Taka będzie przyszłość zielonego wodoru
Największe koncerny na całym świecie zapowiadają budowę ogromnych elektrolizerów wytwarzających wodór przy wykorzystaniu energii z OZE. Jakie bariery musi pokonać rynek czystego H2, aby tego rodzaju inwestycje ruszyły na dobre? O najważniejszych kierunkach rozwoju zielonego wodoru rozmawiamy z Gniewomirem Flisem, doradcą ds. energii i gospodarki wodorowej (m.in. Agora Energiewende, Aurora Energy Research).
Gramwzielone.pl: Jakie są obecnie najważniejsze kierunki rozwoju zielonego wodoru?
Gniewomir Flis: Najważniejszym kierunkiem są tak naprawdę odnawialne źródła energii, ponieważ produkcja zielonego wodoru jest napędzana prądem z OZE. Im więcej sporadycznej zielonej mocy w systemie, tym bardziej się opłaca ją magazynować albo krótkoterminowo za pomocą baterii, albo długoterminowo w postaci wodoru. Sama technologia wodorowa jest drugorzędna.
W jakich obszarach warto stawiać na wykorzystanie zielonego wodoru, a w jakich nie ma to sensu?
– Magazynowanie energii elektrycznej w postaci wodoru albo w formie innych produktów wodorowych, takich jak metanol albo amoniak, ma sens w regionach, które doświadczają dużej sezonowej wariacji w produkcji energii i popycie. W ten sposób energia z letniego słońca może być magazynowana na zimę, kiedy popyt na energię będzie wyższy. Na dzisiaj nie mamy alternatyw do węglowodorów w transporcie morskim oraz lotniczym. Gęstość energii węglowodorów jest nie do pobicia na typowych dystansach morskich lub lotniczych. Ale w transporcie osobowym i nawet ciężarowym sprawdzają się już akumulatory.
Kluczem do sukcesu jest mądry rozwój sieci elektrycznego ładowania. Być może wodór znajdzie niszę w dalekosiężnym transporcie ciężarowym, ale generalnie w transporcie na kołach wodór jest w niekorzystnej sytuacji, ponieważ na dany dystans potrzebuje dwa razy więcej energii, czyli paliwa, niż akumulatory. Dodatkowo wodór, zwłaszcza zielony, zawsze będzie droższy niż prąd użyty do jego produkcji.
W systemach grzewczych wodór sprawuje się jeszcze gorzej niż w transporcie, ponieważ konkurencyjne pompy ciepła są nawet sześć razy bardziej wydajne niż technologia wodorowa. Ale najważniejszym sektorem dla wykorzystania wodoru jest ten, w którym już dziś jest na niego popyt i gdzie już jest niezastąpiony – jako surowiec w produkcji chemikaliów, nawozów oraz stali.
Pojawia się sporo zapowiedzi dotyczących budowy ogromnych elektrolizerów, które będą wytwarzać wodór przy wykorzystaniu energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Kiedy te projekty przejdą do fazy budowy i co je blokuje?
– W drugiej połowie tej dekady prawdopodobnie ruszy budowa pierwszych gigaelektrolizerów. Na ten moment deweloperzy oraz finansiści czekają na dwie rzeczy. Pierwsza to europejskie regulacje, które mają wyjaśnić, jakie wymogi musi spełnić wodór z elektrolizy, aby liczył się do celów dyrektywy OZE Unii Europejskiej. Drugim niezbędnym elementem są subsydia, takie jak niemiecki system H2Global albo zwyczajne granty.
Jakie bariery musi pokonać rynek czystego H2, aby inwestycje ruszyły na dobre?
– Brak spójnej międzynarodowej definicji „zielonego” wodoru jest poważną barierą – na ten moment mamy kilka konkurencyjnych definicji i standardów na poziomie narodowym. Ale dzięki międzynarodowym instytucjom, takim jak na przykład Carbon Bonds Initiative albo International Partnership for Hydrogen & Fuel Cells, zaczynamy widzieć początki koordynacji w tym zakresie.
Unia Europejska też może wyznaczyć międzynarodowy standard, jeśli upora się z wewnętrznymi sporami, które do tej pory opóźniły akt delegowany do Renewable Fuels of Non-Biological Origin (RFNBO).
Jednak najważniejszą barierą jest, w moim mniemaniu, trudność w budowaniu nowych instalacji OZE oraz przesyłu prądu przez przeregulowanie systemu przyzwoleń. Budowanie nowej infrastruktury, zwłaszcza sieci przesyłu, może trwać nawet dekadę. W Polsce zasada 10H jest w szczególności kaleczącym prawem.
Niektórzy mogą dodać, że ostatnim elementem, którego brakuje, to popyt, ale ja się z tym nie zgadzam. Już dziś koncerny ciężkiego przemysłu używają milionów ton „brudnego” wodoru rocznie do produkcji nawozów i chemikaliów. Więc popyt jest, nie ma tylko apetytu na jego oczyszczenie, bo na razie czysty wodór jest droższy.
Jak wygląda efektywność kosztowa zielonego wodoru w porównaniu do kosztów wodoru wytwarzanego w procesach, w których powstaje emisja CO2?
– Dwa lata temu zielony wodór mógł być cztery do dziesięciu razy droższy niż produkcja H2 z gazu lub węgla. Ale biorąc pod uwagę dzisiejsze ceny gazu, niektóre projekty zielonego wodoru już dziś się opłacają.
Jak mogą spadać koszty elektrolizerów i produkcji czystego wodoru w najbliższych latach? Co jest potrzebne, aby tak się stało?
– Przewiduję, że ceny elektrolizerów spadną tak samo jak baterii, czyli o 80 proc. w ciągu dekady (z 1500 dolarów/kW w 2020 roku do około 300 dolarów/kW w 2030 roku). To będzie napędzane skalowaniem produkcji z mniej niż 1 GW na rok w 2020 roku do około 50 GW rocznie zgodnie z zapowiedziami producentów.
Cena czystego wodoru również spadnie, ale mniej diametralnie, ponieważ koszty elektrolizera to już dziś tylko 25 proc. ceny czystego wodoru. Kluczem do spadku ceny wodoru są bezpośrednie umowy na zakup zielonej energii (PPA) między operatorami instalacji OZE i operatorami elektrolizerów – lub pionowa integracja wśród tych operatorów, umożliwiająca niższe ceny prądu.
Prognozuję, że w roku 2030 zielony wodór będzie można kupić w Europie nawet poniżej 2 euro/kg w Hiszpanii lub Portugalii lub za 3 euro/kg w Europie Środkowej.
Katarzyna Bielińska
katarzyna.bielinska@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
