Chmiel: Czy strategia wodorowa to kolejne widmo polskiej innowacji?

14 maja 2020, 07:30 Atom
Hydrogen Wallpaper Safari
Wodór. Fot. Wallpaper Safari

Organizacja Fuell Cells and Hydrogen (FCH) opublikowała „Mapę drogową wodoru w Europie” (2019 rok). Autorzy dokumentu opisują głównie zalety tego paliwa. Na poniższym diagramie z tego opracowania zostały przedstawione cele oraz czas ich osiągnięcia – pisze Piotr Chmiel, współpracownik BiznesAlert.pl.

Z całej lektury wynika, że przyszłość dla wodoru jest całkiem obiecująca. Jest to paliwo wszechstronne, czyste i elastyczne. Ponadto ma tak dużo innych zalet i że będzie narzędziem dekarbonizacji. Tak skupiono się na zaletach i wszelkich możliwych obszarach jego wykorzystania (transport, zasilenie w budynkach czy w przemyśle), że chyba zapomniano o problemach które jeszcze trzeba rozwiązać.

Europejski Komitet Regionów (KRE) stworzył w lutym 2020 roku roboczy dokument „Kierunki planu działania na rzecz czystego wodoru”. Trzeba przyznać, że KRE nie była już tak pełna optymizmu jak FCH. W dokumencie pojawił się postulat, aby UE stworzyła kompleksową strategię lub plan skoordynowanego rozwoju i promowania użycia czystego wodoru. W opinii KRE istnieje konieczność stworzenia takiego planu działania, który byłby ukierunkowany na jak najlepsze wsparcie władz lokalnych i regionalnych w rozwoju ekologicznego wodoru. Ponadto KRE widzi konieczność przedstawienia propozycji dotyczących kształtu różnych inicjatyw i prawodawstwa UE. Dotyczy to zwłaszcza inicjatyw, które Komisja zapowiedziała w ramach Europejskiego Zielonego Ładu. Następnie w dokumencie został zawarty cały szereg pytań (ok. 90 procent zawartości), ale bez odpowiedzi o kierunki rozwoju.

Zanim staniemy się entuzjastami energii wodorowej to dobrze wcześniej się zapoznać, choć w podstawowym zakresie, z problematyką zagadnienia. Okazuje się, że te technologiczne szczegóły zaczynają przedstawiać zagadnienie w zupełnie innym świetle. Skupianie się tylko na efekcie końcowym może prowadzić do mylnych wniosków. Nie możemy nigdy zapominać, że są jeszcze prawa fizyki i procesy chemiczne. Płytki osąd może nas zaprowadzić na głęboką wodę.

Panuje powszechne przekonanie, że uzyskanie wodoru jest proste i tylko są jeszcze jakieś drobne problemy techniczne do pokonania, a sam wodór jest czystym paliwem. Wynika to z prostego wyobrażenia jego produkcji – wkładamy do wody dwa druty, podłączamy prąd, a potem otrzymujemy tlen i wodór. Następnie wodór wtłaczamy np. do zbiornika samochodowego i w wyniku jego spalania uzyskujemy energię, a z rury wydechowej wylatują już nie spaliny ale wypływa czysta woda (czysta ekologia). Nic bardziej mylnego. Jednym z głównych problemów jest to, że wodór jest produkowany z paliw kopalnych – głównie gazu i wymaga dużego wydatku energetycznego do jego wytworzenia (reforming parowy – temperatura produkcji ponad 700 C). Kolejnym problemem jest powstawanie CO2 podczas produkcji wodoru i jego emisja do atmosfery gdyż nie ma możliwości jego wychwytu i składowania (CCS – na razie jest tylko teorią). Szanse na powstanie komercyjnej instalacji CCS są bardzo małe co jest nawet potwierdzone Komunikatem KE z 2013 roku i do dziś nic się specjalnie nie zmieniło. Możliwość wykorzystania istniejącej sieci gazowej do przesyłu wodoru jest praktycznie nierealna (przy ewentualnym jego udziale w mieszance do 10 procent) ze względów bezpieczeństwa. Wodór ze względu na swoją budowę (atomy wodoru są bardzo małe) wymaga szczególnie szczelnych instalacji, a obecne rury do dostarczenia gazu odbiorcy mają wiele lat i są wykonane ze zwykłej stali.Dlatego żaden odpowiedzialny gazownik nie da pozwolenia na ich użytkowanie jeśli w mieszance będzie wodór.Nie bardzo można sobie wyobrazić wymianę wielu tysięcy km rur aby doprowadzić zasilenie wodorem do odbiorców indywidualnych.

