Zielone Strony Biznesu. Magia wodoru

Wodór to paliwo przyszłości
Wodór to paliwo przyszłości, fot. Adobe Stock
Wodór można wykorzystać jako nośnik energii pierwotnej będący swoistym magazynem stabilizującym funkcjonowanie systemu energetycznego opartego o OZE. Wodór, w technologiach typu Power-to-Gas może także pełnić funkcję integratora systemów. Stąd dziś na świecie trwa wyścig o to, kto pierwszy dopracuje te technologie. Polska i polskie firmy mają szansę być jednym z liderów.
ARTYKUŁ BEZPŁATNY

z miesięcznika „My Company Polska”, wydanie 9/2021 (72)

Zyskaj dostęp do bazy artykułów z „My Company Polska” Zamów teraz!

Partner publikacji: 

Cena energii elektrycznej odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu rentowności wielu firm. W zależności od branży, udział tej pozycji w ogólnym zestawieniu kosztów waha się od kilku do kilkudziesięciu procent. Przykładowo, dla przeciętnego sklepu spożywczego koszt energii elektrycznej to ok. 20 proc. wszystkich wydatków. Znacznie większy udział notowany jest w tradycyjnym przemyśle. 

W praktyce oznacza to, że każda podwyżka cen energii doprowadza do wzrostu kosztów prowadzenia biznesu. Wyjście z sytuacji? Albo podnosi się ceny, albo dba o ograniczanie innych opłat. Problem w tym, że wzrost cen ze względu na konkurencję nie jest często możliwy, a ograniczanie innych wydatków – utrudnione. Dlatego zachowanie niskich cen energii elektrycznej jest strategicznie ważne dla efektywności polskich firm. 

Wiatraki nie wystarczą

Problem w tym, że dziś nie wystarczy produkować jak najwięcej taniej energii, trzeba ją produkować w sposób ekologiczny, dążąc do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Walka ze zmianami klimatycznymi doprowadziła do przyjęcia przez szereg państw, szczególnie w ramach UE, konkretnych zobowiązań związanych z emisją dwutlenku węgla i innych substancji do atmosfery. Przykładowo, zgodnie z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu, do 2050 r. cała gospodarka Unii ma osiągnąć „zeroemisyjność netto”, czyli w uproszczeniu: gospodarki wszystkich państw członkowskich nie będą w żaden sposób zanieczyszczały dodatkowo środowiska. Jak to zostanie osiągnięte? Przede wszystkim stawiając na odnawialne źródła energii – ze szczególnym uwzględnieniem energii pozyskiwanej z wiatru i słońca.

Tematyka ta jest bardziej skomplikowana, bo teoretycznie najprostsze rozwiązanie – postawienie milionów wiatraków i tysięcy hektarów farm fotowoltaicznych nie jest w praktyce realne. Dlaczego? Ze względu na okresy w roku, kiedy nie ma ani odpowiedniego nasłonecznienia, ani odpowiednio dużej siły wiatru. W takich chwilach OZE ma problemy – co pokazały doświadczenia z 2020 r., kiedy to Niemcy musiały się ratować ponownym uruchamianiem elektrowni węglowych. Alternatywa w postaci energii z elektrowni atomowych, choć rozważana w Polsce, to na Zachodzie również jest w odwrocie.

Każde wyzwanie ma jednak odpowiedź. Jest nią wodór, który może stać się jednym z motorów napędowych, także polskiej gospodarki.

Wodór. Dlaczego powinniśmy się nim interesować?

Po pierwsze, dlatego, że rozwój technologii pozyskania energii z wodoru może być rozwiązaniem wielu problemów związanych z transformacją energetyczną światowej gospodarki. Po drugie, dlatego, że już dziś Polska jest jednym z liderów w produkcji wodoru w Europie. Znajdujemy się w tym zestawieniu na trzecim miejscu, za Niemcami i Holandią. Sama produkcja wodoru to nie wszystko, bo celem jest wytwarzanie zielonego wodoru, czyli powstającego w oparciu o zjawisko elektrolizy wody dzięki wykorzystaniu zielonej energii. Tu mamy jeszcze sporo do zrobienia, bo dziś niemal cała produkcja polskiego wodoru pochodzi z paliw kopalnych.

Ważnym elementem rozwoju w tym obszarze jest (wreszcie) przyjęcie Polskiej Strategii Wodorowej. Na początku sierpnia zakończyły się konsultacje społeczne wokół projektu dokumentu. Teraz powinien on jak najszybciej zostać przyjęty przez rząd, a postulaty w nim zawarte – znaleźć odzwierciedlenie w ustawodawstwie.

