Wodór może mieć wiele zastosowań, choć wizje rozwoju są różne (RELACJA)
Eksperci wyraźnie podkreślają, że wodór będzie paliwem przyszłości. Jednak aby to się stało należy rozbudować moce z odnawialnych źródeł energii, choć naukowcy mają różne wizje i spierają się o kierunki wykorzystania tego nośnika energii.
16 listopada 2023 roku na Uniwersytecie Warszawskim odbyła się trzecia edycja Hydrogenconference.pl podczas której zaprezentowano raport “Prognoza zapotrzebowania na wodór odnawialny RFNBO w Polsce do 2030 roku”. Raport został przygotowany przez zespół naukowców pod kierunkiem doktora hab. Grzegorza Tchorka, profesora Instytutu Energetyki, który dotyczył przede wszystkim sektora przemysłowego (przemysł chemiczny, rafineryjny, hutnictwo, ciepłownictwo i elektroenergetyka), transportowego (transport morski, lotniczy i lądowy).
Główne wnioski z raportu “Prognoza zapotrzebowania na wodór odnawialny RFNBO w Polsce do 2030 roku” zostały przedstawione przez dr hab. Grzegorza Tchorka, wicedyrektora Instytutu Energetyki. Jednym z głównych wniosków wynikających z raportu jest zobowiązanie Polski do realizacji celu przemysłowego w postaci 42 procent wodoru odnawialnego oraz paliw pochodnych do 2030 roku. Punktem odniesienia raportu pozostaje unijna dyrektywa RED III oraz rozporządzenia FuelEU Maritime, REFuelEU Aviation i AFiR. Skupiono się na perspektywie czasowej do 2030 roku, w ramach której dokonano szacowania popytu na wodór w poszczególnych sektorach w dwóch scenariuszach – bazowym oraz rozszerzonym.
W sektorze przemysłowym, gdzie w 2022 roku największym konsumentem wodoru był sektor rafineryjny oraz chemiczny (produkcja nawozów), popyt na wodór odnawialny może wynosić w 2030 roku odpowiednio ok. 190 tysięcy ton wodoru w scenariuszu bazowym oraz w scenariuszu rozszerzonym ok. 211 tysięcy ton. Łącznie popyt na wodór RFNBO w 2030 roku może wynosić w scenariuszu bazowym ok. 227 tysięcy ton wodoru oraz ok. 250 tysięcy ton wodoru w scenariuszu rozszerzonym.
Według raportu dla realizacji produkcji wymaganych wolumenów wodoru RFNBO w 2030 roku niezbędne będą inwestycje na poziomie 37,6 – 41,2 miliardów złotych w fotowoltaikę w przedziale 32,69 – 36,19 miliardów złotych, a w wiatraki lądowe między 38,4 a 40,8 miliardów złotych. Przy założeniu 10-letniego okresu wsparcia (lata 2027-2037) dla projektów realizujących cele RFNBO na 2030 rok wymagany poziom pomocy publicznej może wynieść 31– 34 miliardów złotych. Dr Tchorek podkreślił, że ok. 50-60 procent wodoru niezbędnego do realizacji unijnych celów będzie pochodziło z importu. Potencjał importowy Polski wynosi ok. 160 tysięcy ton rocznie.
Podczas debaty 1 na 1 brał udział badacz megatrendów, dziennikarz i ekspert Marcin Popkiewicz oraz dr hab. inż. Jakub Kupecki, dyrektor Instytutu Energetyki. Forma debaty obejmowała serię 10 pytań, na które kolejno odpowiadali zaproszeni eksperci. Zagadnienia obejmowały m.in. rolę wodoru w systemie elektroenergetycznym, wykorzystanie wodoru jako magazynu energii, a także paliwa dla transportu.
