Analizy

Na pierwszy rzut oka wodór jest energetycznym superbohaterem, rozwiązującym większość problemów związanych ze zmianami klimatu, dekarbonizacją i dążeniem do eliminacji emisji gazów cieplarnianych. Popularne wizje Europy 2050 czy Chin 2060 zakładają powszechność paneli solarnych, wiatraków i innych technologii odnawialnych oraz wykorzystanie wodoru, jako czystego paliwa w ciepłownictwie, przemyśle i transporcie. Wodór, wraz z efektem skali i zaawansowanymi technologiami cyfrowymi ma również zapewnić stabilność dostaw energii do systemów energetycznych z niestabilnych źródeł odnawialnych. Czy właściwe wykorzystanie możliwości tej substancji rzeczywiście ułatwi konieczną transformację? A może ulegamy złudzeniu odkrycia prostego rozwiązania trudnych problemów? 

Niewyczerpane źródło energii

Wodór to najpowszechniejszy pierwiastek w przyrodzie. Teoretycznie dostępny bez ograniczeń, jednak w warunkach ziemskich nie występuje w stanie wolnym, trzeba go wytworzyć z innych substancji. Niewątpliwym atutem wodoru jest również to, że może być zarówno pozyskiwany, jak i wykorzystywany bez negatywnego wpływu na środowisko. Efektem ubocznym jego produkcji może być wyłącznie czysty tlen, a pozostałością po wykorzystaniu wodoru jest jedynie woda. A tę, z użyciem energii odnawialnej, można znów przetworzyć w wodór, spełniając tym samym kryterium gospodarki obiegu zamkniętego.

Właściwości fizyczne wodoru umożliwiają użycie go jako źródła energii w podobny sposób, w jaki dziś używamy gazu ziemnego, Można go przechowywać, sprężać, skraplać i przesyłać, z wykorzystaniem odpowiednich instalacji. Dlatego to niewyczerpane źródło energii jest wskazywane jako naturalny następca paliw kopalnych i gazu ziemnego, wspierający rozwój źródeł odnawialnych i eliminację emisji CO2 z przemysłu oraz transportu. 

Niestety wodór ma też istotne wady. Niezwykle niska temperatura zapłonu powoduje, że w normalnych warunkach utlenia się w temperaturach od +17 do +70 st.C. Robi to w sposób gwałtowny, wodór wybucha, co wymaga zastosowania nadzwyczajnych procedur bezpieczeństwa. Wystarczy przypomnieć skutki ambitnego zastosowania wodoru w lotnictwie jeszcze przed II wojną światową. Cud ówczesnej technologii, napełniony 212 tyś. m3 wodoru transatlantycki sterowiec LZ-129 Hindenburg, po kolejnym udanym przelocie nad oceanem, 6 maja 1937 roku podczas cumowania na lotnisku Lakehurst w amerykańskim stanie New Jersey stanął w płomieniach i spłonął. Systemy bezpieczeństwa największego statku powietrznego świata, były zawodne, że doprowadziły do tragedii, w której zginęło 36 osób. Wypadek skutecznie zahamował rozwój sterowców i inne zapędy projektowe, wykorzystujące wodór w lotnictwie.  

Rozwój technologii, nowe materiały, innowacyjne rozwiązania oraz odpowiednie procedury bezpieczeństwa powodują, że człowiek na coraz większą skalę wykorzystuje wodór w sposób całkowicie bezpieczny. Największe zapotrzebowanie na cząsteczkowy wodór generuje współcześnie przemysł petrochemiczny, chemiczny oraz energetyczny. Znakomite własności przewodzenia i akumulacji ciepła są wykorzystywane w wielu procesach cieplnych, np. w energetyce konwencjonalnej do chłodzenia uzwojeń generatorów.

