Partner serwisu

OZE same nie uratują świata przed zagładą? Może to zrobić… wodór

Skutki zmian klimatycznych zauważają już nawet najbardziej oporni ludzie. Ale wciąż niewielu jest takich, którzy gotowi są zrezygnować ze swojego stylu życia, niezbędnych do życia (hmm…) udogodnień oraz zabawek. Czy uda nam się znaleźć technologię napędzania tych wszystkich rzeczy, która pozwoli nam być i mieć? A może taka technologia już istnieje? Coraz więcej naukowców mówi: wodór to paliwo, które – razem z OZE – pozwoli uratować świat. Czy mają rację?

Już nie raz udało się nam uciec spod noża. Pod koniec XIX wieku ludzkość miała utonąć w końskim nawozie. Transport konny rozwijał się jak oszalały, a najpoważniejsze gazety, w tym np. londyński Times, ostrzegały, że miasta niedługo znikną pod grubą warstwą łajna. Cywilizacja miała wydać ostatnie tchnienie w 1930 r. Na szczęście wynaleziono silnik.

Zobacz również:

Mam dziwne przeczucie, albo nadzieję, że z podobną sytuacją mamy do czynienia obecnie. Świat powoli stara się przejść na czystą energię. Chińczycy donoszą, że zrobili kolejny krok w kierunku fuzji jądrowej1, a odnawialne źródła energii (OZE) mają coraz większy udział w ogólnym bilansie energetycznym.

Czytaj też: Niewesołe prognozy dla świata do 2100 r. Oszacowali, kiedy na Ziemi zacznie się żyć niefajnie. Dlatego Elon Musk proponuje „eksmisję” na księżyc. Bilet będzie kosztował tyle, ile domek na przedmieściu

Jednak moc uzyskiwana z OZE jest trudna do oszacowania, bo zależy od tego czy świeci słońce i czy wieje wiatr. Mamy duże problemy z  przekazywaniem tej energii do sieci energetycznej, której przepustowość jest ograniczona. Stąd gorączkowe poszukiwanie sposobów na przechowywanie energii, takich jak baterie litowo-jonowe, czy magazyny energii wykorzystujące systemy sprężonego powietrza.

I tu na scenę wkracza wodór. Cały na… zielono.

Wodór, czyli paliwo przyszłości?

O wykorzystaniu wodoru pochodzącego z wody jako paliwa mówił już… Juliusz Verne. I chociaż z pewnością był wizjonerem, i większość jego pomysłów, jak np. łodzie podwodne, już dawno została zrealizowana, to do najważniejszego, czyli związanego z pozyskiwaniem energii z wody, dopiero powoli się zabieramy.

Zielony wodór2, bo o nim mowa, może być wytwarzany w procesie elektrolizy wody. A co istotne, w procesie tym można wykorzystać energię pochodzącą z odnawialnych źródeł. Tę samą energię, która jest teraz problemem dla sieci energetycznych.

Wydawałoby się, że mamy do dyspozycji energetyczne perpetuum mobile: energia ze źródeł odnawialnych wykorzystana jest do generowania wodoru, którym zasilamy maszyny, urządzenia oraz domy i napędzamy samoloty, statki oraz samochody. A w efekcie powstaje, przyjazna dla środowiska, czysta woda.

Jednak problem polega na tym, że koszt pozyskania ekologicznego wodoru jest ciągle dosyć wysoki, ponieważ jest to proces bardzo energochłonny i dlatego, do tej pory, nie stanowił konkurencji dla paliw kopalnych. To ten sam problem, od którego „odbijały się” przez długie lata OZE.

Początkowy koszt instalacji fotowoltaicznych był bardzo wysoki, jednak w ciągu ostatnich kilku lat gwałtownie spadł ze względu na rozwój technologiczny oraz na wzrost cen tradycyjnej energii z węgla. Rosnący popyt na te technologie OZE dodatkowo powoduje, że oferowane rozwiązania mogą być coraz tańsze, bo zaczynają być sprzedawane w skali masowej.