Co tak naprawdę da nam rewolucja wodorowa? Przede wszystkim wodór można wykorzystać jako magazyn energii stabilizujący funkcjonowanie systemu energetycznego opartego o OZE. W uproszczeniu nadwyżki w produkcji energii elektrycznej (np. w słoneczne dni) można wykorzystać do przetworzenia w wodór, który następnie będzie można znów wykorzystać do produkcji energii wtedy, kiedy energii z OZE będzie brakowało. Drugie podstawowe zastosowanie to pozyskiwanie energii do napędu pojazdów.

W ostatnich latach wodór jest bacznie analizowany pod kątem innych sposobów wykorzystania go w różnych sektorach gospodarki. Jak wynika z nowego raportu Hydrogen4EU, do 2050 r. w Unii Europejskiej zużycie wodoru wyniesie ok. 100 mln t rocznie. Dla porównania, w 2018 r. było to nieco ponad 11 mln t, z czego tylko w Polsce wyprodukowano ponad 1,3 mln t. W 2050 r. ponad 50 mln t pochłonie transport. Jednym z kluczowych wniosków jest zachęcenie rządów do wspierania rozwoju tej technologii. Eksperci szacują, że jeśli przygotowane przez nich prognozy się spełnią, europejska gospodarka do 2050 r. oszczędzi nawet 2 bln euro dzięki przejściu na wodór.

Polskie firmy inwestują

O ile strategia zakłada zwiększenie dynamiki rozwoju tego sektora w najbliższych latach, o tyle polskie firmy już teraz mocno inwestują w technologie wodorowe. W maju 2020 r. Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo ogłosiło nowy program wodorowy, który zakłada rozwój projektów skoncentrowanych na wykorzystaniu wodoru w energetyce, w szczególności w obszarze dystrybucji i magazynowania. 

Już teraz koncern wdraża inicjatywę, której celem jest zbadanie możliwości magazynowania i dystrybucji wodoru przy wykorzystaniu sieci gazu ziemnego. W ramach projektu o nazwie In-Grid – Power to Gas w oddziale spółki w Odolanowie powstanie doświadczalna instalacja, w której od 2022 r. będą prowadzone testy zachowania mieszanek wodoru i gazu ziemnego we wszystkich elementach sieci dystrybucyjnej. PGNiG inwestuje także w budowę kawern solnych do magazynowania wodoru. Projekt ma charakter demonstratora technologii, a jednocześnie pozwoli zweryfikować wszystkie wymagania techniczne i operacyjne do uruchomienia działalności komercyjnej. Harmonogram projektu zakłada budowę jednej kawerny demonstracyjnej w Mogilnie oraz w późniejszym okresie kawern o przeznaczeniu komercyjnym na terenie KPMG Kosakowo. 

Prywatne firmy wchodzą w wodór

W technologie wodorowe wierzą także prywatne przedsiębiorstwa i fundusze inwestycyjne. Niedawno wystartował specjalny, europejski program wsparcia dla rozwoju technologii wodorowych. Nazywa się European Green Hydrogen Acceleration Center (EGHAC) i jest to inicjatywa EIT InnoEnergy wspierana m.in. przez sieć Breakthrough Energy założoną przez Billa Gatesa. 

Fundusz chce przede wszystkim wspierać rozbudowę środowiska inwestycyjnego. Wraz z powstawaniem nowych pomysłów, cena produkcji wodoru mogłaby znacząco się zmniejszyć. A to z kolei przyczyniłoby się do upowszechniania tej technologii w przemyśle.

Mamy już pierwsze takie doświadczenia w Europie. W Szwecji, w rejonie Boden-Luleå, powstanie pierwsza na świecie fabryka stali która nie będzie korzystać z energii pochodzącej z klasycznych paliw kopalnych. Wykorzystany zostanie wodór, którzy posłuży do przetwarzania żelaza. Łączne nakłady inwestycyjne to aż 2,5 mld euro, ale dzięki inwestycji powstanie nawet 10 tys. dodatkowych miejsc pracy. Do 2030 r. fabryka będzie w stanie produkować 5 mln t stali rocznie. Projekt wspiera ją projekt H2 Green Steel, który powstał w ramach programu European Green Hydrogen Acceleration Center (EGHAC).

A co z pojazdami?