Zdaniem dr Kupeckiego wodór będzie narzędziem do zagospodarowania ciężkiego przemysłu, choć niekoniecznie ciepłownictwa. Z kolei według Popkiewicza rola wodoru przypada przede wszystkim na miejsca, które nie będą mogły zostać zelektryfikowane – m.in. rafinerie czy produkcja nawozów azotowych. Dodał, że w transporcie lotniczym czy dalekomorskim nie można mówić o wykorzystaniu baterii, w związku z czym chemiczne nośniki energii właśnie tam najlepiej spełnią swoją rolę. Jak zaznaczył badacz megatrendów, efektywność transportu elektrycznego jest mniej więcej dwukrotnie większa niż wodorowego.
Według Popkiewicza perspektywa produkcji wodoru z węgla lub gazu jest „nie do przyjęcia”. Zaznaczył, że niezbędne jest zapewnienie dostaw taniej energii, która przede wszystkim ma pochodzić z OZE. Z kolei dr Kupecki nie wykluczył wykorzystania energii jądrowej w procesie elektrolizy. Zaznaczył jednak, że nie jest pewne, czy wystarczy rezerw mocy dla elektrolizerów.
Podczas pierwszego panelu dyskusyjnego pt. “Ile wodoru potrzebuje Polska gospodarka” dyskutowano na temat gotowości poszczególnych branż na implementację rozwiązań wodorowych. Szczególnie skupiono się na dyskusji o przemyśle ciężkim, ciepłownictwie oraz przemyśle nawozowym.
Na początku omówiono kwestię tego, w jaki sposób w Polsce pojawi się ilość zielonej energii wystarczająca do produkcji wodoru, biorąc pod uwagę obecny stan rozwoju OZE nad Wisłą. Zdaniem Olgi Sypuły, dyrektor European Energy Polska, w Polsce niezbędne są ilości odnawialnych źródeł energii znacznie większe niż te, które pojawiają się w obecnych założeniach. – Przede wszystkim potrzebujemy stabilnych regulacji oraz poluzowania obecnie obowiązujących rozwiązań prawnych – zaznaczyła Sypuła.
– Jeżeli chcemy produkować wodór, musimy bardzo szybko zbudować bardzo dużo instalacji OZE – mówiła.
Eksperta podkreśliła również wagę rozwoju polskiego offshore’u, który mógłby być częściowo zagospodarowany do rozwoju technologii wodorowych. – Uproszczenie procedur, obecność stabilnego środowiska legislacyjnego dla przedsiębiorców oraz inwestorzy – skomentowała Sypuła.
Jak powiedział prof. UW dr hab. Tomasz Gackowski, dyrektor zarządzający Agencji Rozwoju Przemysłu (ARP), rozwój technologii wodorowych powinien przyczynić się do zmniejszenia emisyjności gospodarki. – Tam, gdzie nie ma szans na elektryfikację, tam jest szansa na wodór. Ustawodawstwo związane z linią bezpośrednią zmierza w dobrym kierunku, widzimy również poprawę w ekonomice magazynów bateryjnych oraz chemicznych. Naszym celem jest po pierwsze spadek emisyjności, a po drugie trzymanie pojawiających się kosztów w ryzach. Pamiętajmy, że importowanie tak dużej ilości węglowodorów jest geopolitycznie niezwykle ryzykowne. Wytwarzanie i magazynowanie energii na miejscu może być kosztowne, jednak zapewni to większą przewidywalność – powiedział Gackowski.
Jak zaznaczyła Olga Sypuła, gospodarka wodorowa „nie jest futurystyką”. – Obecnie z sukcesem realizujemy nasz pierwszy projekt w Danii z elektrolizerem o mocy 50 MW. Będziemy produkować nie tylko sam wodór, ale paliwo syntetyczne, które można łatwo transportować i wykorzystywać w przemyśle. Nasza pierwsza instalacja będzie produkować e-metanol dla Maersk, podpisaliśmy z nimi dużą umowę ramową na kilka takich hubów e-metanolowych. Dodatkowo podpisaliśmy umowę z LEGO, Novo Nordisk, Circle K – dla wszystkich będziemy produkować paliwa syntetyczne z instalacji wodorowych – powiedziała.