Wodór pójdzie ścieżką OZE?

Wydaje się, że tak. Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej (Irena) przewiduje, że ​​koszt urządzeń stosowanych do produkcji wodoru z wody zmniejszy się w niedługim czasie o połowę. Jeśli połączymy to z malejącym kosztem odnawialnych źródeł energii, produkcja wodoru może okazać się niedługo najtańszą opcją energetyczną. Oby!

Czytaj też: Polska już za 10 lat bez energii z węgla? Powstaje fundusz inwestycyjny, który obstawia ten scenariusz. Portugalski rząd zakontraktował 500 MW energii ze źródeł odnawialnych po średniej cenie 20 euro za 1 MWh. Ten sam 1 MWh, który my produkujemy z węgla po 240 zł

Zresztą coś musi być na rzeczy, skoro – gdzie nie spojrzeć – natrafiamy na bardziej lub mniej zaawansowaną rewolucję wodorową. Prym wiedzie Azja. Niedawno Japonia, Chiny i Korea Południowa zawiązały porozumienie na rzecz gospodarki wodorowej i rozwijają ją wszelkimi dostępnymi sposobami.

Azja już stawia na wodór

Azja postawiła na gospodarkę wodorową już kilka lat temu. Premier Japonii mieszka w domu ogrzewanym i zasilanym wodorem. Japońskie Toyota i Honda oraz południowokoreański Hyundai projektują i wprowadzają na rynek napędzane wodorem pojazdy. W przypadku Hyundaia są to nie tylko samochody osobowe, ale także ciężarówki. Z kolei Chiny produkują pociągi napędzane wodorem.

Czytaj też: Oto samochody elektryczne, które zmienią nasze życie. Chyba, że ta rewolucja nas ominie

Zresztą Chiny mają ambicję zostać jednym z największych producentów i konsumentów energii wodorowej w niedalekiej przyszłości. Z tego względu uruchomiły programy wspierające inwestycje wodorowe w lokalnym przemyśle. Wartość? 2 mld dolarów. Hebei, jedna z chińskich prowincji, przeznaczyła 1,2 mld dolarów na projekty dotyczące urządzeń do produkcji wodoru, w tym metodą elektrolizy, stacji paliw oraz wodorowych ogniw paliwowych.

Japonia aktywnie promuje wykorzystanie wodoru w pojazdach, elektrowniach i innych miejscach, a władze Tokio zwiększyły w 2020 r. liczbę autobusów napędzanych wodorem do 100.  Z kolei Mitsubishi Hitachi Power Systems realizuje zaawansowane projekty wielkoskalowych turbin zdolnych do spalania mieszanki paliwowo-gazowo-wodorowej, w której wodór stanowi 30%. A do 2030 r. chce opracować rozwiązania umożliwiające spalanie 100% wodoru.

Korea Południowa chce pokryć wodorem 10% całkowitego zużycia energii do 2030 r. i 30% do 2040 r. A nawet planuje całkowite przejście na zasilanie wodorem w wybranych miastach i miasteczkach.

W Azji, gdzie nie spojrzeć, widać projekty związany z gospodarką wodorową i stojące za nimi ogromne pieniądze.

Z Azji skokiem kangura można udać się do Australii. Może właśnie dlatego Australia chce wspierać swoich azjatyckich partnerów, oferując im niedrogi wodór produkowany w oparciu o energię słoneczną generowaną na pustyniach. I przeznacza ok. 190 mln dolarów na realizację tych projektów.

Stany Zjednoczone: nie tylko gaz łupkowy i LNG

Stany Zjednoczone to potęga w produkcji ropy naftowej, ale i one prowadzą projekty związane z gospodarką wodorową. Przekształcają np. systemy wykorzystujące odnawialne źródła energii w systemy hybrydowe, w których nadmiar energii, dostępny po całkowitym naładowaniu akumulatorów, wykorzystywany jest do wytwarzania wodoru. A ten jest następnie przechowywany w celu późniejszej produkcji energii elektrycznej przez ogniwa paliwowe.

