Wodór jest dziś produkowany w Polsce w technologiach emisyjnych. Jednak ta sytuacja będzie się zmieniać, bo zgodnie z polską strategią wodorową rządu do roku 2040 prace nad budową polskiej gospodarki wodorowej będą „intensyfikowane”. Uczestnicy debaty „Pulsu Biznesu” „Przyszłość wykorzystania wodoru w energetyce” zgodnie podkreślali, że wodór powinien stać się ważnym ogniwem transformacji energetycznej w Polsce.
W swojej długoterminowej strategii ORLEN zaadresował kompleksową, wielowątkową transformację energetyczną. Do 2050 r. koncern osiągnie neutralność klimatyczną. Strategia do roku 2030 zakłada trzy główne filary inwestycyjne: maksymalizację wyników w zakresie wykorzystania posiadanych aktywów, strategiczny rozwój, czyli inwestycję w energetykę odnawialną, inwestycje w instalacje wiatrowe na morzu, jak też rozwój petrochemii. Trzeci filar to inwestowanie w przyszłość, gdzie zaadresowany został rozwój technologii wodorowych. Wodór będzie wykorzystywany jako paliwo w transporcie, jako dźwignia dekarbonizacji aktywów rafineryjnych i petrochemicznych oraz jako stabilizator produkcji energii elektrycznej ze źródeł OZE – mówił Grzegorz Jóźwiak, dyrektor Biura Wdrażania Paliw Alternatywnych, Obszar Energetyki w PKN ORLEN.
W transporcie i przemyśle
Rośnie przekonanie, że wodór to paliwo przyszłości we wszystkich typach transportu.
Wodór to jeden z czynników transformacji energetycznej, który pozwoli osiągnąć neutralność emisyjną. ORLEN uruchomił pierwszy hub wodorowy w Trzebini produkujący wodór wysokiej czystości dla transportu i wdraża zdywersyfikowane źródła wodoru nisko i zeroemisyjnego.
– Koncepcja ogniw wodorowych została opisana pod koniec XIX w. Od 1961 r. do 1972 r. NASA pracowała nad wykorzystaniem ogniw wodorowych w przemyśle kosmicznym. Jako pierwsi do transportu kołowego wykorzystali wodór Japończycy. ONZ w swojej agendzie klimatycznej zachęca sektor prywatny do badań nad szerszym wykorzystaniem wodoru jako bezemisyjnego paliwa w energetyce – przypominał Kamil Wyszkowski, Representative and Executive Director, UN Global Compact Network Poland.
Jesienny szczyt klimatyczny w Glasgow wskazał na możliwość uzyskiwania zielonego wodoru z energii wytwarzanej w wysokotemperaturowych modułowych reaktorach jądrowych 4. generacji. Dzisiejszy koszt małego reaktora modułowego, który wytwarza 77 GW to 250 mln USD. W lipcu 2021 r. Shell w jednej ze swoich rafinerii uruchomił hydrolizer produkujący wodór o mocy 100 MW, co jest dowodem na przejście sektora paliwowego w kierunku wytwarzania zielonego wodoru.
W listopadzie 2021 r. podczas COP26 w Glasgow banki rozwoju z bankami komercyjnymi uzgodniły tzw. tabele finansowe dla inwestycji wodorowych. Nigdy dotąd nie było tylu pieniędzy na stole na wsparcie rozwoju i wykorzystania wodoru w energetyce.
Innym przykładem jest Dania, która zadeklarowała, że do 2050 r. zamknie wszystkie źródła pozyskiwania ropy i gazu. W podobną stronę podąża Wielka Brytania i następne kraje z OPEC. Rośnie przeświadczenie, że źródła paliw kopalnych będą sukcesywnie zamykane ze względu na rosnące wykorzystanie wodoru – zielonego, błękitnego i brunatnego – dodał Kamil Wyszkowski.
– Do wykorzystania wodoru w polskiej energetyce potrzebne jest rozbudowanie OZE, by dzięki temu zielony wodór mógł być na szerszą skalę wykorzystywany w gospodarce. Polska powinna rozbudowywać potencjał OZE, aby zrealizować cele redukcyjne wynikające z polityki klimatycznej ONZ – stwierdził Kamil Wyszkowski.
Polska zakłada zainstalowanie 30 GW mocy w OZE w ciągu 30 lat i stabilizowanie odnawialnych źródeł atomem.
W obecnej, początkowej fazie tworzenia i rozwijania technologii wodorowych dużą rolę do odegrania mają fundusze europejskie, środki NFOŚiGW oraz NCBR. Ważną rolę wodoru podkreśla KPO w ramach którego zarezerwowano na ten cel około 1 mld EUR.
– Kolory wodoru to nazwy umowne. Bardziej odpowiednie jest klasyfikowanie wodoru ze względu na jego emisyjność, a więc bezemisyjny, produkowany ze źródeł OZE, wodór niskoemisyjny (3 kg CO2 na 1 kg wodoru) i wodór emisyjny – produkowany np. z biometanu, lub odpadów komunalnych – wyjaśnił Grzegorz Jóźwiak.