Według Sypuły w oparciu o stabilne biznesowe partnerstwa, zmienioną i sprzyjającą legislację oraz środki z Krajowego Planu Odbudowy będzie można z powodzeniem rozwijać w polską gospodarkę i transport oparty na zielonym wodorze.
– Dania zaimplementowała system wsparcia do produkcji wodoru, będący systemem aukcyjnym, podobnym do tego, który funkcjonuje w Polsce dla OZE. Instalacja, którą obecnie budujemy – 50 MW elektrolizy – posiada moc 230 MW pochodzącą fotowoltaiki i będzie zasilana również instalacjami z sieci wiatrowych. Muszą być to wielkoskalowe instalacje hybrydowe, o wartościach 200-300 MW instalacji OZE. Jednak należy pamiętać, że bez systemów wsparcia technologia ta nigdy nie będzie konkurencyjna – podkreśla Sypuła.
Zdaniem Pawła Ponety, dyrektora ds. badań i innowacji w Grupie Tauron, wykorzystanie wodoru w sektorze elektroenergetycznym jest związane z szansą na wyjście z nowym produktem na rynek. – Obecnie wykorzystujemy wodór w pewnego rodzaju procesach wewnętrznych, jednak jest ono marginalne. Z tego powodu nasze ambicje są takie, aby równolegle do rozwoju OZE i dekarbonizacji, rozwijać moce wytwórcze w wodorze, który będzie w przyszłości dodatkową gałęzią przychodu. Dzięki temu pozwolą one na to, aby wspólnie z rynkiem i przemysłem zbudować dodatkowe alianse – zaznaczył Poneta.
Jako drugi element wymienił on kwestię przesycenia rodzimego rynku zmiennopogodowymi źródłami energii. – Z tego też powodu wodór będzie narzędziem do efektywniejszego wykorzystania źródeł – nie będziemy sprzedawać energię z polskich źródeł po niskich cenach, tylko w tym czasie produkować wodór, który byłby dużo bardziej marżowy dla Taurona – powiedział.
Poneta wspomniał również, że Grupa Tauron pracuje obecnie nad przedsięwzięciem, które w latach 2026-2027 pozwoli na produkcję ok. 600 ton wodoru rocznie. Grupa pozostaje w dialogu z przemysłem i sektorem transportowym. – Jeżeli chodzi o nasze cele wewnętrzne, bardzo mocno skupiamy się na ciepłownictwie. Posiadamy w Grupie ok. milion klientów i w perspektywie krótkoterminowej istnieje przestrzeń do tego, aby wykorzystać wodór i jego pochodne do dekarbonizacji ciepłownictwa – zaznaczył Poneta.
– Uruchomiliśmy już projekt z Politechniką Śląską, gdzie testujemy pochodne wodoru, w tym przypadku amoniak, gdzie chcemy go spalać w konwencjonalnych silnikach tłokowych w kogeneracji – mówił przedstawiciel Tauronu.
Podczas drugiej sesji pt. “Transport i dystrybucja wodoru” dyskutowano na temat wyzwań, przed jakimi stoją ekosystemy gospodarcze, klastry i doliny wodorowe. Poruszono również kwestię technologii magazynowania wodoru i jego transportu w zależności od stanu skupienia i wolumenów.
Jak zauważył dr Jacek Jaworski, dyrektor Instytutu Nafty i Gazu oraz członek Izby Gospodarczej Gazownictwa, polski sektor gazowniczy posiada ogromne doświadczenie w zakresie transportu tego gazu ziemnego, jednak obecne systemy gazownicze nie są dobrze przygotowane na przyjęcie nawet mieszaniny gazu z wodorem. Mimo tego, jak podkreślił dr Jaworski, istnieje wiele obszarów, szczególnie w systemie dystrybucyjnym, które po niewielkiej modyfikacji mogą być gotowe na przyjęcie do ok. 10 procent składu objętościowego wodoru w gazie. Jak zaznacza dr Jaworski, pozwoli to na transport 1,7 miliardów m sześc. wodoru rocznie.