Technologii wytwarzania wodoru jest wiele, część z nich znamy od bardzo dawna. Są to m.in. elektroliza, foto-elektroliza, reforming węglowodorów parą wodną, gazyfikacja (węgla, koksu lub biomasy), dysocjacja termiczna, procesy biologiczne (fermentacje, fotosyntezy), procesy laboratoryjne itp. Wszystkie one łączy jeden wspólny mianownik, energochłonność. Zatem rozważając różne technologie komercyjnej produkcji i zastosowania wodoru, trzeba brać pod uwagę bilans energetyczny produkcji, źródło energii (jego emisyjność) i efektywność całego procesu. Nowe wodorowe projekty badawcze i technologie mają na celu maksymalne usprawnienie tych czynników, czyli wzrost sprawności pozyskiwania wodoru tak, by wyprodukowanie 1 kg wodoru kosztowało jak najmniej energii i pieniędzy. Powodzenie tych starań jest zasadniczym warunkiem ekonomicznego wykorzystania wodoru wielką skalę.

Trzy kolory wodoru

Wodór jest gazem bezbarwnym i bezwonnym, niemniej trzy umowne kolory: “zielony”, “szary” i  “niebieski” są istotnym elementem publicznej dyskusji o jego wykorzystaniu. Podział dotyczy sposobu pozyskiwania gazu, a konkretniej emisyjności tego procesu.  

Dziś na świecie większość produkowanego wodoru oznaczona jest kolorem szarym. “Szary wodór” powstaje najczęściej w procesie reformingu metanu lub zgazowania węgla, czyli w procesach, w których wykorzystuje się się paliwa kopalne i których emisyjność jest bardzo wysoka. Wykorzystywanie tak pozyskanego surowca, dziś głównie w przemyśle chemicznym, nie mieści się w założeniach Europejskiego Zielonego Ładu.

“Niebieski wodór” to paliwo pozyskane z wykorzystaniem nieodnawialnych źródeł energii, ale w warunkach znacznego zmniejszenia emisyjności procesu, uzyskanych za pomocą technologii wychwytu dwutlenku węgla. Przechwycony gaz cieplarniany jest następnie składowany (np. pod ziemią) lub ponownie wykorzystywany. Projektanci nowej, zielonej rewolucji przemysłowej zakładają w najbliższych latach możliwość stopniowego przechodzenia z “szarego” na “niebieski” wodór w drodze do “zielonego” modelu docelowego. Na razie jest to jednak tylko założenie, bo technologie produkcji wodoru skojarzone z usuwaniem CO2 są na bardzo wstępnym etapie rozwoju i jeszcze im daleko do wejście w fazę komercjalizacji. 

Z punktu widzenia realizowanej polityki klimatycznej najbardziej pożądany jest tzw. “zielony wodór”, tj. surowiec pozyskiwany całkowicie bez emisji gazów cieplarnianych, z wykorzystaniem energii odnawialnej. “Zieloność” gazu można uzyskać w procesie elektrolizy wody, zasilanym np. z elektrowni wiatrowej. Taka wizja w pełni odpowiada marzeniom o neutralności klimatycznej, ale póki co, technologia ta pozostawia jeszcze sporo do życzenia w kwestiach efektywności, tj. sprawności procesu oraz ceny wyprodukowanego w ten sposób wodoru. Co równie istotne, moce produkcyjne “zielonego” wodoru są dalece niewystarczające. 

W różnych publikacjach, poza trzema podstawowymi “kolorami wodoru” wyróżnia się dodatkowe: czarny, brązowy, różowy, turkusowy, żółty i biały (tu znajduje się więcej informacji na temat spektrum kolorów wodoru), jednak na potrzeby niniejszego tekstu pozostaniemy w granicach opisanego wyżej trójpodziału.

Para wodna zamiast spalin

Samochody wodorowe istnieją i jeżdżą po drogach, także w Polsce. Ich elektryczne silniki zasilane są energią wytwarzaną na bieżąco w ogniwie paliwowym, a zbiorniki mieszczą ok. 5 kg paliwa. Takie auto tankuje się w podobny sposób, jak pojazdy na popularne paliwo LPG. Istnieją już także wodorowe stacje paliw, choć akurat w Polsce wciąż tylko w zapowiedziach i planach Orlenu i PGNiG. Wodorowa motoryzacja ma jeden, niepodważalny atut: pozwala użytkować samochody w taki sam sposób, do jakiego kierowcy przyzwyczaili się przez ostatnie sto lat. Wyczerpany zasięg pojazdu można uzupełnić od ręki, w kilka minut, bez komplikacji. Stąd wodorowa strategia niektórych (nie wszystkich) koncernów motoryzacyjnych, stąd kolejne modele takich samochodów na rynku i powolny, ale rozwój sieci stacji. 