W 2021 r. ORLEN uruchomił pierwszy hub wodorowy w Trzebini dla zaopatrywania transportu. W swoich działaniach badawczo–rozwojowych koncern szuka nowych metod pozyskiwania bez– i nisko– emisyjnego wodoru.
Cały świat, w tym także kraje arabskie i azjatyckie inwestują w wodór, by stał się relatywnie tanim, dostępnym paliwem. W gospodarce wodorowej istotną rolę będzie odgrywać rozproszenie wytwórstwa i dostępności tego paliwa.
Warto pamiętać, że źródła OZE budowane w Polsce będą wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej i zmniejszenia jej emisyjności w tzw. miksie energetycznym. Produkcja wodoru przy tych źródłach pozwoli na stabilizację ich pracy i maksymalne wykorzystanie zainstalowanych mocy w okresach zmniejszonego zapotrzebowania na energię elektryczną bądź ograniczeń w jej przesyle – podkreślił.
Wodór i dekarbonizacja
Światową czołówkę technologii wodorowych stanowią Japonia, Korea i Niemcy. Polska też nie stoi w miejscu.
– Na świecie powstaje coraz więcej strategii wodorowych. Transformacja energetyczna będzie realizowana nie tylko dla obniżenia emisji, ale też z przyczyn finansowych. Mechanizmy redukcji emisji sprawiają, że kraje przywiązane do paliw kopalnych będą za to coraz więcej płacić – tłumaczył Bartosz Sokoliński, dyrektor zarządzający ds. Innowacji i Technologii Agencji Rozwoju Przemysłu.
BGK powołał „Inicjatywę 3W” – woda, wodór i węgiel wykorzystywany poza energetyką. Celem jest łączenie nauki, biznesu, administracji publicznej, instytucji finansowych i organizacji pozarządowych w ekosystem wspierający rozwój technologii m.in. wodorowych.
– ARP tworzy narzędzia wspierania transformacji. Świętokorzyskie Kopalnie Surowców Mineralnych już pracują nad zmianą zasilania ciężkich maszyn, używanych w wyrobiskach, by były zasilane wodorem. Musimy działać dwutorowo – z jednej strony powiększać potencjał OZE, a z drugiej rozwijać technologie wodorowe – zaznaczył.
Bez finansowego wsparcia ze strony UE i budżetu państwa rozwój gospodarki wodorowej nie będzie możliwy. Na razie kształt potrzebnych mechanizmów finansowych nie jest sprecyzowany.
– Dla Banku Gospodarstwa Krajowego dostarczanie usług finansowych to nie wszystko. W pierwszej fazie tworzenia energetyki wodorowej BGK chce być też inicjatorem, integratorem i edukatorem. W tym celu Bank powołał „Inicjatywę 3W”, pod którym to skrótem kryją się trzy zasoby: woda, wodór i węgiel wykorzystywany poza energetyką. Celem jest łączenie świata nauki, biznesu, administracji publicznej oraz instytucji finansowych i organizacji pozarządowych w ekosystem wspierający rozwój nowoczesnych technologii. BGK oczywiście będzie też finansowo wspierał dobrze zaprojektowane przedsięwzięcia wodorowe, zwłaszcza na etapie ich komercjalizacji i wdrażania – zapewniał Łukasz Beresiński, dyrektor Biura Sektora Paliwowego i Infrastruktury w BGK.
Na razie budowa potencjału technologii wodorowych znajduje się w etapie początkowym. Tymczasem fundusze inwestycyjne uaktywniają się w dopiero na kolejnych etapach, bliżej komercjalizacji.
– Teraz potrzeba kapitału na wsparcie budowy fundamentów, na inwestycje obarczone ryzykiem. W tej fazie najwięcej dzieje się z inicjatywy prywatnej, choć i ta potrzebuje wsparcia, zwłaszcza gdy chodzi o rozwój przedsięwzięć kluczowych dla gospodarki i społeczeństwa – zauważył Łukasz Tomaszewski, starszy specjalista w Departamencie Transformacji Energetycznej w PFR.
– Obecnie ponad 98 proc. wytwarzanego wodoru zużywa się w miejscu jego wytwarzania to jest lokalnie, a w obrocie znajduje się jego śladowa część. To odpowiada cechom tego pierwiastka, który jest trudny w przechowywaniu oraz transporcie i należy o tym pamiętać. Zakłada się, że w przyszłości wodór będzie odgrywał szczególną rolę w sektorach energochłonnych najbardziej wymagających pod względem dekarbonizacji, np. w hutnictwie, w przetwórstwie metali, w przemyśle chemicznym, czy w wielkogabarytowym transporcie – dodał.
Wodorowe szanse
Większa część technologii wodorowych już jest gotowa do komercyjnego wdrażania, jednak nie wszystkie wykazują gotowość biznesową. Dlatego warto wykorzystywać dostępne formy wsparcia finansowego na szczeblu krajowym i europejskim.