Z kolei dr inż. Andrzej Morawski z Instytutu Wysokich Ciśnień PAN przedstawił unikatowy w skali Polski zbiornik wysokociśnieniowy do magazynowania wodoru. Jak zaznaczył naukowiec, jest on bezpieczny i posiada dwie warstwy podtrzymania ciśnienia wewnętrznego. W zbiorniku mieści się ok. 4 kg surowca. Zbudowany jest on z włókien węglowych oraz bazaltowych. Jak podaje dr Morawski, istnieje szansa na skonstruowanie dużych zbiorników na kilkanaście ton wodoru, m.in. dla Grupy Azoty.
Dr Paweł Pikus, wiceprezes Gaz System podkreślił, że jednym z ważnych elementów jest tworzenie sieci szkieletowej wodorociągów w ramach Unii Europejskiej. Korytarz Bałtycko-Nordycki pozostaje istotnym przedsięwzięciem. Jak zaznaczył dr Pikus nie jest on jedynie „projektem teoretycznym”. Litwini koordynują już działania całej grupy i kończą wybór partnera, który będzie odpowiedzialny za opracowanie studium wykonalności. – Korytarz ma z jednej strony służyć zaspokojeniu potrzeb pozostałych państw europejskich (np. Niemiec), jednak rozmowy prowadzone przez Gaz System wskazują na silne zainteresowanie krajowych odbiorców – mówił wiceprezes Pikus.
Trzecia sesja hydrogenconference.pl pt. “Dekarbonizacja transportu” dotyczyła kluczowych dylematów rozwoju infrastruktury oraz możliwości zapewnienia wodoru odnawialnego, określanego potocznie jako tzw. zielony wodór. Omówiono również kwestię upowszechnienia rozwiązań poza sektorem pojazdów osobowych i komercjalizację rozwiązań w transporcie ciężkim, lotniczym i morskim.
Jak zaznaczył dr hab. inż. Andrzej Szałek, Doradca Zarządu w Toyota Central Europe, wybór rodzaju napędu w aucie osobowym pozostawia się klientom i rynkowi. – Nasze doświadczenie pokazuje, że klienci przede wszystkim kierują się dostępnością rodzaju paliwa na danym rynku, kosztem użytkowania pojazdu oraz funkcjonalnością pojazdu – mówił przedstawiciel Toyoty.
Dr Szałek podkreślił, że Toyota oferuje samochody z napędem spalinowym, hybrydowym, elektrycznym, ale widzi też przyszłość w napędzie wodorowym. – Od 2015 roku napęd wodorowy pojawił się nie tylko w samochodach osobowych, ale również w ciężarówkach, półciężarówkach, samochodach dostawczych, lokomotywach. Według dr Szałka wymienione napędy uzupełniają się, a firma nie jest w stanie w pełni postawić tylko i wyłącznie na jeden ich rodzaj.
Robert Adamczewski, dyrektor ds. rozwoju European Energy Poland poinformował, że jego firma skupia się na produkcji paliwa syntetycznego e-metanolu z wodoru, dzięki czemu unika się dylematów związanych z przewozem i przechowywaniem wodoru. Adamczyk podkreślił, że Maersk – jeden z największych na święcie operatorów kontenerowych, zdecydował się na szybsze wprowadzenie e-metanolu w związku z naciskami klientów, którzy wymagają, aby ich produkty były transportowane w sposób ekologiczny.
– Żywotność statków w porównaniu do aut czy autobusów jest o wiele dłuższa. W związku z tym część jednostek Maersk – ok. 700 jednostek pływających – będzie przerobiona na napęd e-metanolowy. – podkreślił. Według Adamczewskiego Maersk nie zwalnia tempa i w planach znajduje się kolejny hub wodorowy w Teksasie oraz w Brazylii.
