Zielone Strony Biznesu. Wodór na ratunek energetyki

Wizją i nadrzędnym celem polskiej strategii wodorowej jest stworzenie nowego sektora polskiej gospodarki, który jest częścią gospodarki europejskiej i światowej. Jest to gospodarka wodorowa, a jej rozwój wpływa na rzecz osiągnięcia neutralności klimatycznej – powiedział pod koniec listopada w czasie wystąpienia sejmowego Ireneusz Zyska, wiceminister klimatu i środowiska.

Wykorzystanie wodoru jako fundamentu do budowy całego systemu energetycznego nie jest czymś abstrakcyjnym. Wręcz przeciwnie – jak wynika z oficjalnego dokumentu przygotowanego przez Komisję Europejską w lipcu 2021 r., wodór ma być niezbędnym elementem, by przejść z „brudnej” energetyki opartej na węglu i gazie do „czystej”, opartej na odnawialnych źródłach energii.

Polska idzie w tym samym kierunku. Do tej pory w kraju rozwojem technologii wodorowej zajmowały się głównie spółki z udziałem Skarbu Państwa. Liderami w tym są: PGNiG, Lotos i Orlen. Samo zaangażowanie firm jednak nie wystarczy, bo niezbędne są nie tylko zmiany w prawie związane z wykorzystywaniem wodoru, ale także wsparcie państwowe pod względem finansowym. Dlatego na początku listopada 2021 r. rząd przyjął Polską Strategię Wodorową. To całościowy program reformy polskiej energetyki, by do 2030 r. polski wodór mógł realnie pomóc w dekarbonizacji gospodarki i jednocześnie uchronić nas przed kolejnymi kryzysami energetycznymi.

Polska Strategia Wodorowa określa przede wszystkim sześć podstawowych celów, jakie stoją przed państwem w perspektywie najbliższych 10 lat. Są to: wdrożenie technologii wodorowych w energetyce i ciepłownictwie, wykorzystanie wodoru jako paliwa alternatywnego w transporcie, wsparcie dekarbonizacji przemysłu, produkcja wodoru w nowych instalacjach, sprawny i bezpieczny przesył, dystrybucja i magazynowanie wodoru, stworzenie stabilnego otoczenia regulacyjnego.

W dokumencie wskazano podstawowe wskaźniki osiągnięcia powyższych celów. Przede wszystkim jest to osiągnięcie określonej mocy instalacji do produkcji wodoru i jego pochodnych z niskoemisyjnych źródeł, procesów i technologii. Ma to być łącznie 2 GW mocy do 2030 r. Dla porównania we wrześniu br. łączna moc ze wszystkich źródeł energii elektrycznej w Polsce wynosi 53 GW. Jeśli komuś wydaje się, że przy tej skali 2 GW to mało, to powinien wiedzieć, że do 2030 r. według różnych szacunków łączna moc elektrolizerów na całym świecie ma wynosić 54 GW. Oznacza to, że Polska miałaby ok. 4 proc. udziału w rynku. W połowie tego roku na całym świecie łączna moc elektrolizerów wynosiła ok. 300 MW. 

Strategia zakłada jednak nie tylko rozwój samej energetyki. Jej cele są szersze, np. wykorzystywanie w Polsce od 800 do 1000 nowych autobusów wodorowych, stworzenie 32 stacji tankowania i bunkrowania wodoru oraz co najmniej pięć dolin wodorowych, czyli specjalnych ośrodków rozwijających tę technologię. 

W strategii zawarto najważniejsze narzędzia do spełnienia powyższych celów. To przede wszystkim programy wsparcia budowy gospodarki wodorowej, ale oparte w zupełności na wodorze niskoemisyjnym (bo w produkcji wodoru wysokoemisyjnego jesteśmy dziś jednym z europejskich liderów). Podmioty, które mimo to będą chciały rozwijać produkcję wodoru opartą na paliwach kopalnych będą musiały zastosować technologie wychwytywania dwutlenku węgla.

Czy to realne?