– ORLEN pozyskał bezzwrotne dofinansowanie unijne z programu „Łącząc Europę” (CEF) na wytwarzanie i oczyszczanie wodoru we Włocławku oraz budowę 3 stacji tankowania wodoru (w Katowicach, w Poznaniu i kontenerowej stacji we Włocławku). To doskonały przykład tego, że źródła wsparcia finansowego istnieją i wspierają rozwój infrastruktury wodorowej – tłumaczył Grzegorz Jóźwiak.
– ORLEN realizuje też program „Hydrogen Eagle”, który zakłada budowę międzynarodowej infrastruktury wodorowej obejmującej sieć hubów wodorowych zasilanych OZE i innowacyjnymi instalacjami do przetwarzania odpadów komunalnych w niskoemisyjny wodór, w tym ponad 100 stacji tankowania wodoru dla transportu w Polsce, Czechach i na Słowacji. Budowa tak dużej infrastruktury wymaga dużych inwestycji. Dlatego PKN ORLEN ubiega się o wsparcie finansowe dla tego projektu w ramach programu IPCEI (Important Projects of Common European Interest), który wspiera projekty ważne dla rozwoju gospodarki europejskiej – zapowiedział.
Technologie pozyskiwania wodoru już działają. Teraz usprawniamy produkcję i dystrybucję tego paliwa w taki sposób, by było to opłacalne.
– Bloomberg określił pożądaną cenę za wodór na 0,8–1 USD za 1 kg podczas, gdy obecnie cena ta waha się od 2,5 do 7 USD za 1 kg. Bardzo istotne w gospodarce wodorowej jest rozproszenie wytwórstwa i dostępności tego paliwa. Transformacja energetyczna polega także na tym, by w miarę możliwości energię wytwarzać i użytkować lokalnie. Obecnie powstają doliny wodorowe, czyli małe huby, w których testowana jest lokalna produkcja, dystrybucja i użytkowanie wodoru – wskazał Bartosz Sokoliński.
Dlaczego transport jest pierwszym odbiorcą wodoru?
– Obecnie 80 proc. towarów dopływa drogą morską. Tymczasem transport morski choć odgrywa kluczową rolę w dostawach to jest napędzany mazutem, czyli najcięższą, zasiarczoną frakcją z przerobu ropy. Efektem jest dewastacja mórz i oceanów, w szczególności zwiększone zakwaszenie. W trosce o środowisko największy wysiłek idzie w kierunku zastąpienia silników na mazut przez wodorowo–elektryczne, co oznacza rewolucję w przemyśle stoczniowym. Prowadzone są rozmowy, by rozwój przemysłu stoczniowego w Polsce polegał na budowie nowej, ekologicznej jego generacji. Wzorem jest Maersk, globalny potentat transportu morskiego, który rozpoczął odchodzenie od zasilania statków mazutem – tłumaczył Kamil Wyszkowski.
– Silniki wodorowe są też testowane przez Boeinga i Airbusa w przemyśle lotniczym. Samolot elektryczny może dziś przetransportować 21 osób na odległość ponad 1 tys. km. Pojawiają się też lokomotywy wodorowe. Pierwsza lokomotywa wodorowa w Polsce powstanie dzięki współpracy Pesy z PKN ORLEN. Będziemy drugim krajem na świecie, który ma lokomotywę wodorową (jedynym krajem z wodorowymi lokomotywami są Chiny).
Podaż potem popyt
Budowa gospodarki wodorowej wymaga w pierwszym rzędzie inwestycji w infrastrukturę podażową (magazyny, stacje tankowania) i poszerzanie oferty produktowej – to są warunki niezbędne do rozwijania popytu.
– Warto pamiętać, że technologie wodorowe to tylko jeden z elementów składających się na całość transformacji paliwowo–energetycznej. Pozwolą one na zmniejszenie emisyjności transportu, ale są też szansą na dekarbonizację przemysłu rafineryjnego i petrochemicznego, a także hutnictwa i przemysłu chemicznego – podkreślił Grzegorz Jóźwiak.
– Obecnie proces zamiany energii elektrycznej na wodór i potem odwrotnie wiąże się ze zbyt dużymi stratami. Wodór to potencjalnie pierwiastek, który może magazynować energię, co otwiera kolejne perspektywy badań i testów - zaznaczył.
Stacje tankowania wodoru z założenia będą też umożliwiać też ładowanie akumulatorów.
– Na razie praca wre przy podnoszeniu efektywności użytkowania energii i wodoru w transporcie, ale wodór może też zrewolucjonizować ciepłownictwo. Japonia przeszła już przez dwie fazy budowania gospodarki wodorowej, a obecnie podchodzi do trzeciej fazy ze znacznymi już sukcesami. Warto uczyć się z doświadczeń Japonii – zachęcał Bartosz Sokoliński.
Rewolucja w energetyce dobiegnie końca, gdy osiągnięta zostanie neutralność klimatyczna. Uczestnicy debaty zgadzali się, że w tej drodze każdy postęp w ograniczaniu emisyjności już jest częściowym sukcesem. Natomiast ciągłe poprawianie sprawności instalacji energetycznych to zadanie, które nie ma punktu docelowego.
Debatę prowadził Łukasz Korycki. Opracował Krzysztof Polak