Pytany o pozyskiwanie dwutlenku węgla Adamczewski odpowiedział, że do wspomnianego projektu CO2 uzyskuje się z biogazowni, zaznaczył jednak, że muszą być one odpowiednio duże. Ekspert zaznaczył, że nie martwiłby się wysokością ceny technologii w przyszłości. – Musimy zdać sobie sprawę, że metanol nie będzie aż tak drogi, abyśmy mieli żądać za niego 30-60 złotych.
W dalszej części sesji poruszono kwestię obniżania kosztów transportu wodorowego. Andrzej Szałek zaznaczył, że pojawienie się napędu wodorowego w Toyocie nie było kwestią odpowiedzi na pytanie od kogo firma pozyska ogniwa, a ile ją będzie kosztowało opracowanie i wprowadzenie tej technologii. – W samochodzie wodorowym, podobnie jak w samochodzie hybrydowym, mamy 15-krotnie mniejszą baterię, niż w aucie bateryjnym, w związku z czym jesteśmy – upraszczając – 15-krotnie mniej uzależnieni od dostawców baterii – mówił dr Szałek.
– W ogniwach paliwowych samochodu wodorowego występuje mniej platyny, niż w każdym katalizatorze w aucie spalinowym. Jednak główny koszt stanowi czas produkcji jednego ogniwa – podkreślił dr Szałek. – O ile produkcja ogniw pierwszej generacji zajmowała 15 minut, o tyle obecne wersje zajmują 15 sekund. W ten sposób zasadniczo obniżyliśmy koszt produkcji ogniwa. Trzecia generacja, która planowana jest na 2026 rok, będzie o 20 procent bardziej efektywna, a jej cena będzie 37-50 procent niższa w stosunku do obecnego ogniwa – mówił przedstawiciel Toyoty.
Czwarta, ostatnia sesja konferencji pt. “Finansowanie zielonego wodoru” obejmowała kluczowe zagadnienia dotyczące nakładów inwestycyjnych na technologie wodorowe oraz koszty energii pierwotnej niezbędnej do jego wytworzenia. Dyskutowano o finansowaniu technologii wodorowych ze źródeł krajowych, europejskich, a także finansowania dłużnego.
W pierwszej części konferencji poruszono kwestię roli wodoru w transformacji energetycznej. – We wszystkich możliwych programach, gdzie tylko istnieje szansa uwzględnienia komponentu wodorowego, próbujemy wpisać go jako widoczną możliwość finansowania ze strony instytucji rządowych. Niestety, z przykrością muszę powiedzieć, że nie mamy tych projektów zbyt wiele, pomimo chęci ich promocji – zaznacza Artur Michalski, wiceprezes Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
– W przypadku transportu możemy pochwalić się zrealizowanymi projektami, takimi jak stacje wodorowe w Rybniku, Poznaniu czy Bielsko-Białej. Kolejne zadanie realizowane jest przez spółkę ZE PAK i dotyczy produkcji autobusów wodorowych. Pieniędzy w zasadzie jest pod dostatkiem, jednak – jak wspomniałem – brakuje dobrych projektów. Tymczasem poza NFOŚiGW, ogromne możliwości finansowania takich przedsięwzięć ma również Polski Fundusz Rozwoju oraz Bank Ochrony Środowiska – podkreśla wiceprezes Artur Michalski.
W kolejnej części panelu prelegenci dyskutowali na temat tego, gdzie w pierwszej kolejności powinny być lokowane środki na rozwój gospodarki wodorowej. Według Łukasza Beresińskiego, dyrektora departamentu analiz branżowych BGK, zielony wodór powinien zastąpić obecnie wykorzystywany szary wodór w sektorze chemicznym i naftowym.