Wszystko zależy od dwóch czynników – odpowiedniego prawa i finansowania inwestycji. Z tym pierwszym jest jeszcze spore pole do popisu, bo obok samej strategii wyznaczającej kierunki rozwoju rynku wodorowego nie ma legislacji wspierającej ten rynek. Przykładowo, Forum Energii apelowało o m.in. rewizję ustawy odległościowej. Chodzi o minimalną odległość między wiatrakami a budynkami. Obecnie panuje zasada 10H, czyli 10-krotność wysokości elektrowni. Po zmianach miałoby to być minimalnie 500 m. Projekt nowelizacji przez długie miesiące był jednak zamrożony. Zmieniło się to pod koniec listopada.

Forum Energii zwracało także uwagę na konieczność rozwoju OZE. Tu są jednak problemy. Za chwilę czeka nas zmiana zasad rozliczania produkcji energii z przydomowych instalacji fotowoltaicznych (dokładnie od kwietnia 2022 r.), a w dodatku firmy inwestujące w większe farmy fotowoltaiczne coraz częściej otrzymują odmowy przyłączenia inwestycji do sieci od operatorów. Problemem jest stara infrastruktura przesyłowa, która mogłaby nie poradzić sobie z nadmiernym obciążeniem.

Finansowanie projektów wodorowych obecnie opiera się na firmach – czy to prywatnych, czy spółkach Skarbu Państwa. Ważnym zastrzykiem gotówki miał być Krajowy Plan Odbudowy. Zgodnie z jego założeniami Polska miała otrzymać aż 800 mln euro na dotacje dla sektora prywatnego na wykorzystanie wodoru jako paliwa w transporcie czy przemyśle. Firmy mogłyby wykorzystać te środki np. na inwestycje w elektrolizery (łącznie 320 MW mocy) czy też w stacje tankowania wodoru (łącznie 25 takich miejsc) oraz magazyny do bunkrowania wodoru. Niestety z powodu konfliktu na linii polski rząd a Komisja Europejska KPO wciąż nie został zatwierdzony i wciąż trudno powiedzieć, kiedy będzie. Drugim motorem napędowym może być Fundusz Transformacji Energetycznej. Projekt ustawy tworzącej ten fundusz pojawił się na stronach Sejmu w październiku. FTE miałby wystartować już w 2022  r. i trafiałyby do niego pieniądze ze sprzedaży praw do emisji dwutlenku węgla przez Polskę (według obecnego projektu 40 proc. tych środków). Według doniesień prasowych w rządzie panuje jednak spór o to, kto miałby sprawować pieczę nad funduszem. Obecnie działa specjalny, międzyresortowy zespół, który ma stworzyć konkretne programy. Wciąż jednak nie wiadomo, kiedy pojawią się konkrety.

Pieniądze są potrzebne, bo produkcja zielonego wodoru jest bardzo droga. Obecnie zielony wodór (czyli produkowany z OZE) jest 2–3-krotnie droższy niż niebieski wodór wytwarzany z gazu. Koszt produkcji zielonego wodoru jest zależny od ceny energii pochodzącej z OZE, kosztu zainstalowania elektrolizera oraz jego okresu funkcjonowania. W polskich realiach najszybciej mogą się powieść plany produkcji wodoru szarego. Podobnie jest z autobusami wodorowymi. Ich koszt 2- lub 3-krotnie przekracza elektrycznych. Choć trzeba przyznać, że są miasta takie jak Kraków i Katowice, które zdecydowały się na zakup autobusów zasilanych zielonym wodorem pochodzącym z rafinerii w Trzebini.

Perspektywy dla wodoru

Przygotowanie strategii nie oznacza, że rewolucję wodorową zaczynamy dopiero dziś. Dzieje się to już od dłuższego czasu. Przykładowo, swój program wodorowy oficjalnie od czerwca 2021 r. ma Orlen. Program ten nosi nazwę Hydrogen Eagle i opiera się na budowie sieci hubów wodorowych zasilanych odnawialnymi źródłami energii oraz innowacyjnych instalacji przetwarzających odpady komunalne w zero- i niskoemisyjny wodór. W ramach projektu planowana jest również budowa ponad 100 stacji tankowania dla transportu indywidualnego, publicznego i cargo.