Wodór wydaje się też najlepszym rozwiązaniem dla pozostałych gałęzi transportu. Wodorowe ciężarówki, wodorowe lokomotywy i pociągi istnieją i funkcjonują już dziś, a kolejne firmy motoryzacyjne, transportowe i kolejowe zapowiadają rozwój tego kierunku. Paliwa pochodne wodoru takie jak amoniak czy syntetyczne paliwa węglowodorowe wytwarzanie na bazie wodoru i CO2 są alternatywą dla węglowodorów ciekłych w transporcie morskim i lotnictwie.  

Nie wszyscy w branży jednak podzielają entuzjazm. Problemami są omawiana już energochłonność produkcji w procesie elektrolizy (szacowana na 55-70 kWh na 1 kg wodoru), dominacja “szarego” oraz niewystarczająca dostępność i logistyka “zielonego” wodoru, a także wysokie koszty transportu do stacji paliw i wreszcie wybuchowość gazu. Przy ogromnej dbałości o bezpieczeństwo, tak ze strony producentów samochodów, jak i dystrybutorów paliwa, właściwości fizyczne wodoru (który wraz z tlenem lub powietrzem może tworzyć mieszkankę wybuchową) i konieczność przechowywania go w zbiornikach pod ogromnym ciśnieniem budzą obawy społeczne. Z tych powodów głównym trendem w branży motoryzacyjnej jest dziś  klasyczna elektryfikacja, czyli auta zasilane “z gniazdka”. Pojawiają się też dosyć jednoznaczne głosy, takie jak szefa grupy Volkswagen Herberta Diessa, który stwierdził, że samochody wodorowe nie są rozwiązaniem problemów klimatycznych, a rozważanie tej alternatywny jest stratą czasu.    

Cement i stal 

Obecnie wodór (“szary”) jest wykorzystywany głównie w przemyśle chemicznym m.in. do produkcji amoniaku, chlorowodoru i redukcji niektórych rud metali. W przemyśle petrochemicznym służy m.in. do produkcji benzyny z wyżej wrzących frakcji ropy naftowej, a w spożywczym, jako dodatek E949 chroni żywność przed utlenianiem w szczelnych opakowaniach. W ambitnych projektach klimatycznych, realizowanych przede wszystkim w Europie, ale także w USA i Chinach, wodór ma odegrać kluczową rolę w przekształceniu całkowicie uzależnionej od węgla produkcji stali oraz produkcji cementu. Kluczowe dla cywilizacji produkty mają być wytwarzane w procesach bezemisyjnych, realizowanych zgodnie z założeniami gospodarki obiegu zamkniętego. 

W ślad za trendem, producent stali, Arcelor Mittal zapowiada wdrożenie dwóch ścieżek technologicznych bezemisyjnej produkcji stali. Obie technologie, Smart Carbon i DRI, zakładają wykorzystanie wodoru jako reduktora oraz wychwytywanie CO2 i wykorzystywanie go do produkcji chemikaliów, a następnie tworzyw sztucznych. Koszty wieloetapowego wdrożenia rozwiązań firma szacuje na dziesiątki miliardów euro. Nie jest tajemnicą, że ambitnych planów gruntownej przebudowy stalowej gałęzi przemysłu nie da się zrealizować na bazie współcześnie dostępnych technologii (brak dostępności odpowiednich ilości wodoru i niezbędnej efektywności elektrolizerów), a wzrost kosztu produkowanej bezemisyjne stali szacowany jest nawet na 80 proc.

Z kolei producent cementu, Cemex ogłosił plan dostarczania do 2050 r. betonu z zerowym śladem węglowym. W 2019 r. w Alicante w Hiszpanii firma po raz pierwszy z powodzeniem wykorzystała “zielony wodór” jako jedno z paliw w procesie produkcji cementu. Szybkie wdrożenie technologii pokazało jej teoretyczny potencjał, jednak na drodze do całkowitej redukcji emisji CO2 stoją wciąż dalece niewystarczająca efektywność rozwiązań i ich wysokie koszty. 

