Od ponad 200 lat znana jest reakcja elektrolizy czyli separacji cząsteczki wody H2O na wodór i tlen, zaś od dziesięcioleci jest stosowana w procesach przemysłowych. Jednak do tej pory wodór jako nośnik energii przegrywał z paliwami kopalnymi. Wydaje się jednak, że właśnie nadszedł czas wodoru, bowiem wymogi klimatyczne wprowadzają zupełnie nową jakość.
Nowy Zielony Ład wymusza zmiany
W ubiegłym roku Rada Unii Europejskiej, w tym również Polska, zaakceptowały podwyższenie celu redukcji emisji gazów cieplarnianych z -40% do poziomu -55% w 2030 r. (w stosunku do wartości referencyjnej z roku 1990 – Porozumienie Paryskie). Nie uda się tego osiągnąć bez przejścia od gospodarki napędzanej paliwami kopalnymi, czyli węglem, ropą naftową i gazem ziemnym, generującymi emisje, do modelu nisko i zeroemisyjnego.
Co po węglu
Gospodarka po procesie dekarbonizacji ma być napędzana głównie przez źródła OZE oraz energię nuklearną pracującą w tzw. podstawie, czyli zabezpieczającą cały system przed gwałtownymi spadkami podaży ze źródeł naturalnych. Taki model to również szansa dla wodoru. Polska jest obecnie trzecim co do wielkości jego producentem w Unii Europejskiej, jednak w większości, to wodór szary, wytwarzany przez rafinerie oraz zakłady chemiczne i wykorzystywany w procesach rafinacji oraz produkcji nawozów mineralnych i chemicznych. Do tej pory wodór jako nośnik energii przegrywał z paliwami kopalnymi.
„Wymogi klimatyczne wprowadzają zupełnie nową jakość, zaś wodór elektrolityczny stanowi zarówno surowiec pośredni, jak i może być traktowany jako samodzielny, chemiczny magazyn energii, ze względu na bardzo wysoką gęstość energii w stosunku do masy. Jest więc z punktu widzenia realiów dekarbonizacyjnych, paliwem pożądanym ponieważ można go zarówno spalić, nie generując przy tym żadnych gazów cieplarnianych, jak i zasilić nim ogniwo paliwowe, aby powtórnie uzyskać prąd” – wyjaśnia Aleksander Naumann, główny specjalista spółki Hynfra dostarczającej rozwiązania z wykorzystaniem technologii wodorowej.
Obie te właściwości wodoru powodują, że rozpala on umysły i serca nie tylko urzędników UE, rysujących regulacyjny krajobraz nowej, bezemisyjnej gospodarki, ale również biznesu i sektora publicznego. Dzieje się tak, ponieważ zastąpienie konwencjonalnych źródeł energii, przez OZE w wymiarze i tempie, które jest generowane przez regulatora na poziomie UE, stwarza niemożliwe do wypełnienia obowiązki po stronie dystrybutorów energii. Już obecnie, wiele inwestycji OZE w Polsce nie otrzymuje finalnie warunków przyłączenia do sieci, lub są one cofane i kwestionowane, ponieważ nakłady po stronie OSD (Operatora Systemu Dystrybucyjnego czyli przedsiębiorstwa energetycznego zajmującego się dystrybucją energii elektrycznej) nie bilansują się z ilością zgłaszanych nowych przyłączy. Aktualnie w Polsce mamy udział OZE w generacji pierwotnej na poziomie 14% w ciągu roku. Aby wypełnić cele klimatyczne, należy rozbudować instalacje OZE w sposób trudny dziś do wyobrażenia.
Czas wodoru
Firma Hynfra Green Hydrogen Infrastructure jest deweloperem projektów zielonego wodoru i integratorem technologii, która specjalizuje się w projektach magazynów energii oraz zielonego wodoru.