Do 2030 r. Orlen chce produkować nawet 50 tys. t wodoru rocznie w ramach sześciu nowych hubów wodorowych (nie tylko w Polsce, ale też w Czechach i na Słowacji). Łącznie docelowo moc instalacji elektrolizy zasilanych OZE wyniesie ok. 250 MW. Program obejmie także trzy instalacje przetwarzania odpadów komunalnych w niskoemisyjny wodór zlokalizowane w Płocku, Ostrołęce oraz w Czechach, a także międzynarodową sieć ponad 100 stacji tankowania wodoru.

PGNiG swój program opublikowało na początku 2020 r. „Wodór – Czyste Paliwo dla Przyszłości” zakłada m.in. stworzenie badawczej instalacji w Odolanowie, która pozwoli nie tylko na produkcję wodoru, ale też na testowanie jednoczesnego wykorzystania odpowiednio dobranej mieszanki wodoru i gazu ziemnego w produkcji energii oraz w sieci dystrybucyjnej. PGNiG myśli także o magazynowaniu wodoru. Chce wykorzystywać w tym celu kawerny solne, które dziś są przeznaczone do magazynowania gazu ziemnego. – Konsekwentnie rozwijamy działania związane z naszym Programem Wodorowym. Pozwolił on z jednej strony na identyfikację potrzeb kluczowych z punktu widzenia spodziewanego rozwoju sytuacji rynkowej, z drugiej na właściwą odpowiedź i start innowacyjnych przedsięwzięć takich jak InGrid – Power to Gas oraz budowa badawczej kawerny solnej przeznaczonej do magazynowania energii w postaci wodoru. W pierwszym wypadku możliwe będzie przetestowanie kompletnej instalacji typu Power to Gas – od źródła wytwarzania odnawialnej energii w postaci paneli fotowoltaicznych do systemu zatłaczania wyprodukowanego wodoru do zamkniętej badawczej sieci gazowej. Natomiast w drugim  badanie obejmie kawernę solną z pełną instalacją naziemną do zatłaczania i odbierania wodoru oraz współpracę z systemem energetycznym. W obu przypadkach będą to pierwsze tego typu instalacje w Polsce – mówi Paweł Majewski, prezes zarządu PGNiG SA.

Najbardziej ambitne plany, jeśli chodzi o rozwój wodoru w Polsce, ma Grupa Lotos. Jej strategia Green H2 zakłada budowę dużych elektrolizerów, magazynów i ogniw paliwowych. Do 2025 r. firma chce mieć elektrolizery o łącznej mocy 100 MW, a do 2030 r. nawet 1 GW. Oznacza to, że miałaby „w rękach” połowę mocy wytwórczej wodoru w kraju. Oczywiście należy pamiętać, że Grupa Lotos może zostać przejęta przez PKN Orlen. Według nowego scenariusza do połączenia może dojść w połowie 2022 r.

Ponadto Grupa Azoty, czyli obecnie jeden z największych producentów brudnego wodoru w Polsce, chce docelowo produkować u nas nawet 450 tys. t czystego wodoru rocznie, ale także mocno inwestować w obszar badawczy związany z produkcją zielonego wodoru. Produkcję zielonego wodoru chce także rozwijać ZE PEK należący do Zygmunta Solorza. W należącej do firmy Elektrowni Konin powstać ma wytwórnia wodoru o docelowej mocy 50 MW, która zasilana będzie energią z bloków energetycznych opalanych biomasą. 

Zakład produkujący zielony wodór stworzy w Polsce także firma logistyczna FM Logistic. Obiekt powstanie w Wiskitkach i będzie wytwarzał wodór wykorzystywany do np. napędzania wózków widłowych.

To niejedyne podmioty zaangażowane w rozwój polskiego wodoru. W październiku podpisano porozumienie sektorowe na rzecz rozwoju gospodarki wodorowej, w które włączyło się aż 138 podmiotów, w tym instytucje państwowe i naukowe, spółki Skarbu Państwa, stowarzyszenia i instytucje skupiające przedsiębiorców, kancelarie prawne, ale także bezpośrednio prywatne firmy, jak Toyota Motor Poland, ABB, OX2 czy TUV SUD.

