W kontekście transformacji energetycznej i dążenia do neutralności klimatycznej, zielony wodór zyskuje coraz większe zainteresowanie jako potencjalne paliwo przyszłości. Polski sektor gazowy, stojący przed wyzwaniem dekarbonizacji, coraz intensywniej analizuje możliwości wykorzystania tego nośnika energii. W niniejszym artykule przyjrzymy się, jak polskie firmy gazowe podchodzą do tematu wodoru, jakie inwestycje realizują i jaki potencjał ma ten gaz w kontekście transformacji polskiej gospodarki.
Czym jest zielony wodór i dlaczego jest ważny?
Wodór to najlżejszy i najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we wszechświecie, który w stanie wolnym występuje na Ziemi rzadko, ale może być pozyskiwany z różnych związków, przede wszystkim z wody. W zależności od sposobu produkcji, wodór klasyfikuje się najczęściej w następujących kategoriach:
- Wodór szary - produkowany z paliw kopalnych, głównie z gazu ziemnego w procesie reformingu parowego, podczas którego emitowany jest CO2
- Wodór niebieski - również produkowany z paliw kopalnych, ale z wykorzystaniem technologii wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS)
- Wodór zielony - wytwarzany w procesie elektrolizy wody przy użyciu energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł energii, bez emisji CO2
- Wodór różowy/fioletowy - produkowany w procesie elektrolizy wody przy użyciu energii elektrycznej pochodzącej z elektrowni jądrowych
Zielony wodór zyskuje szczególne zainteresowanie, ponieważ jego produkcja nie wiąże się z emisją gazów cieplarnianych, a wykorzystanie jako paliwa prowadzi jedynie do powstania wody jako produktu ubocznego. To sprawia, że jest on postrzegany jako idealne paliwo w dążeniu do neutralności klimatycznej.
Inwestycje polskich firm gazowych w technologie wodorowe
Polskie firmy z sektora gazowego i energetycznego, świadome globalnych trendów i regulacji unijnych, coraz śmielej wchodzą w obszar technologii wodorowych. Oto najważniejsze inicjatywy:
Działania Grupy Orlen
Po fuzji z PGNiG, Orlen stał się kluczowym graczem na rynku gazowym, a jednocześnie liderem w zakresie inwestycji wodorowych w Polsce. Strategia koncernu zakłada:
- Budowę hubu wodorowego we Włocławku o mocy 50 MW, który ma produkować około 3000 ton zielonego wodoru rocznie
- Inwestycje w elektrolizery w innych lokalizacjach, m.in. w Płocku i Trzebini
- Rozwój sieci stacji tankowania wodoru dla transportu publicznego - do 2025 roku planowane jest uruchomienie około 100 stacji w Polsce i Czechach
- Projekty badawczo-rozwojowe dotyczące wykorzystania wodoru w przemyśle rafineryjnym i petrochemicznym
Projekty Gaz-System
Operator systemu przesyłowego gazu w Polsce również intensywnie pracuje nad dostosowaniem swojej infrastruktury do transportu wodoru:
- Program badań dotyczący możliwości przesyłu mieszanin gazu ziemnego z wodorem (tzw. blending) w istniejących gazociągach
- Analizy dotyczące budowy dedykowanych gazociągów wodorowych w ramach europejskiego projektu European Hydrogen Backbone
- Współpraca z partnerami zagranicznymi w zakresie standardów technicznych dla transportu wodoru
- Uczestnictwo w inicjatywie Central European Hydrogen Corridor, zakładającej budowę korytarza przesyłowego wodoru z Ukrainy przez Słowację i Czechy do Niemiec
Działania Polskiego LNG
Spółka odpowiedzialna za terminal LNG w Świnoujściu również rozważa możliwości związane z wodorem:
- Studia wykonalności dotyczące produkcji wodoru w procesie reformingu parowego LNG z wykorzystaniem technologii CCS
- Analizy możliwości wykorzystania chłodu powstającego w procesie regazyfikacji LNG do zwiększenia efektywności procesów produkcji wodoru
- Badania nad potencjałem wykorzystania amoniaku jako nośnika wodoru, który mógłby być importowany przez terminal
Potencjalne zastosowania wodoru w polskiej gospodarce
Wodór może znaleźć zastosowanie w wielu sektorach polskiej gospodarki, przyczyniając się do jej dekarbonizacji:
Sektor transportowy
Transport jest jednym z najbardziej obiecujących obszarów zastosowania wodoru:
- Wodorowe ogniwa paliwowe mogą zasilać autobusy miejskie, ciężarówki, pociągi, a nawet statki
- W przeciwieństwie do pojazdów elektrycznych, pojazdy wodorowe oferują większy zasięg i krótszy czas tankowania
- Polskie miasta, jak Warszawa, Poznań czy Gdańsk, już testują autobusy napędzane wodorem
- Polska firma Solaris jest jednym z europejskich liderów w produkcji autobusów wodorowych
Przemysł
Wodór może odegrać istotną rolę w dekarbonizacji przemysłu ciężkiego:
- Wykorzystanie wodoru zamiast węgla w procesach redukcji rudy żelaza w hutnictwie