Magazyny energii

Podstawowym problemem odnawialnych źródeł energii jest ich niestabilność. Zależne od warunków pogodowych dostarczają do systemu energetycznego raz mniej, a raz więcej  energii, niż zużywają odbiorcy. Zapewnienie bezpieczeństwa dostaw i przewidywalności produkcji energii w systemie opartym o źródła odnawialne, do którego dążymy, jest więc mocno utrudniona. Dziś stabilność gwarantują, stanowiące wciąż zdecydowaną większość dostępnych mocy, w pełni sterowalne źródła konwencjonalne. W perspektywie najbliższych dziesięcioleci rolę stabilizatorów mają przejąć inteligentnie zarządzane sieci oraz magazyny energii. 

Pomimo rozwoju technologicznego wciąż nie posiadamy odpowiednio pojemnych, trwałych i tanich “baterii systemowych”, które mogłyby przyjąć, przechować i oddać istotne z punktu widzenia całego systemu energetycznego ilości energii. W mniejszej skali używamy różnych rozwiązań, w tym wymyślonych dekady temu, wciąż świetnie się sprawdzających elektrowni szczytowo-pompowych. Wodór otwiera zupełnie nowe możliwości: kiedy produkcja energii słonecznej i wiatrowej przekracza potrzeby systemu, „nadwyżka” może zostać wykorzystana w procesie elektrolizy. Wytworzony w ten sposób wodór może być magazynowany, a następnie uruchamiany w oparciu o technologie spalania, gdy energia słoneczna i wiatrowa nie są dostępne. Takie magazyny mogłyby powstać w zasadzie przy każdej elektrowni odnawialnej, zamieniając te źródła w stabilne. Pomysłem, o którym dużo się ostatnio mówi, jest wykorzystanie w taki sposób farm wiatrowych na morzu. Tu jednak powstają pytania jak zdefiniować owe “nadwyżki energii”, kto i jak będzie ustalał cenę energii produkowanej jako “nadwyżka”, którą wykorzysta się do produkcji wodoru. Ponadto, czy obecne technologie elektrolizy są na tyle sprawne i niezawodne, by można je było przerywać w dowolnym momencie w zależności od dostępności “nadwyżek”? Na pewno naukowcy i innowatorzy stawiają sobie takie pytania, a biorąc pod uwagę skalę inwestycji jaka jest przewidywana w rozwój tego sektora gospodarki, można spodziewać się, że w najbliższym czasie uzyskamy na nie odpowiedzi.

Podobne rozwiązania można zastosować przy źródłach konwencjonalnych, również pośrednio uzależnionych od warunków pogodowych. Merit-Order, czyli kolejność działania elektrowni na rynku obrotu gwarantuje zawsze pierwszeństwo źródłom odnawialnym, a zatem wymusza zmniejszenie mocy lub wyłączenie elektrowni konwencjonalnych, w przypadku sprzyjających OZE warunków. Powstanie wodorowych magazynów energii obok źródeł gazowych, węglowych czy jądrowych byłoby korzystne z punktu widzenia efektywności wykorzystania tych mocy. Miałoby też pozytywny wpływ na wyniki finansowe tych przedsiębiorstw, zmniejszając koszty odstawień i uruchomień oraz dając większą elastyczność w działaniu na rynku.  

Elektrolizery stają się coraz powszechniejsze i coraz tańsze, ale wciąż nie dają możliwości wykorzystania do budowy wodorowych magazynów energii na dużą skalę. Obecnie na świecie łączna moc tych urządzeń wykorzystywana do produkcji wodoru nie jest jeszcze oszałamiająca, ale postęp technologiczny i realizowane już nowe projekty spowodują, że moce produkcyjne niebawem gwałtownie wzrosną. Istnieją optymistyczne szacunki, że w przyszłości nawet 1/4 dostępnej energii będzie związana z produkcją opartą na wodorze. Osiągnięcie tego celu wymaga jednak czasu, dopracowania procesów, rozwiązań technicznych, ram regulacyjnych itd. 

