Wodór kluczem do dekarbonizacji

Podczas gdy elektromobilność przeżywa swój rozkwit, producenci samochodów nieprzerwanie prowadzą badania nad rozwojem alternatywnych rozwiązań układów napędowych.

Jeden z głównych obszarów badawczych stanowią obecnie pojazdy zasilane wodorem, którego spalanie emituje wyłącznie parę wodną. Perspektywę przyszłości uzupełniają też e-paliwa – czyli syntetyczne paliwa produkowane dzięki syntezie CO2 z wodorem, powstałym dzięki elektrolizie zasilanej z OZE. Nowe produkty mogą znaleźć zastosowanie w transporcie ciężkim, ale też morskim i lotnictwie, czyli w tych sektorach, które ze względów technicznych trudniej jest zdekarbonizować.

470 mld euro na zielony wodór

W 2020 roku Komisja Europejska przyjęła strategię wodorową, która istotnie łączy się z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu. Celem regulacji jest zachęcenie państw UE do szybszego i ukierunkowanego rozwoju zdolności produkcyjnych tzw. zielonego wodoru pozyskanego poprzez elektrolizę, czyli w procesie rozpadu wody na tlen i wodór za pomocą energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł. Szacunki wskazują, że do 2050 roku łączne inwestycje w zielony wodór mogą wynieść nawet 470 miliardów euro, obejmując rozwój energii wiatrowej i słonecznej, oraz rozbudowę sieci energetycznych.

Wodór odpowiedzią na kryzys energetyczny

W związku z konfliktem na Ukrainie, Unia Europejska kładzie większy nacisk na przyspieszenie dekarbonizacji i redukcję importu paliw kopalnych. Obecnie skoncentrowana jest na promowaniu odnawialnych źródeł energii oraz przyspieszeniu wykorzystania wodoru jako rozwiązania dla zrównoważonej, bezemisyjnej gospodarki. Jak w obliczu tych celów wypada Polska?

Statystyki Fuel Cells and Hydrogen Observatory wskazują na potencjał rozwoju polskiego sektora produkcji wodoru. Polska zajmuje trzecie miejsce w Europie pod względem wytwarzania surowca, pozyskując rocznie 1,3 miliona ton gazu, zaraz za Niemcami (2,5 miliona ton) i Holandią (1,5 miliona ton). Jednakże należy podkreślić, że produkowany na Wisłą gaz to tzw. wodór szary, najczęściej wytworzony w procesie pirolizy gazu ziemnego, będącego paliwem kopalnym. W świetle europejskich założeń, istotne jest natomiast promowanie wodoru zielonego, pozwalającego redukować import paliw kopalnych na rzecz zwiększenia niezależności energetycznej, a także efektywnie obniżać emisję dwutlenku węgla w celu ochrony środowiska.

Rynek krajowego sektora wodoru przechodzi dynamiczne zmiany. Jak podkreśla Grzegorz Joźwiak, Dyrektor Biura Technologii Wodorowych i Paliw Syntetycznych PKN Orlen – „Możemy zakładać, że przyszłe przepisy klimatyczne, w szczególności na poziomie europejskim, będą wymagać stosowania czystszych emisyjnie paliw wodorowych i syntetycznych. Dlatego już teraz rozpoczynamy realizację tego typu projektów, aby w przyszłości być gotowym podjąć się tego wyzwania".

Wodór zazieleni Orlen

Postępująca dekarbonizacja skłania przemysł do poszukiwania rozwiązań nisko- i zeroemisyjnych. PKN Orlen jako wiodąca firma energetyczna w Europie, widzi potencjał wodoru i koncentruje się na rozwoju technologii wodorowej w procesie budowy nowoczesnego koncernu multienergetycznego, w ramach zaktualizowanej strategii do 2030 roku. Firma dąży do osiągnięcia statusu lidera transformacji energetycznej w Europie Środkowej i jako pierwsza ogłosiła ambitny cel osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2050 roku. Jego realizacja będzie możliwa dzięki inwestycjom w morskie i lądowe elektrownie wiatrowe, fotowoltaikę, produkcję biometanu, biopaliwa nowej generacji, energetykę jądrową oraz odnawialny wodór. Łączne nakłady finansowe tej strategii wyniosą około 320 miliardów złotych, z zarezerwowanym nawet 40% na zielone inwestycje.

Innowacje w zielonych technologiach

Z początkiem ubiegłego roku PKN Orlen ogłosił swoją strategię wodorową, zapowiadając inwestycje o wartości 7,4 miliarda złotych do 2030 roku, skupiając się na czterech kluczowych obszarach działalności koncernu. Zmiany obejmą sektor rafinerii oraz petrochemii, w których zastąpienie szarego wodoru zielonym będzie jednym z filarów dekarbonizacji. Koncern dąży do tego, by do końca dekady produkować w swoich zakładach ok. 50% zero- i niskoemisyjnego gazu, a w dłuższej perspektywie będzie to nawet 80%. Przez zainstalowanie mocy produkcyjnych i wykorzystanie technologii elektrolizy zasilanej przez odnawialne źródła energii, Orlen zamierza osiągnąć około 0,5 GW nowych mocy wytwórczych bezemisyjnego paliwa do 2030 roku, z ambicjami zwiększenia tej mocy nawet do 1 GW.

