Coraz ważniejszy staje się wodór jako paliwo przyszłości. W województwie zachodniopomorskim potrzebna jest dolina wodorowa

30 listopada w Szczecinie odbędzie się konferencja, której celem jest dyskusja temat potencjału energetycznego wodoru. Teraz dużo mówi się o wodorze jako paliwie przyszłości. Skąd wiadomo, że to akurat wodór będzie tym paliwem?

Energia produkowana z wodoru należy do jednej z najczystszych metod produkcji energii a jednocześnie jest niewyczerpalna, podobnie jak energia ze źródeł odnawialnych. Cały świat, ze względu na coraz wyższe ceny paliw, a także, aby uniezależnić się od krajów posiadających surowce mineralne (głównie Rosji), Europa coraz bardziej przykładają uwagę do rozwoju badań nad innymi, alternatywnymi źródłami paliw. Jednym z takich paliw jest wodór, który jest postrzegany jako paliwo przyszłości. Obecnie Europa odchodzi od węgla, gaz jest traktowany jako paliwo przejściowe, a właśnie wodór ma być jednym z kluczowych elementów transformacji energetycznej. Dzisiejsze nośniki energii nieodnawialnej wpływają ujemnie na środowisko, zanieczyszczając je. Energia z wodoru wydaje się za tym być obiecującym rozwiązaniem, ponieważ wykazuje o wiele więcej zalet w porównaniu z obecnie używanymi paliwami. Przede wszystkim wodór jest nietoksyczny. W wyniku spalania wodoru, jedynym końcowym produktem jest woda. To więc paliwo ekologiczne i przyjazne dla środowiska.

Obecnie na świecie jest 36 dolin wodorowych, z czego 20 w Europie. Co to jest ta dolina wodorowa?

Dolinę wodorową możemy określić jako obszar geograficzny (miasto, region, wyspa lub obszar przemysłowy), w którym kilka zastosowań wodoru łączy się w zintegrowany ekosystem. Idealnie, jeżeli połączenie obejmuje cały łańcuch dostaw wodoru: produkcję, przechowywanie, dystrybucję i końcowe wykorzystanie przez użytkowników takich jak mieszkańcy, konsumenci lub firmy produkcyjne czy transportu publicznego. Zgodnie z „Polską Strategią Wodorową do 2030 roku”, która została przyjęta przez Rząd w listopadzie 2021 roku, także w Polsce powstają doliny wodorowe. Ma ich być co najmniej 5, ale nie więcej niż 7. Polskie doliny wodorowe mają być elementem Europejskiego Ekosystemu Wodorowego. Polski Ekosystem Innowacji Dolin Wodorowych ma obejmować innowacyjne przedsięwzięcia przemysłowe i wieloletnie projekty inwestycyjne o dużej skali, które będą realizowane w ramach określonego obszaru geograficznego.

Do czego może służyć wodór? Gdzie może mieć zastosowanie?

Wodór jako nośnik energii posiada bardzo szerokie zastosowanie w wielu gałęziach gospodarki. Można go wykorzystać w transporcie, w przemyśle ciężkim, a także na potrzeby funkcjonowania miast. Wodór w procesach produkcyjnych ze względu na swoją zeroemisyjność coraz częściej zastępuje paliwa kopalne jak np. węgiel czy gaz ziemny czego przykładem może być proces wyżarzania w hutach stali czy szkła. Wodór może wykorzystać także w przemyśle spożywczym, chemicznym, metalurgicznym oraz stalowym. Ponadto wodór może być również wykorzystany do produkcji paliw i gazów syntetycznych w procesie Power-to-X.
Ale przede wszystkim wodór jest wykorzystywany w ogniwach paliwowych, które znajdują swoje zastosowanie w urządzeniach przenośnych (telefony komórkowe, laptopy), samochodach osobowych (samochody osobowe), transporcie zbiorowym (autobusy, pociągi) oraz w obszarze produkcji energii do generatorów (energetyka). Co ważne, wodór ma ogromne znaczenie jako sposób magazynowania energii. Cała Unia Europejska wiąże z nim spore nadzieje. Polska również widzi w nim swoją szansę na transformację energetyczną.