Ciepło i chłód  

W warunkach kraju takiego jak Polska, ciepłownictwo systemowe wciąż jest uzależnione od paliw kopalnych, przede wszystkim węgla, a także, w coraz większym stopniu, od gazu ziemnego. Obok nowoczesnych źródeł kogeneracyjnych, wciąż funkcjonują kotłownie starego typu, uruchamiane w szczycie zapotrzebowania. Wykorzystanie wodoru w przyszłych instalacjach dostarczających odbiorcom ciepło i chłód wydaje się naturalnym kierunkiem rozwoju tej branży, wpisującym się w koncepcję gospodarki obiegu zamkniętego. Gaz ten mógłby być wykorzystany do bezpośredniego dostarczania ciepła lub do produkcji paliw syntetycznych. 

Warto tu zwrócić uwagę na jeszcze jeden aspekt. Obecnie stosowane technologie elektrolizy wodoru mają wydajność ok 70 %., a więc ok. 1/3 zużytej energii marnuje się, jako ciepło. W procesie odwrotnym, związanym z produkcją energii z wodoru za pomocą ogniwa paliwowego lub turbiny parowej, wydajność osiąga ok. 55 %. Łączna efektywność procesu magazynowania i oddania energii z wodoru spada więc do ok. 30 %, w nominalnych warunkach. Chyba że dodamy rozwiązania odzyskujące ciepło i wykorzystujące je, tak jak to ma miejsce w konwencjonalnej kogeneracji. Wydaje się, że takie systemy skojarzone mają potencjał na rynku ciepła i chłodu. 

Niestety, jak już wspomniano, dostępne technologie nie są jeszcze w stanie wypełnić oczekiwań. Dwie podstawowe metody, ogniwa paliwowe i turbiny gazowe, znamy i stosujemy od dekad. Kłopot w tym, że skomercjalizowane ogniwa paliwowe funkcjonują w skali kilowatów i nie są dostosowane do potrzeb energetyki wielkoskalowej. Obiekty o większej mocy, póki co, nie są konkurencyjne cenowo i technicznie. Podobnie wygląda sprawa rozwoju turbin gazowych. Istnieją projekty umożliwiające spalanie gazu ziemnego z domieszką ok. 30 proc. wodoru, a także projekty badawcze oparte w 100 proc. na wodorze. Jednak na ich komercjalizację przyjdzie nam jeszcze poczekać. Dodatkowym, niebanalnym problemem jest kwestia logistyki i dostarczenia odpowiedniej ilości paliwa wodorowego do przyszłych, zeroemisyjnych elektrociepłowni.  

Przesył i dystrybucja wodoru

Wśród laików, a także części specjalistów, dosyć częstym jest przekonanie, że wodór będzie można przesyłać i dystrybuować za pomocą istniejącej infrastruktury gazowej. Jest to wizja bardzo atrakcyjna, gdyż zakłada nie tylko wykorzystanie budowanych od dziesięcioleci gazociągów przesyłowych i systemów dystrybucyjnych, ale także szybkie wdrożenie nowego, zielonego paliwa. Niestety, wiele wskazuje na brak możliwości wykorzystania instalacji gazu ziemnego do przesyłu wodoru. Wodór z łatwością przenika przez ścianki i uszczelnienia, a także bardzo niekorzystnie wpływa na materiały, powodując ich korozję i obniżając wytrzymałość. Wątpliwości ekspertów budzi nie tylko proste zastąpienie gazu ziemnego wodorem, ale także efektywność metody, polegającej na mieszaniu niewielkiej ilości wodoru z gazem ziemnym “na wejściu” do gazociągu i odzyskiwaniu go “na wyjściu”. 

Odrębnym wątkiem jest tu kwestia, poruszona już w analizie dotyczącej “przejściowości” gazu ziemnego. Skoro infrastruktura gazowa może nie nadawać się do przesyłu wodoru, a rozwój sieci gazowej nie zwalnia, a raczej przyśpiesza, to czy odejście od gazu ziemnego już w 2037 roku jest realne? I dalej, jeśli dopracowana zostanie metoda efektywnego przesyłania wodoru w mieszance z gazem ziemnym, to gaz ziemny nadal trzeba będzie produkować i do czegoś wykorzystywać. I czy miernikiem realności planów wodorowych nie powinna być dynamika rozwoju sieci przesyłowej, dostosowanej do tego gazu? Poruszone kwestie wydają się stawiać pod dużym znakiem zapytania możliwość realizacji ambitnych planów wodorowych na zakładaną skalę w niedalekiej przyszłości.