100 stacji tankowania pojazdów wodorowych

PKN Orlen w swoim zróżnicowanym portfolio posiada wiele innowacyjnych projektów związanych z technologią wodorową. „Hydrogen Eagle" to kompleksowa inicjatywa stworzenia infrastruktury wodorowej w Polsce, Czechach i na Słowacji. Zakłada budowę ponad 100 stacji tankowania wodoru dla pojazdów, osiągnięcie mocy produkcyjnej 50 tysięcy ton wodoru rocznie do końca obecnej dekady. Taki projekt umożliwi dołączenie do międzynarodowej sieci tankowania wodoru i przyczyni się do znacznej redukcji emisji w sektorze transportowym, co w obliczu unijnych przepisów zakazujących rejestracji pojazdów spalinowych po 2035 roku może mieć istotne znaczne.

Nową inicjatywą Orlenu jest Akademia Wodorowa, czyli pierwszy w kraju projekt edukacyjny, którego celem jest budowanie kompetencji w obszarze technologii wodorowej wśród studentów i absolwentów szkół wyższych. W programie bierze udział 30 młodych naukowców, którzy pogłębiają swoją wiedzę oraz nabierają doświadczenia pod okiem najlepszych specjalistów w Polsce. Zajęcia odbywają się w całej Polsce, w tym także w zakładach PESA Bydgoszcz oraz Toyoty, gdzie przedstawiciele przemysłu motoryzacyjnego oraz kolejowego przekazują im swoją wiedzę i doświadczenie w zakresie maszyn napędzanych „paliwem przyszłości". Na zakończenie Akademii uczestnicy stworzą rozbudowany opis technologii wodorowej, z szansą na ich komercjalizację, a dla autorów najlepszych projektów spółka przewidziała kilkumiesięczne staże, co stanowi okazję do zdobycia praktycznego doświadczenia w branży.

Jak podkreśla Grzegorz Jóźwiak, Akademia Wodorowa jest przede wszystkim projektem, który ma kształcić przyszłe kadry w zakresie technologii wodorowych. „Zdajemy sobie sprawę, że to nowy kierunek, który wymaga innowacyjnych rozwiązań. Budowa kompetencji u przyszłych ekspertów tego rynku, w obszarze zarówno technologii wytwarzania, jak i wykorzystania wodoru, będzie niezwykle istotna, z punktu widzenia ambitnych celów przedstawionych w naszej zaktualizowanej strategii" – tłumaczy.

Jak dodaje, jest to dotychczas pierwsza w Polsce taka inicjatywa skierowana do studentów. „Nasz projekt jest pierwszym tego typu w kraju, jak dotąd żadna inna spółka nie przygotowała takiej oferty dla studentów, która byłaby związana zarówno z aspektem merytorycznym, ale przede wszystkim z praktycznym zastosowaniem wodoru odnawialnego w gospodarce. \[...\] Cieszymy się, że możemy kształtować tego typu trendy. Ożywianie nowych sektorów gospodarki i stymulowanie innowacji technologicznych również jest rolą dużego koncernu multienergetycznego jakim jest PKN Orlen" – mówi Grzegorz Jóźwiak.

Wodór ustabilizuje sieć

W nadchodzących latach spodziewać się można dalszego wzrostu zainteresowania branżą. Wraz z rozwojem mocy ze źródeł odnawialnych, będących podstawą do produkcji zielonego wodoru, rynek będzie w najbliższych latach rozwijać się dynamicznie, w szczególności w Europie, gdzie uruchamiane są kolejne programy finansowe wpierające wytwarzanie, dystrybucję i odbiór ekologicznego gazu. Kluczowe pozostaje jednak pytanie o jego zastosowanie w przyszłości. Dzięki możliwościom produkcji wodoru z energii odnawialnej, będzie on odgrywał ważną rolę w stabilizacji pracy sieci elektroenergetycznych. W miarę wzrostu produkcji energii z odnawialnych źródeł, wyzwaniem może okazać się fluktuacja dostaw energii, zwłaszcza sezonowo. Rozwiązaniem może być produkcja wodoru w elektrolizerach napędzanych nadwyżkami z OZE, a następnie wykorzystanie go jako produktu do dekarbonizacji różnych gałęzi gospodarki, co może zapewnić pełne wykorzystanie mocy zainstalowanych w OZE. W dążeniu do niskoemisyjnej gospodarki opartej na wodorze, niezbędne jest by nie skupić się wyłącznie na międzynarodowym wyścigu w zdobywaniu mocy z elektrolizy zasilanej czystą energią, ale podejść do zagadnienia rozwoju technologii wodorowych kompleksowo, aby móc w pełni wykorzystać potencjał „paliwa przyszłości".

Materiał sponsorowany