Kolejne szanse na horyzoncie

Rozwój wodoru jest uzależniony m.in. od ekspansji odnawialnych źródeł energii. Chodzi tu przede wszystkim o duże instalacje, np. oparte na energetyce wiatrowej (szczególnie morskie farmy wiatrowe na Bałtyku). Jak wynika z raportu 3W przygotowanego przez Bank Gospodarstwa Krajowego w ciągu najbliższych 30 lat w Polsce powstanie nawet 30 GW mocy w źródłach odnawialnych. Jest jeszcze druga noga, a mianowicie energetyka jądrowa. O zbudowaniu polskiego reaktora jądrowego mówi się od dziesiątek lat, ale dopiero od niedawna plany te stały się naprawdę realne. Nie będzie to jednak wielki reaktor, ale jego mniejsza wersja – tzw. SMR. 

Plany stworzenia takich reaktorów obok firm państwowych ma m.in. Ciech, Synthos i ZE PAK. Jeśli plany firm się spełnią, moc energetyki w Polsce wzrośnie o kolejne 6 do 9 GW.

Taką energię będzie można wykorzystać do produkcji wodoru. Ten z kolei można zastosować nie tylko do wytworzenia prądu, ale także do napędzania pojazdów. Już dziś istnieją zarówno samochody, jak i autobusy czy pociągi wykorzystujące wodór. Ze względu na bardzo wysoki koszt takiej technologii oraz bardzo słabo rozwiniętą infrastrukturę do tankowania wodoru, na razie na masową skalę w samochodach osobowych takiego paliwa nie da się wykorzystywać. 

Zupełnie inaczej sprawa wygląda w przypadku transportu publicznego. Przykładowo Konin będzie pierwszym polskim miastem, w którym autobusy wodorowe trafią do użytkowania – do końca 2022 r. Pojazdy dostarczy Solaris, który wyprodukował także pierwszy, polski autobus wodorowy jeszcze w 2019 r. 

Do tej pory zebrał zamówienia na kilkadziesiąt kolejnych. Pojazdy trafią przede wszystkim za granicę. 

Z kolei bydgoska Pesa stworzyła pierwszy prototyp lokomotywy napędzanej wodorem. Co ciekawe, to dopiero drugi taki pojazd na świecie. Obecnie lokomotywa będzie przechodziła testy zarówno w zakładach Pesy, jak i na terenie zakładów Orlenu, który jest partnerem w realizacji projektu. Początkowo pojazd może być wykorzystywany na terenie światowych fabryk, ale Pesa już pracuje nad jego wersją „szlakową”, czyli przystosowaną do dalszych podróży. 

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

Klaster Wodorowy 

W listopadzie zainaugurowano Świętokrzyski Klaster Wodorowy im. Braci Łaszczyńskich. Jego celem  jest stworzenie otwartego forum współpracy, do udziału w którym zaproszone są wszystkie podmioty chętne do działania na rzecz rozwoju zeroemisyjnych źródeł energii i produkcji zielonego wodoru w regionie świętokrzyskim. Celem jest stworzenie elektrolizerów produkujących 50 tys. t zielonego wodoru do 2030 r. Pierwsza instalacja o mocy 1 MW powstanie już w 2023 r. w kopalni Jażwica. W rozwój klastra, oprócz lokalnych władz i przedstawicieli uczelni i spółki Świętokrzyskie Kopalnie Surowców Mineralnych, zaangażowały się także prywatne firmy: Columbus Energy, SBB Energy, AIUT, Bisek Asfalt i Inwex.

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

Pierwsza dolina wodorowa

18 maja 2021 r. zainaugurowano pierwszą w Polsce dolinę wodorową – Podkarpacką Dolinę Wodorową. We wrześniu podpisano list intencyjny w sprawie utworzenia drugiej – dolnośląskiej. Jak wynika z rządowej strategii rozwoju wodoru, ma ich być łącznie pięć. Będą to specjalne miejsca, w których prowadzone będą prace badawcze nad rozwojem technologii wodorowych, ale także gdzie będą powstawały nowe inwestycje. Przykładowo, udział w Dolnośląskiej Dolinie Wodorowej zadeklarowały: KGHM Polska Miedź, Grupa Azoty, Politechnika Wrocławska, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu i Uniwersytet Wrocławski. Koordynatorem projektu, podobnie jak i innych dolin wodorowych, jest Agencja Rozwoju Przemysłu.