Po amerykańskich drogach jeździ ponad połowa z globalnej floty pojazdów napędzanych wodorowymi ogniwami paliwowymi. A napędzane tymi ogniwami wózki widłowe i samochody są już standardowo wykorzystywane przez Amazon, Wal-Mart, Home Depot i Lowe’s zużywając dziennie około 27 mln ton wodoru dostarczanego przez ponad 100 stacji paliw w całym kraju.

Wielkie korporacje, takie jak eBay, Google, Wal-Mart, Coca-Cola, FedEx, Adobe i Sierra Nevada już od kilku lat wykorzystują różne formy zasilania wodorem.

Boeing podejmuje próby wykorzystania wodoru jako paliwa dla samolotów załogowych i bezzałogowych. Przetestował nawet niewielki samolot załogowy napędzany wodorowym ogniwem paliwowym i planuje wykorzystanie tego gazu do zasilania jednostek zapasowych oraz pomocniczych w dużych samolotach pasażerskich.

Europa ma strategię. Kiedy będzie miała wyniki?

W lipcu 2020 roku ogłoszona została europejska strategia wodorowa w ramach której miliardy euro mają popłynąć w stronę zielonego wodoru.

Rządy Niemiec, Wielkiej Brytanii i wielu innych krajów ogłosiły strategie dotyczące wodoru. Portugalia planuje zbudować do 2023 r. nową instalację wodorową zasilaną energią słoneczną. Pod koniec marca Holandia przedstawiła strategię wodorową, w której nakreślono plany budowy zielonego elektrolizera o mocy 500 MW do 2025 r.

Zresztą projekty związane z zielonym wodorem sypią się w Europie, jak z rękawa. W Niemczech i Wielkiej Brytanii jeżdżą już pociągi napędzane wodorem, niemiecka policja przesiada się na zasilane wodorem samochody, a Airbus prezentuje projekty konstrukcyjne trzech zero-emisyjnych samolotów zasilanych wodorem. Mają mają polecieć w 2035 roku.

Oto przegląd europejskich projektów wodorowych:

  • W listopadzie 2020 r. w Linzu rozpoczęto realizację projektu H2Future, w którym wodór ma zostać wykorzystany do zasilania procesów produkcji stali.
  • Ta sama technologia została uruchomiona w 2020 r. w mieście Lulea w północnej Szwecji przez koncern energetyczny Vattenfall, producenta stali SSAB oraz największego europejskiego producenta rudy żelaza LKAB.
  • W Holandii rozpoczęto – we współpracy z koncernem naftowym Shell, niemieckim gigantem energetycznym RWE oraz norweską firmą naftowo-gazową Equinor – budowę instalacji do elektrolizy North H2 o mocy 1 GW (z możliwością rozbudowy do 4 GW w 2030 r. i 10 GW w 2040 r.). Instalacja ma wykorzystywać do produkcji zielonego wodoru energię pochodzącą z morskiej farmy turbin wiatrowych.
  • W grudniu 2020 r. producent gazu Linde zawarł porozumienie ze Snam, największym operatorem gazociągów w Europie, dotyczące współpracy przy projektach infrastruktury przesyłu wodoru.
  • Rosyjski producent gazu Novatek założył w grudniu joint venture z Siemens Technology, który ma zastąpić wodorem gaz ziemny spalany w zakładach LNG Novatek w Zachodniej Syberii.
  • We Włoszech koncerny energetyczne Eni i Enel rozpoczęły w listopadzie współpracę przy produkcji zielonego wodoru dla dwóch rafinerii Eni we Włoszech. Ich elektrownia wodorowa o mocy 10 MW ma powstać w latach 2022-2023, a 70 proc. włoskiej sieci gazowej jest gotowe na przesyłanie wodoru.

Czy Polska zostanie na aucie?

A co słychać nad Wisłą? Cóż, Zygmunt Solorz-Żak będzie wytwarzać w Zespole Elektrowni Pątnów-Adamów-Konin zielony wodór w hydrolizerze zakupionym od firmy Hydrogenics Corporation i tym samym pod koniec dekady ZE PAK zakończy produkcję prądu  z węgla. Właściciel Polsatu przejął też zespół konstruktorów z upadającego Ursusa i chce produkować w Lublinie autobusy napędzane wodorowymi ogniwami paliwowymi.