Atomowa alternatywa 

Najbardziej efektywne, właściwie już dostępne metody produkcji dużej ilości taniego wodoru związane są z energetyką jądrową. Branża atomowa już od jakiegoś czasu wyraźnie sygnalizuje zainteresowanie możliwością uzupełnienia działalności energetycznej reaktorów o produkcję wodoru. Ich wysoka wydajność i wytwarzane ciepło dają odpowiedni potencjał, a zainteresowanie rynku wodorem to dla branży szansa na wygenerowanie alternatywnych źródeł dochodu. 

Amerykanie badają możliwość wykorzystania reaktorów lekko wodnych do elektrolizy parowej w wysokiej temperaturze, co zapewniałoby przewagę wydajności w porównaniu do stosowanych obecnie elektroliz w niższej temperaturze. Wymagałoby to jednak zwiększenia ciepła wytwarzanego w danej elektrowni lub budowania nowych z wykorzystaniem technologii reaktorów wysokotemperaturowych. Demonstrację takiego rozwiązania przygotowuje wiodące amerykańskie laboratorium INL (Idaho National Laboratory) wraz z firmą Xcel Energy. 

Ciekawą opcją jest także stosunkowo prosty, choć mniej wydajny pomysł na produkcję wodoru poprzez lokowanie „nadwyżki” produkcji energii elektrycznej w klasycznych elektrolizerach niskotemperaturowych. Tak wytworzony, stosunkowo tani wodór można magazynować i ponownie przekształcać w energię przy wzroście popytu lub wykorzystywać w celach przemysłowych. Testy takiego rozwiązania prowadzi już w jednej ze swoich amerykańskich elektrowni Exelon Corporation. Zestawy reaktor-elektrolizer można konstruować także w oparciu o małe reaktory modułowe (SMR). 

Wydaje się, że dającej się przewidzieć przyszłości jedynie energetyka jądrowa dysponuje potencjałem do bezemisyjnej produkcji wodoru na odpowiednio dużą skalę, w efektywnych technologicznie i finansowo procesach, po rozsądnej cenie. Należy ten fakt uwzględnić, gdyż dostępność odpowiedniej ilości wodoru po konkurencyjnej cenie jest podstawowym warunkiem powodzenia wodorowej rewolucji we wszystkich omawianych sektorach.  

Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie World Nuclear Assotiation.

Polska wizja wodorowego przełomu

Jak to wszystko ma wyglądać w Polsce? na po pytanie odpowiada przygotowany przez polski rząd projekt “Polskiej Strategii Wodorowej do roku 2030 z perspektywą do 2040 r.” Zakłada on dynamiczny rozwój rynku wodoru, technologii wodorowych i stopniowy wzrost znaczenia paliwa w Unii Europejskiej. 

“Nowoczesne technologie wodorowe, ze względu na swoje cechy oraz liczne powiązania z szeregiem gałęzi przemysłu mogą stanowić kluczowy czynnik utrzymania konkurencyjności polskiej gospodarki. Aktualna sytuacja na rynku energii stwarza szansę, by wodór odegrał znaczącą rolę w tworzeniu gospodarki niskoemisyjnej. Co istotne, otoczenie biznesowe itechnologiczne sprzyja rozwojowi produkcji, dystrybucji i wykorzystania wodoru zarówno w energetyce, przemyśle jak i w transporcie. W najbliższym czasie możliwa będzie komercjalizacja kolejnych technologii, takich jak np. wykorzystanie wodoru jako substratu w produkcji paliw syntetycznych w instalacjach power-to-gas, power-to-liquid oraz power-to-ammonia”

Polska Strategia Wodorowa do roku 2030 z perspektywą do 2040r.