Zastosowanie wodoru np. w ciepłownictwie czy elektrowniach gazowych teoretycznie jest bardziej możliwe gdyż łatwiej mogą zostać spełnione wysokie wymagania ale są jeszcze inne problemy techniczne. Spalanie wodoru przebiega zupełnie inaczej niż gazu co wbrew pozorom ma bardzo duże znaczenie np. w konstrukcji turbin. Ponadto jest również problem jego składowania. Atomy wodoru łatwo wnikają w ścianki zbiorników co wymusza stosowanie bardzo kosztownych materiałów. Wodór jest przechowywany w zbiornikach, w których ciśnienie wynosi nawet do 700 barów co zawsze będzie wywoływać niepokój i powstrzymywać przed powszechnym jego wykorzystaniem. Samo skraplanie wodoru wymaga zużycia stosunkowo dużej ilości energii elektrycznej, typowo pomiędzy 12-15 kWh/kg co stanowi ok. 40 procent energii zawartej w wodorze. Jeśli w ogóle chcemy rozwijać wykorzystanie wodoru potrzebne są międzynarodowe przepisy regulujące normy bezpieczeństwa transportu, przechowywania dużych jego ilości oraz jego wpływu na środowisko.

Wg. przepisów unijnych wodór jest traktowany jako gaz odnawialny. Przepisy sugerują również aby wodór był w systemie gwarancji pochodzenia tak jak ma odnawialna energia elektryczna. Będzie to ewentualnie możliwe dopiero jak technologia produkcji wodoru otrzyma ostateczny kształt. Ale czy taka technologia powstanie a jeśli nawet to kiedy? Obecnie mówi się o 2030 roku, do tego czasu ma powstać technologia – od produkcji, przez magazynowanie, do bezpiecznego wykorzystania wodoru.

Przypomnę, że Polska wydała ostatnio około miliard złotych na rozwój energetyki jądrowej a efektów nie widać (tak naprawdę to tylko jakiś zagraniczny koncern jest w stanie wybudować komercyjny reaktor). Ponoć mamy mieć już niedługo polski samochód elektryczna na który wydano już sporo pieniędzy i końca wydatków nie widać. Również CCS (wychwyt i magazynowanie CO2) do dziś nie doczekał się komercyjnej technologii choć jest finansowane głównie przez lobby węglowe, które ciągle podtrzymuje mit cudownej technologii dla podtrzymania zasadności wydobycia węgla. Historia rozwoju technologii wodorowej ma już ponad 200 lat i do dziś wodór jest nadal marginalnym źródłem energii.W Polsce jest właśnie tworzona strategia dla rozwoju wodoru. Pracuje nad tym dokumentem wieloosobowy zespół i rezultatem końcowym mają być nowe miejsca pracy i inwestycje w rozwój tej technologii. Fakt, że mamy aspiracje tworzyć najnowocześniejsze technologie należy zapisać na plus, ale aby faktycznie być światowym liderem to musimy spełnić jeden z istotnych warunków. W rankingu KE dot. innowacyjności wyprzedzamy tylko Bułgarię, Rumunię i Chorwację (nieznacznie) i nic nie zapowiada aby to się miało zmienić (KE – „European innovation 2019”).

Może zamiast strategii dla wodoru stwórzmy strategię dla innowacji. Najpierw doprowadźmy do prawdziwego mariażu nauki z technologią a dopiero potem twórzmy strategie dla technologii przyszłości. Inspiracją powinna być książka D. Isaacsona „Innowatorzy” (od lampy przez tranzystor do komputera i internetu) aby strategia wodorowa nie była kolejną wydmuszką. Przez ostatnie trzy lata stworzyliśmy: „Strategię odpowiedzialnego rozwoju” – SOR (o której jakość wszyscy zapomnieli), „Politykę energetyczną Polski 2040” – PEP2040 (jest przygotowywana już trzecia wersja) czy „Krajowy plan na rzecz energii i klimatu 2030” – KPEiK 2030 (już są dwie wersje i żadna nieuzgodniona z KE). Każdy kolejny dokument, który nie skutkuje decyzjami i nie zmienia rzeczywistości jest tylko wydarzeniem medialnym. Jeśli najpierw nie zmienimy zasad dla innowacyjności, potwierdzeniem by było osiągnięcie chociaż średniej unijnej w rankingu, to strategia wodorowa będzie kolejnym widmem polskiej myśli technicznej.