Autobusy wodorowo-elektryczne Urbino 12 produkuje też Solaris – od 2019 r. zamówiono ich kilkadziesiąt i mają zostać dostarczone do 2021 roku.

Z kolei Grupa LOTOS planuje zbudować wielkoskalową instalację do produkcji zielonego wodoru Green H2, a decyzje dotyczące realizacji projektu mają zapaść w drugiej połowie 2021 r. Jednak na mapie inwestycji wodorowych wypadamy dosyć słabo.

Wodór – rozwiązanie przyszłości?

Bardzo możliwe, skoro nawet lider naftowego koncernu OPEC, Arabia Saudyjska, buduje w swoim najnowocześniejszym, futurystycznym mieście Neom – do spółki z amerykańskim Air Products – zakład produkcji zielonego wodoru o wydajności 650 ton zielonego paliwa wodorowego dziennie. Ilość ta powinna wystarczyć do chociażby zasilenia 20 tys. autobusów napędzanych wodorem. Całość projektu wartego 5 mld dolarów będzie zasilana ze źródeł energii odnawialnej o mocy 4 GW.

Świat coraz w coraz większym stopniu stawia na zieloną rewolucję. Jeszcze kilka lat temu na prezesów koncernu Toyota, opowiadających o tym, że samochody elektryczne mogą być tylko epizodem na drodze do ery aut napędzanych wodorem, patrzono jak na nieszkodliwych wariatów. Teraz Toyota – największy koncern motoryzacyjny świata – jest w awangardzie wodorowej rewolucji.

Pytanie tylko czy my, Polacy, nie zostajemy w ogonie zmian i czy nie obudzimy się pewnego pięknego dnia jako pariasi zielonego świata. Strategia rozwoju OZE to nie wszystko, wodór też powinien być obecny w planach energetycznych zmian w naszym kraju.

_____________________

1 Chiny pracują nad reaktorem fuzji jądrowej HL-2M Tokamak.

2 Zgodnie z powszechnie stosowaną nomenklaturą, większość wodoru wykorzystywanego obecnie w procesach przemysłowych, to wodór brązowy lub wodór szary. Wodór brązowy powstaje w procesie gazyfikacji węgla kamiennego lub brunatnego. Z kolei wodór szary wytwarzany poprzez reforming parowy metanu, w ​​którym zazwyczaj wykorzystuje gaz ziemny. Niestety w obydwu procesach powstaje także dwutlenek węgla.

Inną opcją jest wodór niebieski wytwarzany także w procesie reformingu parowego metanu. Jednak w jego przypadku emisje są ograniczane przez wychwytywanie i gromadzenie dwutlenku węgla. Technologia ta pozwala zmniejszyć ilość wytwarzanego dwutlenku węgla o około połowę, ale nadal jest daleka od ideału.

Wodór zielony, na który patrzymy z taką nadzieją, powstaje procesie elektrolizy wody, w czasie którego wykorzystywana jest energia pochodząca z odnawialnych źródeł energii.

Subscribe
Powiadom o
guest
3 komentarzy
Oldest
Newest Most Voted
Inline Feedbacks
View all comments
Jan
Jan
10 miesięcy temu

Aż tak bym nie panikował. Chińczycy 40 lat temu startowali z przysłowiowych rowerów i chińskiej bielizny i trampek. Przeskoczyli przez to pewien rozwój technologiczny. Bez paniki proszę.

trackback

[…] OZE same nie uratują świata przed zagładą? Może to zrobić… wodór […]

Najnowsze wpisy naszych autorów Wszyscy autorzy
Przyszłość jest tutaj

Podaj swój adres email i odbieraj najświeższe informacje o nowych technologiach i nie tylko.

email-iconfacebooktwitteryoutubelinkedin instagram whatsup
Skip to content