Kuffel: Wodór, czyli akcelerator transformacji energetycznej
– Po przekształceniu w gaz, energia może być wykorzystywana w innych sektorach, i w ten sposób ostatecznie przyspiesza transformację energetyczną – pisze Magdalena Kuffel, współpracownik BiznesAlert.pl.
Wodór zamiast atomu i węgla
9 października niemiecki minister gospodarki zorganizował konferencję prasową w celu omówienia kwestii związanych ze środowiskiem, które znalazły się w porządku obrad rządu. Jednym z głównych obszarów dyskusji był wodór, prezentowany nie tylko jako “paliwo przyszłości”, ale także nowy potencjał biznesowy dla niemieckiej gospodarki.
Konferencja ta nie została zorganizowana przypadkowo; jest prawie pewne, że Niemcy nie będą w stanie osiągnąć celów związanych ze zmianami klimatu przy obecnej strukturze rynku. Wyznaczone cele dla Niemiec są dość ambitne; kraj wyznaczył cel zmniejszenia emisji CO2 o 55 procent do 2030 roku (w porównaniu do poziomu z 1999 roku) oraz o 80-95 procent do 2050 roku.
Ambitne cele wymagają ambitnych działań. Zamknięcie elektrowni węglowych jest oczywistą konsekwencją. Dodatkowo, również elektrownie jądrowe muszą zostać zamknięte. Zapotrzebowanie na brakującą moc (które jest dość wysokie, biorąc pod uwagę – oprócz sektora mieszkaniowego – całą działalność przemysłową Niemiec) będzie trudne (jeśli nie niemożliwe) do pokrycia wyłącznie energią odnawialną, a zależność od importu jest bardzo ryzykowna dla równowagi rynkowej. Wodór może się zatem „przydać”, nie tylko jako nowe, wolne od zanieczyszczeń paliwo, ale także jako towar eksportowy.
Minister gospodarki Niemiec Peter Altmaier zwrócił uwagę na ważną rolę gazu, głównego surowca energetycznego w nadchodzących latach, jako technologii pomostowej, a nie jako punktu docelowego. W świetle planowanego wyjścia z węgla i energii jądrowej, przyszła rola gazu w dostawach energii w Niemczech stała się kluczowym tematem dyskusji, ponieważ po spaleniu jest on mniej intensywny pod względem emisji CO2 niż ropa i węgiel. Gaz ziemny pokrywa obecnie prawie jedną czwartą zużycia energii pierwotnej w Niemczech; jest on głównie wykorzystywany do ogrzewania i chłodzenia w gospodarstwach domowych oraz budynkach użyteczności publicznej oraz w przemysłowych systemach grzewczych. Gaz będzie miał kluczowe znaczenie w okresie gdy Niemcy porzucają energię jądrową i węgiel; jednak dwa inne główne elementy niemieckiej polityki klimatycznej – wodór oraz bardzo reaktywne i trwałe baterie – będą tymi, od których będzie zależeć sukces polityki klimatycznej.
Rewolucja wodorowa
Badania technologii wodorowej rozpoczęły się wiele lat temu, ale w ostatnich latach nastąpił prawdziwy „boom”. Skąd bierze się to zainteresowanie? Trudno oprzeć się wrażeniu, że technologia wodorowa zapewnia to, czego potrzebuje obecna gospodarka – opłacalne, niskoemisyjne rozwiązanie (o ile „zrealizowane właściwie”, ale więcej o tym w poniższych akapitach) dużego problemu braku energii.
Ponad 95 procent obecnej produkcji wodoru opiera się na paliwach kopalnych: najczęściej poprzez ropy i węgla. Nie jest to rozwiązanie bezemisyjne, dlatego kiedy mówimy o mało zanieczyszczających sposobach produkcji wodoru, mamy na myśli przede wszystkim elektrolizę.
Elektroliza jest obiecującą opcją do produkcji wodoru ze źródeł odnawialnych. Elektroliza to proces wykorzystujący elektryczność (jeśli jest wytwarzana z OZE, etap ten będzie bezemisyjny) do rozdzielania wody na wodór i tlen.
Ta reakcja zachodzi w jednostce zwanej elektrolizerem. Elektrolizery mogą mieć różne rozmiary, od małych urządzeń, które są odpowiednie do rozproszonej produkcji wodoru na małą skalę, po duże, centralne zakłady produkcyjne, które można powiązać bezpośrednio z odnawialnymi lub innymi nieemitującymi gazów formami produkcji energii elektrycznej. Elektroliza mogłaby zapewnić “sektorowy mechanizm sprzęgający” (tzw. market coupling) wymagany do integracji odnawialnych źródeł energii. Obecnie elektrolizery są dostępne w produkcji na małą skalę (<1 MW), a projekty demonstracyjne większej skali (do 10 MW) są w toku. Jednak już teraz Niemcy są jednym z liderów pilotażowych projektów zastosowania elektrowni na szeroką skalę.
Operatorzy niemieckiej sieci TenneT, Gasunie Deutschland i Thyssengas ogłosili w 2018 roku, ze planują budowę 100-megawatowej pilotażowej elektrociepłowni w Dolnej Saksonii w Niemczech, w celu badania połączenia sieci elektrycznych oraz gazowych.
Technologie zamiany energii na gaz przekształcają energię ze źródeł odnawialnych w gaz w postaci „zielonego wodoru” lub metanu, który jest transportowany lub magazynowany w sieciach gazowych. Po przekształceniu w gaz, energia może być wykorzystywana w innych sektorach, i w ten sposób ostatecznie przyspiesza transformację energetyczną. Projekt pilotażowy o nazwie “Element One” będzie największym tego rodzaju w Niemczech, dając firmom pierwsze doświadczenia z instalacjami wodorowymi.
W tej chwili trudno oszacować, ile instalacji Niemcy musiałyby zbudować, aby zaspokoić rodzimy popyt, a także, aby były w stanie wyprodukować produkt eksportowy. Widząc zainteresowanie rządu, projekt „Element One” jest zaledwie początkiem kolejnych zmian. Warto pamiętać, że ważnym elementem planowanej zmiany jest nie tylko rozwój “zielonego wodoru”, ale także odpowiednia infrastruktura. Bez niej, zastosowanie wodoru na dużą skalę w Europie nie będzie możliwe.
Jakóbik: Nord Stream 2 na wodór zamiast LNG? Czas na polską strategię wodorową