– Kolejnym obszarem są branże, w których wodór mógłby zastąpić paliwa kopalne, węgiel bądź gaz, np. w ciepłownictwie. Oczywiście jest to dalsza perspektywa, gdzie wodór mógłby zaistnieć. Trzecim obszarem jest sektor transportu. Najpewniej na pierwszym miejscu znajdzie się transport towarowy, dalekodystansowy, morski, kolejowy i lotniczy. Jeśli chodzi o transport osobowy, krótkodystansowy, uważam, że wiele będzie zależało od rozwoju technologii bateryjnych. W przypadku, w którym efektywność technologii magazynowania energii ulegnie znaczącej poprawie, pojemność baterii zostanie zwiększona a czas ich ładowania zostanie skrócony, to potencjał wodoru będzie zapewne ograniczony. Niemniej jednak jeśli, np. ograniczona dostępność metali ziem rzadkich spowoduje, że skalowalność i efektywność baterii nie wzrośnie, wówczas możemy spodziewać się wzrost roli wodoru jako źródła stabilizującego energię z OZE oraz paliwo wykorzystywane w transporcie osobowym – mówił przedstawiciel BGK.
W kolejnej części panelu omówiono rolę BGK w zmniejszaniu ryzyka inwestycyjnego projektów wodorowych. Jak podkreśla Beresiński, w tej chwili brakuje modeli czy projektów wodorowych, które same z siebie zapewniałyby rentowność, stąd konieczne są mechanizmy wsparcia. Ekspert zaznacza, że wprowadzony przez UE mechanizm aukcyjny w ramach Europejskiego Banku Wodoru wydaje się dość ciekawy. – Podmiot, który przystępuje do aukcji musi wykazać, że posiada umowy na minimum 60 procent energii elektrycznej niezbędnej do produkcji wodoru, ale musi też pokazać przedwstępne umowy na sprzedaż minimum 60 procent wolumenu produkowanego wodoru. Jest to dość dobry pomysł, ponieważ rynek wodorowy dopiero się tworzy i nie możemy wspierać wyłącznie strony podażowej bądź popytowej, ponieważ istnieje wtedy ryzyko niepowodzenia projektu, a tym samym marnotrawstwa środków publicznych – mówił dyrektor Beresiński.
Pełna relacja video z konferencji oraz Raport “Prognoza zapotrzebowania na wodór odnawialny RFNBO w Polsce do 2030 r.” dostępne na stronie hydrogenconference.pl – Strona główna
Dr inż. Paweł Poneta – Dyrektor Wykonawczy ds. Badań i Innowacji, TAURON Polska Energia
Strategia wodorowa, regulacje w ramach Fit for 55, RePowerEU i pakietu gazowego zakładają dynamiczny rozwój rynku wodoru w następnych latach w Unii Europejskiej. Zgodnie ze strategią na lata 2022-2030 r. (z perspektywą do 2040 r.) TAURON planuje nie tylko wzrost mocy OZE do 3.7 GW w 2030 roku, ale również zaangażowanie w inicjatywy w ramach rynku zielonego wodoru. Dla rozwoju rynku wodoru konieczna jest współpraca sektora energetyki i przemysłu.
Do rozwoju rynku wodoru potrzebne są m.in.: efektywne i przejrzyste regulacje, tak aby zapewnić przewidywalność otoczenia regulacyjnego dla inwestorów, dodatkowe fundusze oraz określenie definicji poszczególnych rodzajów wodoru.
W zakresie projektowanego aktualnie Europejskiego Banku Wodoru, potrzebujemy pogłębionych analiz szczególnie w obszarze okresu wsparcia (powyżej 10 lat), budżetu (aktualnie to tylko 800 mln EUR) oraz dystrybucji środków między państwami członkowskimi.
Konferencja została zorganizowana przez:
Klub Energetyczny
Wydział Zarządzania Uniwersytetu Warszawskiego
Instytut Energetyki – Instytut Badawczy
Główny Partner Energetyczny:
Tauron Polska Energia
Partnerzy:
Agencja Rozwoju Przemysłu
Bank Gospodarstwa Krajowego
European Energy Polska
Toyota Motor Europe
Partnerzy Merytoryczni:
Izba Gospodarcza Gazownictwa
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Patronat Honorowy:
Ministerstwo Klimatu i Środowiska
PGE chce wykorzystać nadwyżki energii z offshore’u do produkcji wodoru
