Chmiel: Zaklęcia wodorowe versus prawa fizyki

13 listopada 2020, 07:30 Energetyka
Ursula von der Leyen. Fot. Komisja Europejska
Ursula von der Leyen. Fot. Komisja Europejska

Komisja Europejska przedstawiła „Strategię w zakresie wodoru na rzecz Europy neutralnej dla klimatu” w której perspektywy dla tego nośnika energii są bardzo optymistyczne. Dokument praktycznie skupia się na samych zaletach natomiast pomija problemy techniczne, których niestety jest całkiem sporo. Jak widać optymizm polityków nie zawsze jest zgodny z „banalnymi” prawami fizyki – pisze Piotr Chmiel, współpracownik BiznesAlert.pl.

Wodór – wraz z elektryfikacją w oparciu o energię z odnawialnych źródeł energii oraz z bardziej efektywnym wykorzystaniem zasobów w obiegu zamkniętym – będzie, wg. przedstawicieli UE, odgrywał istotną rolę w zintegrowanym systemie energetycznym przyszłości. Rozpoczęcie wykorzystywania czystego wodoru na dużą skalę i w szybkim tempie ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia przez UE ambitnego celu w zakresie klimatu jakim jest, racjonalna pod względem kosztów, redukcja emisji gazów cieplarnianych do 2030 roku o co najmniej 50–55 procent. W opublikowanej w listopadzie 2018 r. strategii UE, osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 roku, przewiduje się, że udział wodoru w miksie energetycznym Europy wzrośnie z obecnego poziomu poniżej 2 do 13–14 procent do 2050 roku.

Jednak wprowadzanie zastosowań wodorowych w Europie stoi w obliczu poważnych wyzwań, którym ani sektor prywatny, ani państwa członkowskie nie mogą sprostać samodzielnie. Przełom w rozwoju technologii wodorowych wymaga wspólnych działań, sprzyjających ram regulacyjnych, nowych rynków pionierskich, trwałych badań naukowych i innowacji w zakresie przełomowych technologii. Ponadto – w celu wprowadzania nowych rozwiązań na rynek – wymagana jest wielkoskalowa sieć infrastruktury, którą może zapewnić tylko UE i jednolity rynek oraz współpraca z partnerami z państw trzecich.

Aby zrealizować cele zawarte w Europejskim Zielonym Ładzie, oraz opierając się na przygotowanej przez Komisję nowej strategii przemysłowej dla Europy, przedstawiono wizję produkcji czystego wodoru wprowadzającego stopniową dekarbonizację różnych sektorów. Może ona zostać zrealizowana dzięki zainstalowaniu do 2024 roku elektrolizerów, zasilanych energią ze źródeł odnawialnych, o mocy co najmniej 6 GW, a do 2030 roku – elektrolizerów o mocy 40 GW. 

Obecnie wodór odnawialny ani niskoemisyjny, nie jest konkurencyjny pod względem kosztów w porównaniu z wodorem z paliw kopalnych (obecnie 90% produkcji). 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 wychwytywaniem i składowaniem dwutlenku węgla wynosi około 2 EUR/kg, podczas gdy wodoru odnawialnego – 2,5–5,5 EUR/kg. Na razie koszty produkcji wodoru odnawialnego szybko się obniżają przez co stają się bardziej konkurencyjne cenowo. W ostatnich dziesięciu latach ceny elektrolizerów obniżyły się już o 60 procent, a do 2030 roku prawdopodobnie będą jeszcze dwukrotnie niższe dzięki korzyściom skali.

UE podzieliła okres osiągnięcia pełnej dojrzałości wodoru na 3 fazy. 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 odnawialnego w UE. Produkcja ta może się przyczynić do dekarbonizacji np. w sektorze chemicznym oraz ułatwiać wprowadzenie wodoru dla nowych zastosowaniach końcowych, takich jak 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 r. zasilanych energią ze źródeł odnawialnych elektrolizerów o mocy co najmniej 40 GW, które będą mogły produkować rocznie nawet 10 milionów ton wodoru odnawialnego w UE.

W trzeciej fazie, od 2030 do 2050 roku, technologie związane z wodorem odnawialnym powinny osiągnąć już „dojrzałość techniczną” i być wdrażane na dużą skalę w celu dotarcia do wszystkich sektorów, w których trudno doprowadzić do obniżenia emisyjności i w przypadku których inne rozwiązania mogą być niewykonalne lub bardziej kosztowne.

Korzyści według Komisji to obniżka emisji o 0,5 mld ton CO2, a szczególnie roczne zyski w wysokości 820 mld EUR mogą robić wrażenie. Jak widać plany są ambitne i optymizmu nie brakuje. Według szacunków od chwili obecnej do 2050 roku inwestycje w zdolności produkcyjne wodoru w UE wyniosłyby 180–470 mld EUR. Tylko do roku 2030 są niezbędne wydatki na: elektrolizery – 24 do 42 mld EUR, zwiększenie skali i bezpośrednie podłączenie elektrolizerów – 220 do 340 mld EUR, transport, dystrybucja, magazynowanie, stacje tankowania wodoru – 65 mld EUR. Czy na tym się skończy? Należy przypomnieć, że w przypadku Energiewende w RFN z początkowego 1 EUR (gałka lodów) zrobiło się 20 EUR dopłat miesięcznie do OZE na gospodarstwo domowe.

Unia sporo ryzykuje inwestując w bardzo niepewną technologie. Należy dobrze się zastanowić zanim zostaną uruchomione olbrzymie środki finansowe. Gdy cała „wodorowa machina” ruszy i po kilku latach okaże się, że jest to ślepa uliczka, to jej zatrzymanie nie będzie już takie proste (nie wspominając o utopionych mld EUR). Ryzyko zawsze występuje ale warto słuchać naukowców bo tak się składa, że prawa fizyki zawsze, prędzej czy później, pokonują „zaklęcia” polityków.