Chmiel: Unijna strategia wodorowa to dopiero początek drogi

19 października 2020, 07:30 Energetyka
wodór
Wodór. Źródło: flickr

„Strategia w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu” z lipca 2020 roku podsumowuje dotychczasowe działania i prognozuje rozwój wodoru nawet do 2050 roku. Tak naprawdę jest to dopiero początek drogi tego paliwa – pisze Piotr Chmiel, współpracownik BiznesAlert.pl.

Większa skala i bezemisyjność

Wodór stanowi obecnie niewielką część światowego i unijnego koszyka energetycznego i jest nadal w dużej mierze wytwarzany z paliw kopalnych, w szczególności z gazu ziemnego i węgla. Związane z tym roczne emisje wynoszą w UE 70–100 mln ton CO2 . Aby wodór przyczynił się do osiągnięcia neutralności klimatycznej jego stosowanie musi odbywać się na znacznie większą skalę, a produkcja musi stać się w pełni bezemisyjna.

Wiele sygnałów wskazuje, że zbliżamy się do przełomowego punktu. Co tydzień ogłasza się nowe plany inwestycyjne, często w skali gigawatów. Np. w okresie od listopada 2019 roku do marca 2020 roku, wg. analityków, wykaz planowanych do 2030 roku globalnych inwestycji w elektrolizery powiększył się z 3,2 GW do 8,2 GW (z czego 57 procent w Europie), a liczba przedsiębiorstw, które przystąpiły do międzynarodowej Rady Wodorowej, wzrosła z 13 w 2017 roku do obecnie 81.

Łączne inwestycje w wodór odnawialny w Europie mogą do roku 2050 sięgnąć 180–470 mld euro, a inwestycje w niskoemisyjny wodór z paliw kopalnych – od 3 do 18 mld euro. Przy wiodącej roli UE w dziedzinie OZE mogą powstać technologie wodorowe mogące zapewnić miejsca pracy nawet dla miliona osób. Według szacunków analityków czysty wodór mógłby zaspokoić nawet 24 procent światowego zapotrzebowania na energię do 2050 r., przy rocznej wartości sprzedaży w wysokości 630 mld euro.

Priorytetem UE jest rozwój produkcji wodoru odnawialnego z wykorzystaniem głównie energii wiatrowej i słonecznej. Wodór „odnawialny” (zielony) jest wariantem najbardziej zbieżnym z długoterminowym celem w zakresie neutralności klimatycznej. Wybór wodoru odnawialnego wynika z wiodącej roli europejskiego przemysłu w produkcji elektrolizerów. Do roku 2050 wodór odnawialny powinien być stopniowo wprowadzany na dużą skalę równolegle do rozwoju produkcji energii ze źródeł odnawialnych, w miarę rozwoju technologii i obniżania kosztów produkcji. Przewiduje się w UE 3 fazy rozwoju energetyki opartej o wodór.

W pierwszej fazie, w latach 2020–2024, celem strategicznym jest zainstalowanie zasilanych energią ze źródeł odnawialnych elektrolizerów o mocy co najmniej 6 GW, które mogłyby wyprodukować nawet 1 milion ton wodoru w UE. Produkcja ta może się przyczynić do dekarbonizacji obecnej produkcji wodoru np. w sektorze chemicznym oraz ułatwiać wprowadzenie wodoru w nowych zastosowaniach końcowych, takich jak inne procesy przemysłowe i być może transport ciężki.

W drugiej fazie, w latach 2025–2030, wodór musi stać się nieodłączną częścią zintegrowanego systemu energetycznego. Strategicznym celem jest zainstalowanie do 2030 roku elektrolizerów zasilanych z OZE o mocy co najmniej 40 GW, które będą mogły wyprodukować nawet 10 milionów ton wodoru odnawialnego w UE.

W trzeciej fazie, od 2030 do 2050 roku, technologie związane z wodorem odnawialnym powinny osiągnąć dojrzałość i być wdrażane na dużą skalę w celu dotarcia do wszystkich sektorów, w których trudno doprowadzić do obniżenia emisji gazów cieplarnianych. Na tym etapie należałoby znacznie zwiększyć produkcję energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, ponieważ około ¼ takiej energii mogłaby być wykorzystywana do produkcji wodoru odnawialnego.

Ponadto fundusz innowacyjny utworzony z unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS), z którego na finansowanie niskoemisyjnych technologii przeznaczone zostanie łącznie ok. 10 mld euro w latach 2020–2030 ma możliwości wsparcia pierwszych innowacyjnych technologii opartych na wodorze. Wsparcie z funduszu może znacznie zmniejszyć ryzyko dużych i złożonych projektów i w związku z tym oferuje wyjątkową możliwość przygotowania takich technologii do wprowadzenia ich na szeroką skalę. Pierwsze zaproszenie do składania wniosków w ramach funduszu zostało opublikowane 3 lipca 2020 roku.

Na podstawie oceny kosztów przeprowadzonych przez Międzynarodową Agencję Energetyczną (MAE), Międzynarodową Agencję Energii Odnawialnej (IRENA) i Bloomberg New Energy Finance (BNEF) przewiduje się, że po 2030 r. koszty działania elektrolizerów zmniejszą się z 900 do 450 euro/kW lub nawet mniej, natomiast po 2040 roku powinny spaść do 180 euro/kW.Natomiast koszty związane z CCS (wychwyt CO2) spowodują zwiększenie kosztów z 810 EUR/kWh do 1512 euro/kWh. Szacuje się, że w 2050 roku koszty te wyniosą 1152 EUR/kWh (MAE, 2019 rok).

Obecna szacunkowa cena wodoru z paliw kopalnych w UE wynosi około 1,5 EUR/kg. Cena ta w dużym stopniu zależy od cen gazu ziemnego i nie uwzględnia kosztów CO2. Z kolei szacunkowa cena wodoru z paliw kopalnych z CCS wynosi około 2 euro/kg, podczas gdy koszt wodoru odnawialnego wynosi – 2,5–5,5 euro/kg. Aby wodór z paliw kopalnych z wychwytywaniem dwutlenku węgla mógł konkurować z wodorem z paliw kopalnych ceny emisji CO2muszą być rzędu 55–90 euro za tonę CO2.

Jak widać powodzenie wodoru będzie w dużej mierze zależeć od ceny tony CO2. Przywołana cena min. 55 euro/tonę CO2 (250 zł) powinna nam dać do myślenia bo to odpowiada mniej więcej obecnej giełdowej cenie 1 MWh energii elektrycznej. Należy mieć nadzieję, że cele zawarte w PEP 2040 czy polska strategia dla wodoru realnie wyznaczą cenę CO2 w przyszłości ze wszystkimi jej skutkami.Co jest jeszcze ważne – z komunikatu wyraźnie wynika, że tak naprawdę rynek wodoru dopiero trzeba stworzyć. Nawet w przypadku zastosowania wodoru w komunikacji są duże wątpliwości (ewentualnie transport ciężki). Zapewnienia polityków, że już za miesiąc czy dwa ruszy masowa produkcja wodoru można włożyć między bajki. Wszystko jest dopiero do wymyślenia i stworzenia, z optymistyczną nutą, do 2030 roku, bo póki co jeszcze obowiązują prawa fizyki, o czym nie należy zapominać.

Chmiel: Napęd wodorowy – oczekiwania vs. rzeczywistość