Nieco innym tematem związanym z wodorem jest rozwój elektromobilności. Tu samochody wodorowe stają się coraz bardziej popularne. Szału nie ma, bo w maju br. w Polsce było zaledwie 53 takich samochodów. W kwietniu zarejestrowano ich tylko siedem. Tak wielki skok wynikał z inwestycji Grupy Polsat, która kupiła pojazdy marki Toyota Mirai oraz Hyundai Nexo. Jednocześnie firma zainwestowała we własną stację tankowania takich pojazdów, która jest pierwszym tego typu miejscem w Polsce.

Barierą przed rozwojem sprzedaży tego typu pojazdów jest ich cena – samochody z napędem wodorowym kosztują w okolicach 300 tys. zł. Niezbędny jest także rozrost stacji tankowania pojazdów – nad takimi projektami pracuje Lotos czy Orlen. Ta ostatnia firma ma już takie stacje na terenie Niemiec.

Znacznie ciekawsze perspektywy ma rozwój dużych pojazdów napędzanych wodorem, szczególnie autobusów. Taki model w ofercie ma firma Solaris. Do tej pory na rynkach międzynarodowych sprzedała ona ponad 80 pojazdów. Pierwsze zamówienie złożyły już m.in. władze Konina. Ofensywę planują także władze Krakowa – przymierzają się do zakupu 40 pojazdów oraz podejmują działania w celu uruchomienia stacji tankowania wodoru. Ponad 80 pojazdów chce pozyskać Poznań, a ponad 10 Warszawa. O takich inwestycjach myśli więcej miast. Czas na wodorową rewolucję! 

-------------------------------------------------------------------

Paliwo przyszłości, magazyn energii

Arkadiusz Sekściński, wiceprezes zarządu PGNiG ds. rozwoju

Magazynowanie i dystrybucja wodoru to kluczowe elementy nowej energetycznej układanki. Dla GK PGNiG ich rozwój jest priorytetem, ale i obowiązkiem. Mamy wysokie kompetencje i stawiamy na ich ciągłe wzmacnianie oraz rozbudowujemy niezbędną infrastrukturę. Dlatego bierzemy aktywny udział w prowadzonych pod auspicjami pełnomocnika rządu ds. OZE oraz Ministerstwa Klimatu i Środowiska pracach nad założeniami rozwoju rynku wodorowego w Polsce. Ich efektem będzie m.in. „Polska Strategia Wodorowa do roku 2030 z perspektywą do 2040 roku”. 

Projekt Strategii porządkuje proces budowy rynku wodoru w Polsce. Mocno akcentuje potrzebę rozwoju sieci przesyłu i dystrybucji wodoru oraz magazynowania energii w postaci tego paliwa. GK PGNiG dysponuje największą w Europie, liczącą ponad 190 tys. km siecią dystrybucji gazu. Mamy również wielkoskalowe magazyny gazu ziemnego, które mogą być wykorzystane do długoterminowego przechowywania wodoru. Dysponujemy także potencjałem opracowania innowacyjnych technologii wielkoskalowego magazynowania wodoru. Stawiamy na to, co jest naszym największym atutem – intensywny rozwój podstawowych obszarów działalności. Z jednej strony, przyczyni się to do sprawnego rozwoju gospodarki wodorowej, z drugiej – zapewni GK PGNiG mocną pozycję konkurencyjną na nowo powstającym rynku. Działania w kierunku tworzenia gospodarki wodorowej w Polsce muszą być skoordynowane, oparte na zasadzie podstawowej synergii obszarów merytorycznych i operacyjnych. Wymaga to współpracy wielu podmiotów, zwłaszcza firm, które w lipcu 2020 r. dołączyły do zainicjowanego przez ówczesne Ministerstwo Klimatu partnerstwa na rzecz jej budowy.

Program wodorowy, który uruchomiliśmy rok temu, pozwolił z jednej strony na identyfikację potrzeb, kluczowych z punktu widzenia spodziewanego rozwoju sytuacji rynkowej i naszego otoczenia biznesowego. Z drugiej, na właściwą odpowiedź i start innowacyjnych przedsięwzięć. Właśnie takimi projektami są In-Grid – Power to Gas oraz opracowanie innowacyjnej technologii magazynowania czystego wodoru w kawernach solnych.

To dwie największe inicjatywy, które poprzez weryfikację i testowanie innowacji pozwolą naszej Grupie Kapitałowej na praktyczne przygotowanie się do przyszłej działalności operacyjnej na tworzącym się rynku nisko- i zeroemisyjnej energetyki. 