Polski rząd widzi w wodorze zarówno szanse, jak i wyzwania dla krajowej gospodarki. Dokument wskazuje sześć celów oraz 40 działań. I tak, strategia zakłada: 

1. Wdrożenie technologii wodorowych w energetyce. W ramach realizacji tego celu wskazuje się konieczność uruchomienia instalacji P2G (power-to-gas) klasy 1 MW na bazie polskich technologii (stabilizacja sieci dystrybucyjnych), wsparcie badań i rozwoju w zakresie tworzenia układów ko- i poligeneracyjnych (wytwarzanie energii) i rozpoczęcie wykorzystywania wodoru jako magazynu energii. 
2. Wykorzystanie wodoru jako paliwa alternatywnego w transporcie czyli autobusy i pociągi wodorowe, stacje tankowania, wytwarzanie paliw syntetycznych na bazie wodoru. 
3. Wsparcie dekarbonizacji przemysłu. W zakresie realizacji tego celu strategia przewiduje wsparcie na rzecz pozyskania i zastosowania wodoru do procesów produkcji petrochemicznej oraz nawozowej, a także wsparcie dla tzw. dolin wodorowych ze znaczącym elementem infrastruktury przesyłowej wodoru. 
4. Produkcja wodoru w nowych instalacjach przekłada się na działania w postaci uruchomienia instalacji do produkcji wodoru ze źródeł niskoemisyjnych m.in. w procesie elektrolizy, z biometanu gazów odpadowych oraz z gazu ziemnego z wykorzystaniem technologii odzyskiwania CO2, w drodze pirolizy oraz innych alternatywnych technologii. Zakłada się także uruchomienie wytwarzania gazów syntetycznych w procesie metanizacji wodoru. Strategia zakłada także wykorzystanie w 2030 r. 2 GW mocy OZE do produkcji wodoru i paliw syntetycznych oraz zapewnienie warunków budowy instalacji do produkcji wodoru przy elektrowniach jądrowych. 
5. Sprawny i bezpieczny przesył wodoru. Oznacza to stopniowy rozwój sieci przesyłu i dystrybucji wodoru oraz wprowadzenie do sieci gazowych SNG wyprodukowanego w systemach P2G. 
6. Stworzenie stabilnego otoczenia regulacyjnego. 

Polski rząd zakłada dynamiczny rozwój we wszystkich elementach wodorowego łańcucha wartości i powstanie nowej, wodorowej gałęzi gospodarki. 

Optymizm kontra realizm

Podstawową zaletą wodoru jest możliwość używania go w obiegu zamkniętym. Maksymalnie rzecz upraszczając, możemy produkować paliwo wodorowe z wody poprzez przyłożenie energii, przechowywać lub przesyłać wodór, a następnie przekształcać go w energię i wodę. Tak zorganizowany proces pozwala zamieniać promienie słońca i powiewy wiatru w dowolną, potrzebną formę energii, bez emisji gazów cieplarnianych, bez odpadów i w sposób neutralny dla środowiska.

Technologie wodorowe nie są nowe, mechanizm działania większości z nich znamy od dziesięcioleci, a nawet od wieków. To, że nie wyparły one dotąd paliw kopalnych wynika z technologicznych wyzwań wykorzystania wodoru, ograniczeń użytkowych, niekorzystnego bilansu energetycznego procesów oraz wysokich kosztów rozwiązań opartych na wodorze, zwłaszcza “zielonym”. Opracowanie efektywnych rozwiązań, pozwalających produkować wodór z energii odnawialnej na odpowiednią do zamiarów skalę, wciąż jest raczej melodią przyszłości, wymagającą gigantycznych nakładów czasu i pracy, co nie powinno być przeszkodą w dalszym racjonalnym rozwoju technologii wodorowych. Niektóre ograniczenia są związane z właściwościami fizycznymi wodoru i będą zawsze czynnikiem zwiększającym koszty tych technologii. 

Ambitne plany projektantów nowego zielonego przemysłu, neutralnego klimatycznie transportu i zeroemisyjnej energetyki wymagają gruntownej przebudowy całego systemu pozyskiwania i wykorzystania energii. Momentami wodór wskazywany jest w tych planach jako rozwiązanie wszystkich trudnych kwestii, związanych z zieloną rewolucją. Nie ma jednak pewności, czy będzie to możliwe, a liczba wyzwań technologicznych, ekonomicznych i logistycznych jest dziś trudna do precyzyjnego oszacowania. Warto inwestować w wodór i rozwijać tę gałąź gospodarki w oparciu nie tyle o daleko idące ambicje i pozytywne, zielone wizje przyszłości, ile o realne możliwości i rozwiązania będące w zasięgu w racjonalnej perspektywie.  

Sławomir Krenczyk