Dlaczego Zachodniopomorskie staje się miejscem powstania doliny wodoru? Czy są tu jakieś unikatowe warunki?

Województwo zachodniopomorskie jest właściwym miejscem, gdzie może powstać dolina wodorowa, wpisująca się w koncepcję zapisaną w projekcie rządowego dokumentu Polskiej Strategii Wodorowej do roku 2030 z perspektywą do 2040 r. Po pierwsze, Pomorze Zachodnie jest głównym producentem energii z odnawialnych źródeł energii tzw. OZE w Polsce. Obecnie wiele z tej energii nie jesteśmy w stanie wykorzystać. Ponadto, w naszym województwie funkcjonują przedsiębiorstwa przemysłowe, u których wodór jest tzw. odpadem i który również mógłby być wykorzystywany w dobrym celu. Co ważne w naszym regionie jest realizowanych wiele ważnych projektów naukowych dotyczących wykorzystania wodoru. Takim przykładem jest projekt H2eBuffer realizowany w konsorcjum Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Uniwersytet Szczeciński oraz ENEA Operator sp. z o.o. Jest wreszcie wiele firm, skupionych chociażby w Klastrze METALIKA dla Przyszłości, którzy chcieliby włączyć się w budowę wodorowych łańcuchów dostaw jako tzw. local content. W regionie mamy więc odpowiednie zasoby, aby w nieodległej przyszłości mogły być tu realizowane ambitne projekty, w których niskoemisyjny wodór będzie wykorzystywany na szeroką skalę jako źródło czystej energii tj. produkcja zielonego wodoru, elektrolizerów, ogniw paliwowych czy autobusów z napędem wodorowym. Powstanie doliny wodorowej w regionie doprowadzi do integracji w szczególności uczelni, instytutów badawczych, startupów, klastrów energii, firm wdrożeniowych, dużych podmiotów gospodarczych, firm kotwic, wokół których powstanie sieć powiązań z dostawcami, podwykonawcami i kooperantami, administracji rządowej i samorządowej oraz podmiotów z otoczenia biznesu. Dzięki temu procesowi powstaną w regionie nowe miejsca pracy, ale także nastąpi optymalizacja procesów i kosztów oraz zbliżenie podaży i popytu.

To dlaczego dopiero teraz mówimy o powołaniu Zachodniopomorskiej Doliny Wodorowej?

Prace nad powołaniem Zachodniopomorskiej Doliny wodorowej trwają już od ponad roku i faktycznie Ministerstwo Klimatu i Środowisko wstępnie wpisało nas na listę. Obecnie chodzi o zintensyfikowanie naszej współpracy, a także o popularyzację wiedzy na temat technologii wodorowych i wykorzystania wodoru, a także poznanie potencjału, jaki mamy w regionie. Temu ma służyć konferencja H2Szczecin „Wodór napędem regionu”. Przyznam, że zainteresowanie jest bardzo duże.

Czy wodór ma kolory? I co to znaczy „wodór zielony”?

Faktycznie, wodór oznacza się kolorem, który jest wyłącznie informacją o sposobie wytwarzania wodoru (w rzeczywistości bowiem wodór jest bezbarwny). Zielony wodór jest produkowany wyłącznie z energii odnawialnej tzw. OZE. Na przykład farmy wiatrowe lub instalacje fotowoltaiczne wytwarzają tzw. zieloną energię elektryczną, która w elektrolizerach jest zamienia na wodór. W ten sposób, w postaci wodoru energia elektryczna może być magazynowana i transportowana, a następnie za pomocą ogniwa paliwowego ponownie zamieniana na energię elektryczną. Ponadto mówimy o szarym wodorze, który pozyskiwany z ekstrakcji paliw kopalnych wydzieleniem CO2 i CO; a także z o błękitnym wodorze z gazu ziemnego lub turkusowym powstałym w energetyce jądrowej. Polska jest piątym producentem wodoru na świecie, jednak przodujemy w produkcji szarego wodoru z paliw kopalnych. Warto jednak pamiętać, że nawet taki wodór może być wykorzystywany w transporcie publicznym, już jako paliwo bezemisyjne.