Koncepcja In-Grid opiera się na wykorzystaniu energii elektrycznej pochodzącej z instalacji PV w procesie elektrolizy, a następnie – z wykorzystaniem autorskiego projektu układu mieszalnikowo-zatłaczającego – rozprowadzeniu wytworzonego wodoru w pilotażowej sieci dystrybucyjnej. Natomiast w przypadku drugiego projektu, prace innowacyjne obejmować będą przede wszystkim kawernę solną z pełną instalacją naziemną do zatłaczania i odbierania wodoru w dużej skali oraz współpracę z systemem energetycznym. Naszym celem pośrednim przyświecającym obu tym inicjatywom jest także przygotowanie dedykowanych rozwiązań technicznych, np. głowicy wodorowej służącej do zatłaczania magazynowanego w kawernach gazu.

Nie wykluczamy zaangażowania także w inne segmenty rynku wodorowego. Widzimy tu kilka interesujących możliwości. Przykładowo nasze Centralne Laboratorium Pomiarowo-Badawcze rozbuduje swoją działalność analityczną, by stać się pierwszym w Polsce i jednym z niewielu w Europie laboratorium badającym czystość wodoru. Ma to szczególne znaczenie przy wykorzystaniu go jako paliwa w transporcie, gdzie musi spełniać wyśrubowane normy jakości.

-------------------------------------------------------------------

Doliny Wodorowe wyrosną w Polsce

18 maja br. rząd podpisał z władzami samorządowymi i przedstawicielami świata nauki i biznesu list intencyjny w sprawie utworzenia Podkarpackiej Doliny Wodorowej. Zakłada on współdziałanie na rzecz stworzenia otoczenia biznesowego i technologicznego w celu zbudowania Doliny Wodorowej opartej o produkcję wodoru w procesie elektrolizy z wykorzystaniem nadwyżek energii produkowanej z instalacji OZE. 

W ramach Krajowego Planu Odbudowy środki przeznaczone na projekty wpisujące się w rozwój technologii wodorowych sięgną 800 mln euro. Bo rząd planuje realizację takich dolin nie tylko na Podkarpaciu. Docelowo w całym kraju powstanie pięć takich projektów wraz z infrastrukturą przesyłową wodoru. 

-------------------------------------------------------------------

Polskie nadzieje w wodorze

Marcin Lewenstein, Innovation Officer CEE, EIT InnoEnergy

Warunkiem szerokiego wykorzystania wodoru w naszym kraju będzie dostępność energii odnawialnej do produkcji zielonego wodoru, poszerzenie zakresu oddziaływania europejskiego systemu handlu emisjami (ETS) oraz wzrost cen uprawnień do emisji będący impulsem do głębokiej dekarbonizacji. W szczególności podaż zielonej energii będzie kluczowa dla perspektyw gospodarki wodorowej w Polsce, bo to zielony wodór – przede wszystkim powstający w procesie elektrolizy – będzie podstawowym surowcem oraz sposobem wielkoskalowego magazynowania energii w pierwszej fazie implementacji europejskiej strategii wodorowej. Oznacza to, że mimo iż Polska jest jednym z większych europejskich producentów szarego wodoru – powstającego z surowców kopalnych – raczej trudno będzie nam wykorzystać doświadczenia firm petrochemicznych i nawozowych zdobyte w ich łańcuchach wartości w tworzeniu nowych rozwiązań opartych na zielonym wodorze. Jest też mało prawdopodobne, że Polska okaże się rynkiem, na którym powstaną nowatorskie technologie elektrolizy. Szans natomiast upatrywałbym w magazynowaniu i dystrybucji zielonego wodoru oraz jego zastosowania w ogniwach paliwowych, zaś w wymiarze aplikacji – w nowoczesnych polskich sektorach przemysłu (zakłady metalurgiczne, cementownie, chemia, przetwórstwo żywności), w transporcie miejskim i dalekobieżnym oraz – jako substytut wodoru z gazu ziemnego – w rafineriach i w sektorze nawozowym. Nie powinniśmy też zapominać o wodorze z biomasy i odpadów, choć jego rozwój będzie uwarunkowany podejściem Unii Europejskiej do emisji dwutlenku węgla powiązanej z wykorzystaniem tych materiałów.

Biorąc pod uwagę trudny start związany z naszym miksem paliwowym, szansa na podjęcie strukturalnej rywalizacji z europejskimi liderami gospodarki wodorowej nie jest wielka, ale dysponujemy atutami w szeregu nisz, w których głęboka specjalizacja może przynieść nam powodzenie.

 

My Company Polska wydanie 9/2021 (72)

Więcej możesz przeczytać w 9/2021 (72) wydaniu miesięcznika „My Company Polska”.


Zamów w prenumeracie

ZOBACZ RÓWNIEŻ

POLECAMY