„Hynfra zidentyfikowała ten problem już dawno temu, uznając, że zawsze dystrybucja będzie w tyle za opłacalnością inwestycji w OZE przy wciąż rosnących cenach energii. Elektroliza wody, choć energochłonna, jest jedyną metodą produkcji wodoru, która może liczyć na długofalowe wsparcie ze strony UE. Na ten cel już są asygnowane środki, które łącznie mają zmobilizować inwestycje na poziomie 460 mld EUR. Wodór ma zarówno magazynować nadwyżkową energię z gigantycznych zasobów OZE, na morzu i lądzie, jak i napędzać te gałęzie gospodarki, które nie poddadzą się elektryfikacji, bo wymagają używania w procesach produkcyjnych wysokotemperaturowego ciepła, które da np. spalony wodór albo parę techniczną. Innowacja rozwiązań proponowanych przez naszą firmę ma polegać na wcieleniu w życie tego, co Komisja Europejska nazwała polityką łączenia sektorów (eng. sector coupling). Czyli znalezienia jak najszerszej grupy interesariuszy wokół łańcucha wartości gospodarki wodorowej (od produkcji, przez logistykę, po wykorzystanie u klienta końcowego). Upraszczając – zbijamy koszty wytworzenia wodoru, poprzez szerokie grono odbiorców każdego elementu w procesie.” – informuje nasz rozmówca dodając iż inwestor OZE otrzymuje gwarancję odbioru całej energii bez zakłóceń, czyli pełny zwrot z poniesionej inwestycji. System dystrybucji z kolei, otrzymuje partnera dysponującego magazynem energii, często i bateryjnym i chemicznym w postaci elektrolizy.
Inwestor główny, w zależności od wariantu zyskuje zielony wodór, tlen klasy medycznej (95% czystości), bezemisyjne ciepło, którego parametry różnią się w zależności od rodzaju użytego elektrolizera i parę techniczną. Dodatkowa korzyść to zyski z handlu zieloną energią (magazyny), dzięki spreadowi na notowaniach dobowych i uniknięcie opłat ETS związanych z generowaniem emisji.
„Innowacja naszych rozwiązań polega na skojarzeniu wielu technologii w jeden, wydajny i koherentny model, który każdemu klientowi świadczy inną formę usługi. Jedną z zalet takiego podejścia jest to, że unikamy elementu ryzyka technologicznego, ponieważ każdy z procesów istnieje na rynku komercyjnym i jest oferowany przez przynajmniej kilku producentów sprzętu, czy dostawców gotowych linii” – przyznaje Aleksander Naumann.
Jednak najważniejszą zaletą ma być zerowa ekspozycja na ryzyko regulacyjne, związane z przepisami klimatycznymi UE.
„Chcemy by nowy, lepszy, bezemisyjny świat, był nie tylko domeną zamożnego przemysłu, ale był osiągalny w każdej gminie w Polsce. Dzięki lokalnej generacji energii i potrzebach bilansowania OZE jest to nie tylko możliwe, ale po prostu opłacalne” – podsumowuje Tomoho Umeda, prezes Hynfry.
Wodór może pomóc również samorządom w transformacji komunalnego rynku ciepłowniczego. Obecnie w Polsce funkcjonuje kilkaset przedsiębiorstw zaopatrujących odbiorców w ciepło ze źródeł węglowych, głównie w małych i średnich miastach. Hynfra chce właśnie tym małym i średnim gminom zaproponować technologie wodorowe, które pozwolą uniknąć obciążania ich budżetów kosztami uprawnień do emisji CO2.
„Zdrowie i lepszą jakość życia wynikające z braku smogu i innych zanieczyszczeń powietrza, mieszkańcy otrzymują w standardzie, dlatego szczególne zainteresowanie obserwujemy ze strony klientów komunalnych. Oczywiście cena uprawnień do emisji testująca próg 80 euro za tonę, na pewno też ma w tym swój udział” – podsumowuje wiceprezes Hynfry, Paweł Jarczewski.
