dwutlenku węgla.
Unia stawia na wodór
Na stronie Komisji Europejskiej czytamy: „Wodór może być źródłem energii w sektorach, które nie nadają się do elektryfikacji i umożliwić magazynowanie energii w celu zrównoważenia zmiennych przepływów energii ze źródeł odnawialnych. Można to jednak osiągnąć jedynie dzięki skoordynowaniu działań między sektorem publicznym i prywatnym na szczeblu UE. Priorytetem jest rozwój odnawialnych źródeł wodoru, produkowanego głównie z energii wiatrowej i słonecznej. Jednak w perspektywie krótko- i średnioterminowej potrzebne są inne niskoemisyjne technologie wodorowe, aby szybko ograniczyć emisje i wspierać rozwój rentownego rynku”.
Argumentów podnoszonych przez rzeczników stawiania na wodór jest kilka. Pierwszy ma swoje źródło w polityce i wspomnianym wyżej Europejskim Zielonym Ładzie. Sam w sobie jest on paliwem nieemisyjnym. Oznacza to, że wykorzystując go, na przykład, do wprawienia w ruch samochodu, do atmosfery trafia mniej tak nielubianego i niechcianego przez unijnych urzędników CO2. Unia ma dokładny plan, w ramach którego powinny być realizowane kolejne etapy szerszego wykorzystania wodoru.
Znowu zajrzyjmy na strony Komisji Europejskiej:
– „W latach 2020-2024 wesprzemy instalację w UE elektrolizerów wodorowych zasilanych energią ze źródeł odnawialnych o mocy co najmniej 6 gigawatów elektrolizerów, produkujących do miliona ton odnawialnego wodoru.
– W latach 2025-2030 wodór musi stać się integralną częścią zintegrowanego systemu energetycznego, z elektrolizerami wodorowymi zasilanymi energią ze źródeł odnawialnych o mocy co najmniej 40 gigawatów oraz produkcją do 10 mln ton odnawialnego wodoru w UE.
– W latach 2030-2050 technologie produkcji odnawialnego wodoru powinny osiągnąć dojrzałość i być wdrażane na dużą skalę we wszystkich sektorach trudnych do dekarbonizacji”.
Komentarza wymaga kwestia związana z uzyskiwaniem wodoru. W przyrodzie nie występuje on w czystej postaci. A to oznacza, że koniecznym jest jego pozyskiwanie. Obecnie odbywa to na kilka sposobów. Wykorzystuje się do tego na przykład paliwa kopalne, takie jak ropa naftowa czy węgiel. Jest to tak zwany wodór szary i ma on jedną zasadniczą wadę – jego wytworzenie wiąże się z emisją dwutlenku węgla. Wobec tego znacznie bardziej pożądany jest ten tzw. zielony, który można uzyskać w procesie elektrolizy z wody. Wykorzystuje się do tego także odnawialne źródła energii. Jest jeszcze wodór niebieski, pozyskiwany z gazu metodą, w której dochodzi do eliminacji dwutlenku węgla poprzez jego oddzielenie i wychwycenie.
Metoda pozyskiwania wodoru w procesie elektrolizy z wykorzystaniem OZE jest najkosztowniejsza, co przekłada się na znacznie mniejszą atrakcyjność tak pozyskiwanego paliwa. Dlatego badacze głowią się, jak zmniejszyć te koszty i zbliżyć je chociażby do tych, które trzeba ponieść pozyskując ów pierwiastek z paliw kopalnych. Obecnie zielony wodór jest niemal czterokrotnie droższy od szarego. Ponad 90 procent światowej produkcji wodoru pochodzi z paliw kopalnych.
Przed nami wodorowy szok?
Drugim argumentem na rzecz wodoru jest to, że pozwala się on uniezależnić od importu surowców z zagranicy. Gdyby udało się go tanio pozyskiwać i efektywnie zastosować nie tylko w transporcie, ale także w ciepłownictwie i przemyśle, byłby on znakomitym substytutem dla ropy czy gazu – wskazują zwolennicy tego pierwiastka. A to oznaczałoby pełną suwerenność energetyczną dla krajów, które nie dysponują zasobami paliw kopalnych. Innymi słowy, powszechne zastosowanie wodoru przy założeniu, że uda się opracować technologię niwelującą znaczne koszty jego pozyskiwania i wykorzystywania, to droga do przełomu na światowym rynku energii.
W wypadku wodoru zielonego koniecznym komponentem jest woda. I tu problemem jest fakt, że musi to być woda słodka. A z jej powodu także niebawem mogą wybuchać konflikty. Wiele jednak wskazuje na to, że także ta przeszkoda zostanie pokonana. Naukowcy są coraz bliżej tego, aby zastosowanie do uzyskania wodoru miała woda słona i aby ów proces był opłacalny ekonomicznie.
Do tego wszystkiego pamiętać należy także o tym, że paliwa kopalne to źródła nieodnawialne. W konsekwencji prędzej czy później ich zasoby zostaną wyczerpane. O te aktualnie dostępne toczyć się może – i w zasadzie już się toczy – zacięta rywalizacja pomiędzy państwami chcącymi je eksploatować. Uniezależnienie się od tradycyjnych nośników energii w perspektywie kilkudziesięciu lat może zatem oznaczać zmianę nie tylko technologiczną ale także geopolityczną.
Co ważne ten kraj lub grupa krajów, która rozwinie najbardziej zaawansowane i efektywne metody pozyskiwania i przemysłowego zastosowania wodoru uzyska bardzo dużą przewagę nad innymi – wskazują entuzjaści wodoru. Przed nami więc swoisty przełom na miarę kolei parowej czy telegrafu. Mówiąc żargonem ekonomicznym, to pozytywny szok podażowy dla gospodarek mających dostęp do najnowszych technologii wykorzystywania wodoru jako paliwa. Skorzystają również przedsiębiorstwa, szczególnie te, które nabędą w tym obszarze pogłębione kompetencje oraz infrastrukturę techniczną.
Polska w głównym nurcie zmian
7 lipca 2020 rok to bardzo ważna data dla rozwoju wodoru w Polsce. Tego dnia Ministerstwo Klimatu podpisało list intencyjny z 17 czołowymi spółkami energetycznymi pod znamiennym tytułem „O ustanowieniu partnerstwa na rzecz budowy gospodarki wodorowej i zawarcia sektorowego porozumienia wodorowego”. Sygnatariuszami są między innymi: PKN Orlen, PGNiG, Lotos, Tauron i Grupa Azoty.
Niektóre z tych podmiotów już od jakiegoś czasu prowadzą działania zwiększające ich kompetencje w obszarze energetyki wodorowej. W liście czytamy: „Sygnatariusze uznają, że rozwój technologii wodorowych jest jednym z kluczowych elementów umożliwiających przeprowadzenie procesu transformacji gospodarki w kierunku nisko- i zeroemisyjnym. Wykorzystanie krajowego potencjału naukowo-badawczego i gospodarczego, w szczególności przemysłu, przyczyni się do rozwoju nowych kompetencji, budowy nowych sektorów gospodarki, a także do wzmocnienia konkurencyjności polskich firm na rynkach międzynarodowych”.
Zatem kierunek został obrany.