A na czym polega produkcja wodoru?

Postępująca transformacja energetyczna zakłada dążenie do wytwarzania energii w sposób nisko lub zeroemisyjny. W procesie elektrolizy wody prąd elektryczny jest wykorzystywany do rozdzielenia wody na wodór i tlen. Wodór przemieszcza się do bieguna naładowanego ujemnie, a tlen do bieguna naładowanego dodatnio. W procesie elektrolizy anoda jest naładowana dodatnio, a katoda ujemnie. Istnieją dwa rodzaje elektrolizy wody, elektroliza alkaliczna i elektroliza z membraną. Podstawą do przeprowadzenia elektrolizy są surowce odnawialne. Produkcja wodoru poprzez reforming parowy jest szeroko stosowanym procesem przemysłowym do produkcji wodoru. W tym procesie węglowodory, głównie gaz ziemny, reagują z parą wodną w temperaturze ok. 850°C i pod ciśnieniem 20–50 barów, tworząc wodór i dwutlenek węgla. Obie substancje są następnie rozdzielane za pomocą separacji adsorpcyjnej. Podstawą do przeprowadzenia reformingu parowego są surowce kopalne, dlatego ta metoda wytwarzania wodoru z pewnością nie ma większej przyszłości.Wodór może być produkowany także z biomasy. Zgazowaniu poddawane są materiały takie, jak trawa, słoma lub odpady biologiczne. Powstała w ten sposób mieszanina gazów można przekształcić w wodór także w procesie reformingu parowego. W procesie tym powstają również gazy resztkowe. Można je stosować np. w turbinie gazowej do wytwarzania energii elektrycznej.

Kiedy jest szansa na uruchomienie w Szczecinie (w Zachodniopomorskim) stacji tankowania wodorem?

W uchwalonej pod koniec 2021 roku Polskiej Strategii Wodorowej rząd deklaruje, że do końca 2025 roku ma działać 35 stacji tankowania tego paliwa. Wraz z rozwojem napędów wodorowych musi bowiem podążać inwestycja w infrastrukturę do tankowania takich pojazdów. Jest bardzo duże prawdopodobieństwo, że taka stacja pojawi się do końca 2025 roku w Szczecinie.

Na razie, jak potocznie mówimy o zastosowaniu wodoru, to najczęściej jako paliwo samochodowe. Ile teraz kosztuje samochód napędzany wodorem? Ale też ile kosztuje eksploatacja takiego auta? Czyli inaczej - czy to się opłaca i dlaczego?

W 2022 roku chcąc kupić samochód wodorowy mamy właściwie wybór spośród dwóch modeli. Toyota Mirai to jedyny samochód, jaki możemy kupić w polskim salonie. Jest to 4-drzwiowy, prawie 5-metrowy sedan z silnikiem o mocy 182 KM. Toyoty Mirai w wersji wyposażenia Prestige kosztuje 309 900 zł, a Executive 324 900 zł. Na rynku występuje jeszcze Hyundai Nexo, którego co prawda możemy znaleźć na stronie polskiego importera, ale brak tam informacji na temat ceny. W Niemczech Nexo jest dostępny i cennik zaczyna się od kwoty 77 290 Euro. W Polsce nie ma publicznie dostępnej stacji wodoru, zatem i ceny są nieznane. Jednak w Niemczech stacji jest sporo, a cena w marcu 2022 roku wynosi 9,50 Euro za 1 kg wodoru. Przeliczając to po aktualnym kursie (ok. 4,60 zł/1 euro) za 1kg zapłacilibyśmy ok. 44 zł. Przykładowo Toyota Mirai zużywa ok. 1 kg wodoru na 100 km, zatem przejechanie 100 km kosztowałoby ok. 44 zł.