- Zastąpienie gazu ziemnego wodorem jako surowca w przemyśle chemicznym
- Wykorzystanie jako czystego paliwa w procesach wymagających wysokich temperatur
Energetyka
Wodór może stanowić element systemu energetycznego przyszłości:
- Magazynowanie nadwyżek energii z odnawialnych źródeł w postaci wodoru (technologia Power-to-Gas)
- Wykorzystanie ogniw paliwowych do produkcji energii elektrycznej w okresach szczytowego zapotrzebowania
- Mieszanie wodoru z gazem ziemnym w istniejących sieciach gazowych dla obniżenia emisyjności
- Docelowo potencjalne zastąpienie gazu ziemnego czystym wodorem w sieciach dystrybucyjnych
Wyzwania i bariery rozwoju gospodarki wodorowej w Polsce
Pomimo obiecujących perspektyw, rozwój gospodarki wodorowej w Polsce napotyka szereg wyzwań:
Koszty produkcji zielonego wodoru
Obecnie produkcja zielonego wodoru jest znacząco droższa niż produkcja wodoru z paliw kopalnych:
- Szacunkowy koszt produkcji 1 kg zielonego wodoru wynosi 4-6 EUR, podczas gdy koszt wodoru szarego to około 1,5-2 EUR za kg
- Koszty elektrolizerów są wciąż wysokie, choć prognozuje się ich spadek w miarę skalowania produkcji
- Efektywność procesu elektrolizy wymaga dalszych ulepszeń technologicznych
Infrastruktura
Brak odpowiedniej infrastruktury stanowi istotną barierę:
- Ograniczona liczba stacji tankowania wodoru
- Konieczność dostosowania lub budowy nowych gazociągów przystosowanych do transportu wodoru
- Wyzwania związane z magazynowaniem wodoru (niska gęstość energetyczna, przenikliwość)
Regulacje i standardy
Rynek wodoru wymaga odpowiednich ram regulacyjnych:
- Potrzeba stworzenia jasnych definicji różnych rodzajów wodoru i certyfikacji
- Konieczność ustanowienia standardów bezpieczeństwa dla produkcji, magazynowania i użytkowania wodoru
- Opracowanie systemu wsparcia dla inwestycji w zielony wodór
Polska Strategia Wodorowa
W odpowiedzi na rosnące znaczenie wodoru, Polska przyjęła w 2021 roku "Polską Strategię Wodorową do roku 2030 z perspektywą do 2040 r." Dokument ten wyznacza cele w zakresie:
- Wdrożenia technologii wodorowych w energetyce i ciepłownictwie
- Wykorzystania wodoru jako paliwa alternatywnego w transporcie
- Wsparcia dekarbonizacji przemysłu
- Produkcji wodoru w nowych instalacjach
- Efektywnego i bezpiecznego przesyłu, dystrybucji i magazynowania wodoru
- Stworzenia stabilnego otoczenia regulacyjnego
Strategia zakłada, że do 2030 roku w Polsce powstanie:
- Około 2 GW mocy instalacji do produkcji wodoru i jego pochodnych z niskoemisyjnych źródeł, procesów i technologii
- 32 stacje tankowania i bunkrowania wodoru
- Łącznie około 800-1000 autobusów wodorowych
- Minimum 5 dolin wodorowych
Perspektywy dla firm gazowych
Dla firm z sektora gazowego w Polsce, technologie wodorowe stanowią zarówno wyzwanie, jak i szansę transformacji biznesu:
Nowe modele biznesowe
Firmy gazowe mogą rozwijać nowe obszary działalności:
- Produkcja zielonego wodoru z wykorzystaniem nadwyżek energii z OZE
- Oferowanie usług magazynowania energii w postaci wodoru
- Rozwój sieci dystrybucji i stacji tankowania wodoru
- Usługi doradcze i techniczne związane z wdrażaniem technologii wodorowych w przemyśle
Transformacja istniejącej infrastruktury
Firmy gazowe mogą wykorzystać posiadaną infrastrukturę do transportu wodoru:
- Stopniowa adaptacja istniejących gazociągów do przesyłu mieszanin gazu ziemnego z wodorem
- W dłuższej perspektywie konwersja części sieci na transport czystego wodoru
- Wykorzystanie doświadczenia w magazynowaniu gazu dla projektów magazynowania wodoru
Podsumowanie
Zielony wodór niewątpliwie stanowi jedną z obiecujących ścieżek transformacji polskiego sektora gazowego i energetycznego. Polskie firmy gazowe, na czele z Orlenem, już teraz podejmują pierwsze kroki w kierunku budowy kompetencji i infrastruktury wodorowej. Tempo tego procesu będzie zależeć od wielu czynników, w tym od kosztów technologii, rozwoju regulacji oraz dostępności odpowiedniego wsparcia finansowego.
Transformacja w kierunku gospodarki wodorowej nie nastąpi z dnia na dzień - będzie to proces rozłożony na dekady. Jednak firmy, które już dziś inwestują w wiedzę i technologie wodorowe, mogą zyskać przewagę konkurencyjną w przyszłości i skutecznie dostosować swoje modele biznesowe do wymogów niskoemisyjnej gospodarki.
Dla Polski, której system energetyczny jest wciąż w dużej mierze oparty na węglu, wodór może stanowić kluczowy element transformacji, umożliwiający dekarbonizację przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa energetycznego i konkurencyjności gospodarki.